PředmětyPředměty(verze: 945)
Předmět, akademický rok 2014/2015
   Přihlásit přes CAS
Kvantová mechanika II - NUFY031
Anglický název: Quantum Mechanics II
Zajišťuje: Kabinet výuky obecné fyziky (32-KVOF)
Fakulta: Matematicko-fyzikální fakulta
Platnost: od 2005 do 2021
Semestr: zimní
E-Kredity: 3
Rozsah, examinace: zimní s.:2/0, Zk [HT]
Počet míst: neomezen
Minimální obsazenost: neomezen
4EU+: ne
Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu: ne
Stav předmětu: nevyučován
Jazyk výuky: čeština
Způsob výuky: prezenční
Způsob výuky: prezenční
Garant: RNDr. Oldřich Bílek
RNDr. Vojtěch Kapsa, CSc.
Kategorizace předmětu: Fyzika > Učitelství fyziky
Korekvizity : NUFY030
Je neslučitelnost pro: NOFY042
Je prerekvizitou pro: NUFY046, NUFY035
Je záměnnost pro: NOFY042
Výsledky anket   Termíny zkoušek   Rozvrh   Nástěnka   
Anotace -
Poslední úprava: T_KVOF (23.05.2001)
Přednáška přímo navazuje na UFY030. Přibližné metody kvantové mechaniky (KM). Zobecnění KM pro systémy více částic. Stejné částice a princip nerozlišitelnosti. Bosony a fermiony. Jednočásticové přiblížení. Pauliho vylučovací princip. Atom helia. Periodický systém prvků. Molekula vodíku. Nástin teorie chemické vazby. Některé technické aplikace založené na zákonitostech KM. Určeno pro posluchače 3.r . U MF/SŠ a 4.r. U FI/SŠ.
Literatura
Poslední úprava: G_F (26.05.2003)

D.I.BLOCHINCEV: Základy KM, NČSAV Praha 1956

J.PIŠÚT, V.ČERNÝ, L.GOMOLČÁK: Úvod do KM, ALFA Bratislava- -SNTL Praha, 1983

A.S.DAVYDOV: KM, SPN 1978

J.KLÍMA, B.VELICKÝ: KM I (1985) a KM II (1990), MFF UK skripta

J.FORMÁNEK: Úvod do KM, Academia, Praha 1983

J.PIŠÚT, V.ČERNÝ, P.PREŠNAJDER: Zbierka úloh z KM, ALFA Bratislava - SNTL Praha 1985

L.G.GREČKO a kol.: Sbornik zadač po teoretičeskoj fizike, Moskva 1972

F.G.SEROVA, A.A.JANKINA: Sbornik zadač po teoretičeskoj fizike Moskva l979

V.M.GALICKIJ, B.M.KARNAKOV, V.I.KOGAN: Zadači po kvantovoj mechanike, Moskva 1981

K disposici jsou i jiné učebnice a sbírky příkladů, zejména cizojazyčné, kterých je možné po konsultaci s přednášejícím ke studiu používat990), MFF UK skripta

J.FORMÁNEK: Úvod do KM, Academia, Praha 1983

J.PIŠÚT, V.ČERNÝ, P.PREŠNAJDER: Zbierka úloh z KM, ALFA Bratislava - SNTL Praha 1985

L.G.GREČKO a kol.: Sbornik zadač po teoretičeskoj fizike, Moskva 1972

F.G.SEROVA, A.A.JANKINA: Sbornik zadač po teoretičeskoj fizike Moskva l979

V.M.GALICKIJ, B.M.KARNAKOV, V.I.KOGAN: Zadači po kvantovoj mechanike, Moskva 1981

K disposici jsou i jiné učebnice a sbírky příkladů, zejména cizojazyčné, kterých je možné po konsultaci s přednášejícím ke studiu používat

Sylabus -
Poslední úprava: G_F (26.05.2003)

Úvodní část. Předmět a oblast platnosti KM. Krize klasické fyziky jako podnět ke vzniku KM. Experimentální poznatky vedoucí ke vzniku KM. Vývoj názorů na mikročástice a na podstatu světla. Charakteristické projevy mikrosvěta: kvantování fyzikálních veličin, vlnová povaha částic, relace neurčitosti, zvláštnosti procesu měření.

Základní postuláty a formální schéma KM.

Popis stavu systému. Vlnová funkce, její vlastnosti a interpretace. Normování. Princip superpozice, jeho interpretace a důsledky. Vektorový prostor stavů. Skalární součin.

Fyzikální veličiny. Lineární a hermitovské operátory. Operátory fyzikálních veličin, jejich konstrukce. Komutační relace. Střední hodnoty, vlastní hodnoty a vlastní funkce operátorů fyz. veličin. Relace neurčitosti, výklad a důsledky. Současná měřitelnost. Operátory souřadnice, hybnosti, momentu hybnosti a energie. Vlastní funkce operátorů jako báze v prostoru stavů. Četnosti měření hodnot fyz. veličin.

Vlastnosti a časový vývoj fyz. systému. Schrödingerova (časová) rovnice. Hamiltonián. Rovnice kontinuity. Hustota toku pravděpodobnosti. Operátor časové změny. Integrály pohybu. Kvantové pohybové rovnice. Ehrenfestovy teorémy. Stacionární Schr\"odingerova rovnice. Stacionární a nestacionární stavy. Hladiny energie. Diskrétní a spojité spektrum energie.

Vybrané aplikace. Volná částice. Částice v pravoúhlé potenciálové jámě (konečné a nekonečné). Harmonický oscilátor. Potenciálový stupeň. Průchod částice potenciálovým valem, tunelový jev. Částice v kulově symetrickém poli. Atom vodíku. Separace proměnných a řešení vícerozměrných úloh.

Problematika měření v KM.

Vztah mezi KM a klasickou mechanikou.

Spin. Experimentální projevy spinu. Spinová funkce. Operátor spinu. Pauliho matice. Pauliho rovnice. Zeemanův jev. Jaderná magnetická rezonance.

Přibližné metody KM. Nezbytnost přibližných metod řešení Schrödingerovy rovnice. Poruchový počet pro případy nedegenerovaného a degenerovaného spektra energie. Časový poruchový počet a nástin teorie kvantových přechodů. Princip variačních metod.

Vícečásticové systémy. Zobecnění postulátů KM pro vícečásticové systémy. Adiabatická aproximace a oddělení pohybu elektronů a atomových jader. Atom vodíku jako dvoučásticový systém. Zvláštnosti systémů stejných částic. Princip nerozlišitelnosti stejných částic a jeho důsledky. Symetrické a antisymetrické vlnové funkce. Bosony a fermiony. Pauliho princip. Popis stavu vícečásticového systému pomocí jednočásticových vlnových funkcí. Slaterovy determinanty. Jednočásticové přiblížení. Atom helia. Elektronový obal atomů. Mendělejevův periodický systém prvků z hlediska KM.

Chemická vazba. Spinová část dvoučásticové vlnové funkce. Základní stav molekuly vodílu v Heitlerově-Londonově aproximaci. Výklad chemické vazby v rámci KM.

 
Univerzita Karlova | Informační systém UK