Kvantová teorie I - NFPL010

• Anglický název: Quantum Theory I
• Zajišťuje: Katedra fyziky kondenzovaných látek (32-KFKL)
• Fakulta: Matematicko-fyzikální fakulta
• Platnost: od 2018
• Semestr: zimní
• E-Kredity: 9
• Rozsah, examinace: zimní s.:4/2, Z+Zk [HT]
• Počet míst: neomezen
• Minimální obsazenost: neomezen
• 4EU+: ne
• Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu: ne
• Stav předmětu: nevyučován
• Jazyk výuky: čeština, angličtina
• Způsob výuky: prezenční
• Je zajišťováno předmětem: NBCM110
• Další informace: http://podmínkou ke zkoušce je obdržení zápočtu
• Garant: doc. RNDr. Tomáš Novotný, Ph.D.
• Kategorizace předmětu: Fyzika > Fyzika pevných látek
• Neslučitelnost : NBCM110, NJSF060, NJSF094, NOFY042, NOFY045, NTMF066
• Je neslučitelnost pro: NTMF066, NBCM110, NOFY042, NOFY045, NJSF094
• Je prerekvizitou pro: NBCM003, NHIF025
• Je záměnnost pro: NOFY042

Anotace

čeština

V návaznosti na OFY044 tvoří tato přednáška spolu s FPL011 úplný třísemestrální kurz KT, který umožňuje porozumět všem navazujícím přednáškám studijních směrů AA, TF, FPL, OOE, FEVF a FMBS. V návaznosti na OFY044 tvoří tato přednáška spolu s FPL011 úplný třísemestrální kurz KT, který umožňuje porozumět všem navazujícím přednáškám studijních směrů AA, TF, FPL, OOE, FEVF a FMBS. Formální schema KT. Teorie momentu hybnosti a spin. Metody přibližného řešení stacionární Schrödingerovy rovnice (SR). Stavba atomů. Teorie rozptylu. Metody přibližného řešení nestacionární SR.

Poslední úprava: T_KFES (23.05.2003)

angličtina

A comprehensive course on quantum theory suitable both for experimental and theoretical physicists. The basic knowledge at the level of introductory undergraduate course (like OFY044 at MFFUK) is assumed. Otherwise the course is self-contained, starting with postulates and mathematical prerequisites and going on from one-body motion in a central field to the electronic structure of atoms and molecules and their interaction with electromagnetic field. Also included are theory of elastic scattering and basic knowledge of Dirac theory.

Poslední úprava: T_KFES (02.05.2013)

Podmínky zakončení předmětu

čeština

Podmínkou udělení zápočtu je úspěšné absolvování závěrečného testu (vyřešení alespoň 3 ze 4 příkladů). Zápočet má dva opravné termíny.

Poslední úprava: Korytár Richard, Ing., Ph.D. (10.10.2017)

angličtina

The condition for granting the credit is successful completion of the final test (solving at least 3 out of 4 examples). The credit has two correction terms.

Poslední úprava: Mikšová Kateřina, Mgr. (09.02.2022)

Literatura

čeština

• J. Klíma, B. Velický: Kvantová mechanika I, II, skriptum UK

• J. Klíma, M. Šimurda, Sbírka problémů z kvantové teorie, Academia 2005

• A.S. Davydov: Kvantová mechanika, SPN 1978

• J. Formánek: Úvod do kvantové teorie, Academia 1983

• L. Landau, E.M. Lifšic: Kvantovaja mechanika, Moskva 1963

• nebo libovolná jiná z mnoha učebnic kvantové mechaniky.

Poslední úprava: Korytár Richard, Ing., Ph.D. (05.10.2017)

angličtina

1. J. Klíma, B. Velický: Kvantová mechanika I, II, skriptum UK

2. J. Klíma, M. Šimurda, Sbírka problémů z kvantové teorie, Academia 2005

3. A.S. Davydov: Kvantová mechanika, SPN 1978

4. J. Formánek: Úvod do kvantové teorie, Academia 1983

5. Eisberg, Robert; Resnick, Robert (1985). Quantum Physics of Atoms, Molecules, Solids, Nuclei, and Particles (2nd ed.). Wiley & Sons.

6. Feynman, Richard P. (2005). The Feynman Lectures on Physics. Vol. 3 (2nd ed.). Addison-Wesley.

7. French, A. P.; Taylor, Edwin (1978). An Introduction to Quantum Physics. W. W. Norton & Company.

8. Gasiorowicz, Stephen (2003). Quantum Physics (3rd ed.). Wiley.

9. Griffiths, David (2005). Introduction to Quantum Mechanics (2nd ed.). Pearson Prentice Hall.

10. Stone, James (2020). The Quantum Menagerie: A Tutorial Introduction to the Mathematics of Quantum Mechanics (1st ed.). Sebtel Press.

11. Townsend, John (2012). A Modern Approach to Quantum Mechanics (2nd ed.). University Science Books.

12. Zettili, Nouredine (2009). Quantum Mechanics: Concepts and Applications. Chichester, UK: Wiley.

Poslední úprava: Mikšová Kateřina, Mgr. (09.02.2022)

Sylabus

čeština

I. Formální schema KT

Diracova notace. Teorie reprezentací. Oscilátor v E-reprezentaci. Čisté a smíšené stavy.

II. Teorie momentu hybnosti a spin.

Kvantování momentu hybnosti, L-reprezentace, kulové funkce.Ilustrace: volná částice v L-reprezentaci a sférická jáma.

Spinový formalismus. Precese spinu v magnetickém poli a spinová resonance.

Skládání momentů hybnosti. EPR paradox a Bellova nerovnost.

III. Metody přibližného řešení stacionární SR.

Variační princip a poruchový počet. Hartree-Fockova aproximace. Ilustrace: stavba atomů. Vodíková molekula.

IV. Pohyb v konstantním elektrickém a magnetickém poli.

Kalibrační invariance. Volný elektron, paramagnetismus, diamagneticmus. Starkův jev.

V. Teorie rozptylu.

Greenova funkce, Bornova aproximace, rozptyl na sféricky symetrickém potenciálu,

resonance, rozptyl dvou částic

VI. Přibližné řešení nestacionární SR.

Náhlá, adiabatická a harmonická porucha. Zlaté pravidlo.

VII. Interakce atomu se zářením

Semiklasická teorie emise a absorpce záření. Doba života. Výběrová pravidla.

VIII. Druhé kvantování.

Reprezentace obsazovacích čísel, anihilační a kreační operátory. Fermiony a bozóny.

IX. Diracova rovnice.

Spin. Pauliho rovnice jako limita řádu v/C.

Poslední úprava: KLIMA (08.02.2006)

angličtina

I. Formal structure of QM. Postulates. Representations. Aharon-Bohm effect.

II. Angular momentum and spin. Spin resonance. Bells theorem and EPR paradox.

III. Approximate methods to solve stationary Schroedinger equation (SE). Variational principle. Hartree-Fock theory. Motion in constant electrical and magnetic fields.

IV. Scattering theory. Phase shifts. Resonance.

V. Approximate methods to solve time dependent SE. Sudden, harmonic and adiabatic change.

VI. Semiclassical theory of interaction with the electromagnetic radiation. Calibration invariance. Absorption, emission.

VII. Dirac equation. Free particle. Pauli equation. Second order corrections.

VIII. Born-Oppenheimer approximation. Basic theory of molecular structure.

Literature:

C. Cohen-Tannoudji, B. Diu, F. Laloë: Quantum Mechanics I,II, J. Wiley 1977

J.J.Sakurai: Modern Quantum Mechanics, Addison-Wesley 1994

Poslední úprava: T_KFES (02.05.2013)