Pokročilá kvantová teorie - NTMF002

• Anglický název: Advanced Quantum Theory
• Zajišťuje: Fyzikální ústav UK (32-FUUK)
• Fakulta: Matematicko-fyzikální fakulta
• Platnost: od 2011
• Semestr: zimní
• E-Kredity: 6
• Rozsah, examinace: zimní s.:3/1, Z+Zk [HT]
• Počet míst: neomezen
• Minimální obsazenost: neomezen
• 4EU+: ne
• Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu: ne
• Stav předmětu: vyučován
• Jazyk výuky: čeština
• Způsob výuky: prezenční
• Způsob výuky: prezenční
• Garant: doc. Mgr. František Šanda, Ph.D.
• Kategorizace předmětu: Fyzika > Teoretická a matematická fyzika
• Záměnnost : NBCM067

Anotace

čeština

Poslední úprava: T_FUUK (14.01.2008)

Kvantová teorie světla a interakce s hmotou, základy kinetiky. Pro obor biofyzika.

angličtina

Poslední úprava: T_FUUK (22.05.2004)

Quantum theory of light and interaction with matter, introduction to kinetic phenomena.

Cíl předmětu

čeština

Poslední úprava: SANDA/MFF.CUNI.CZ (07.05.2008)

Uvede studenty do kvantové teorie interakce světla s hmotou a základů kinetiky v rozsahu upotřebitelném studenty biofyzikálních oborů.

angličtina

Poslední úprava: SANDA/MFF.CUNI.CZ (07.05.2008)

Introduces to quntum theory of interaction of light and matter as much as usefuful for students of biophysics.

Podmínky zakončení předmětu

Poslední úprava: doc. RNDr. Karel Houfek, Ph.D. (11.06.2019)

Udělení zápočtu a ústní zkouška

Literatura

Poslední úprava: doc. Mgr. František Šanda, Ph.D. (12.06.2019)

V.Čápek: Kvantová teorie světla a koherence (skripta, 1.díl)

P.Lipavský: Kvantová teorie světla (zkušební text, 1.díl)

F.Šanda: Nerovnovážná statistická fyzika (Matfyzpress, 2011).

Metody výuky

čeština

Poslední úprava: SANDA/MFF.CUNI.CZ (07.05.2008)

Přednáška

angličtina

Poslední úprava: SANDA/MFF.CUNI.CZ (07.05.2008)

lecture

Požadavky ke zkoušce

Poslední úprava: doc. RNDr. Karel Houfek, Ph.D. (11.06.2019)

Zkouška je ústní, požadavky odpovídají sylabu, v detailech pak tomu, co bylo během semestru odpřednášeno.

Sylabus

čeština

Poslední úprava: T_FUUK (14.01.2008)

Kvantování elektromagnetického pole.
Vektorový a skalární potenciál, jejich kalibrace, příčné a podélné komponenty pole, polarizace. Druhé kvantování volného elektomagnetického pole: Fockův prostor, vlastní stavy Hamiltoniánu, módy stojatých a běžících vln, koherentní stavy, stlačené vakuum, termální stavy pole. Důsledky procedury kvantování: relace neurčitosti, operátor fáze, nulové kmity. Kvantování interagujícího systému částic a pole. Elektrická dipólová aproximace. Doby života kvantových stavů. Zlaté pravidlo. Výběrová pravidla.

Úvod do kinetiky.
Matice (a podmatice) hustoty, Wignerova distribuční funkce, Boltzmannova, Řídící rovnice, Stochastická dynamika, Spin-boson model.

Kvantová optika dvouhladinového systému.
Absorpce, stimulovaná a spontánní emise. Výpočty pravděpodobností přechodu v rámci časově závislé poruchové teorie. Einsteinovy koeficienty. Resonanční fluorescence. Tvar a šíře spektrálnách čar.

angličtina

Poslední úprava: T_FUUK (14.01.2008)

Quantization of electromagnetic field.
Vector and scalar potentials, Coulomb and Lorentz gauge, longitudinal and transversal polarization, Second quantisation of free fields, Fock space, eigenstates, standing and traveling waves, coherent states, squeezed vacuum, thermal states, Creation and annhilation operators,Consequences of quantisation: Heisenberg uncertainty relations, phase operators, vacuum oscillationsů Quantization of particles and electromagnetic field, and field-matter interacion. Electric dipole approximation. Quantum state lifetimes. Golden rule. Selection rules

Introduction to kinetics.
Density matrix and reduced density matrix , Wigner distribution function; Boltzman equation, Master equations. Stochastic dynamics, Spin-boson model

Quantum optics of the two-level system.
Absorption, induced and spontaneous emission, Einstein coefficients, resonant fluorescence. Spectral lines: shapes and width.