|
Vyučující
|
-
Erhart Jiří, prof. Mgr. Ph.D.
-
Šulc Miroslav, doc. RNDr. Ph.D.
-
Brandejs Jan, Mgr.
|
|
Obsah předmětu
|
Přednášky: 1. Úvod - hlavní historická fakta. Experimenty poukazující na neúplnost klasické fyziky. 2. Principy neurčitosti, determinismus klasické fyziky a pravděpodobnostní interpretace kvantové teorie. 3. Porovnání matematického popisu stavů a fyzikálních veličin v klasické a kvantové fyzice, princip korespondence. 4. Vlnová funkce a její interpretace jako amplituda pravděpodobnosti, princip superpozice. 5. Vlnově-částicová povaha fyzikálních objektů, de-Broglieovy vztahy, ilustrace na experimentu na dvojštěrbině. 6. Matematický popis: komplexní čísla a operace s nimi, vektorové prostory, skalární součin, maticový počet, Hilbertův prostor, vlnové funkce, báze a dimenze, superpozice, operátory, hermitovost a unitarita, symetrie. 7. Stav částice jako paprsek v Hilbertově prostoru, superpozice stavů jako lineární kombinace vektorů. 8. Korespondence fyzikálních veličin a hermitovských operátorů, fyzikální význam unitarity, vztahy mezi operátory. 9. Příklady vlnových funkcí (skalár, spinor, vektor), vlnový balík, grupová a fázová rychlost, hmotnost a disperze. 10. Diracova symbolika. Operátory jako matice, vlastní stavy a hodnoty operátorů, příklady. 11. Operátory fyzikálních veličin, význam komutátorů a relace neurčitosti, fyzikální význam vlastních stavů a vlastních hodnot, typy spekter, proces měření, současně měřitelné veličiny, střední hodnota veličiny v daném stavu. 12. Orbitální moment hybnosti, odpovídající operátory, jejich vlastní funkce a vlastní hodnoty. Spin. Pauliho matice. Spinový moment. Operátory spinu, jejich vlastní funkce, vlastní hodnoty. Magnetický moment elektronu. 13. Časový vývoj stavů, hamiltonián, obecná Schrődingerova rovnice, příklady. Zákony zachování, princip korespondence. Příklady hamiltoniánů, zahrnutí interakce, řešení jednodušších případů Schrődingerovy rovnice. 14. Identické částice, fermiony, bosony, Pauliho princip a jeho důsledky pro periodickou soustavu prvků, souvislost kvantových čísel a podoby orbitalů, kondensace bosonů, supratekutost, supravodivost. Cvičení: Cvičení jsou věnována průběžnému procvičování přednášené látky.
|
|
Studijní aktivity a metody výuky
|
Monologický výklad (přednáška, prezentace, vysvětlování), Samostatná práce studentů (studium textů, literatury, problémové úkoly,výzkum, pisemná práce)
- Účast na výuce
- 20 hodin za semestr
- Příprava na zkoušku
- 64 hodin za semestr
- Účast na výuce
- 56 hodin za semestr
|
|
Výstupy z učení
|
Experimentální základy kvantové fyziky, základní principy kvantové mechaniky, matematický aparát, fyzikální axiomy kvantové mechaniky, moment hybnosti, příklady, aplikace.
Zvládnutí základů kvantové mechaniky ve vybraném rozsahu.
|
|
Předpoklady
|
Základní kurs fyziky
|
|
Hodnoticí metody a kritéria
|
Kombinovaná zkouška, Analýza výkonů studenta, Didaktický test
Účast na cvičeních, vypracování a prezentace domácích úkolů, ústní a písemná zkouška. V době online výuky konzultace prevážně online, podobně jako dodávaní úkolů.
|
|
Doporučená literatura
|
-
BRANDT S., DAHMEN H.D. Kvantová mechanika v obrazoch. Bratislava, 1990.
-
DAVYDOV, A.S. Kvantová mechanika. Praha: SPN, 1978.
-
KLÍMA, J., VELICKÝ, B. Kvantová mechanika I. 2016.
-
KULHÁNEK, P. Vybrané kapitoly z teoretické fyziky I, Teoretická mechanika, Kvantová teorie, Matematika pro fyziku. 2020.
-
KVASNICA,J. Kvantová fyzika. Ústí nad Labem, 1984.
-
LACINA, A. Cvičení z kvantové mechaniky pro posluchače učitelství fyziky. Brno, 1989.
-
SKÁLA., L. Úvod do kvantové mechaniky. Praha, 2012. ISBN 9788024620220.
|