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
• Garant: doc. Mgr. František Šanda, Ph.D.
• Vyučující: doc. Mgr. Tomáš Mančal, Ph.D.; doc. Mgr. František Šanda, Ph.D.
• Kategorizace předmětu: Fyzika > Teoretická a matematická fyzika
• Záměnnost : NBCM067

Anotace

čeština

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

Poslední úprava: T_FUUK (14.01.2008)

angličtina

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

Poslední úprava: T_FUUK (22.05.2004)

Cíl předmětu

čeština

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

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

angličtina

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

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

Podmínky zakončení předmětu

Udělení zápočtu a ústní zkouška

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

Literatura

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).

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

Metody výuky

čeština

Přednáška

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

angličtina

lecture

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

Požadavky ke zkoušce

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

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

Sylabus

čeština

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.

Poslední úprava: T_FUUK (14.01.2008)

angličtina

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.

Poslední úprava: T_FUUK (14.01.2008)