Kvantová teorie I - NOFY075

• Anglický název: Quantum Theory I
• Zajišťuje: Kabinet výuky obecné fyziky (32-KVOF)
• Fakulta: Matematicko-fyzikální fakulta
• Platnost: od 2021
• Semestr: zimní
• E-Kredity: 8
• 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: vyučován
• Jazyk výuky: čeština
• Způsob výuky: prezenční
• Způsob výuky: prezenční
• Garant: doc. Mgr. Jaroslav Zamastil, Ph.D.; doc. RNDr. Tomáš Novotný, Ph.D.; doc. Ing. Pavel Soldán, Dr.
• Neslučitelnost : NBCM110, NOFY042, NOFY076
• Záměnnost : NBCM110, NOFY076
• Je neslučitelnost pro: NOFY076, NBCM110, NOFY042
• Je záměnnost pro: NOFY076, NBCM110

Anotace

Přednáška z kvantové teorie navazující na NOFY027 Úvod do kvantové mechaniky. Přednáška je určena pro posluchače 3. ročníku bakalářského studijního programu Fyzika, především pro studenty experimentálních oborů.

Poslední úprava: Valentová Helena, doc. RNDr., Ph.D. (15.01.2018)

Podmínky zakončení předmětu

Udělení zápočtu je nutným předpokladem pro přihlášení ke zkoušce.

Pro získání zápočtu je nutné získat dostatečný počet bodů (specifikovaný na prvním cvičení) z domácích úloh, které jsou zadávány v průběhu semestru, a za aktivní účast na cvičení.

Zkouška má písemnou a ústní část.

Poslední úprava: Novotný Tomáš, doc. RNDr., Ph.D. (28.09.2021)

Literatura

J. Klíma, B. Velický, Kvantová mechanika I, II, Karolinum, Praha 2015, 2018

J. Klíma, M. Šimurda, Sbírka problémů z kvantové teorie, Academia, Praha 2006

J. Zamastil, J. Benda, Kvantová mechanika a elektrodynamika, Karolinum, Praha 2016

J. Zamastil, J. Benda, T. Uhlířová, Quantum Mechanics and Electrodynamics, Springer 2017

Poslední úprava: Kudrnová Hana, Mgr. (12.01.2018)

Sylabus

1. Formální schéma kvantové teorie

Diracova notace; teorie reprezentací; shrnutí základů QM; čisté a smíšené stavy; matice hustoty

2. Moment hybnosti.

Spin - Sternovy-Gerlachovy experimenty; Larmorova precese; Rabiho oscilace; obecné řešení momentu hybnosti; skládání momentů hybnosti; symetrie atomu vodíku.

3. Přibližné metody - variační a poruchová metoda

Anharmonický oscilátor; spřažené oscilátory; atom vodíku ve statickém elektrickém a magnetickém poli.

4. Struktura atomových spekter

Hrubá, jemná a hyperjemná struktura atomových hladin; započtení relativistických a magnetických efektů - Diracova a Pauliho rovnice.

5. Problém více částic

Antisymetrie vlnové funkce a výměnná interakce; formalismus druhého kvantování; Hartreeho-Fockova aproximace; stavba atomů; Bornova-Oppenheimerova aproximace; molekula vodíku.

6. Základy kvantové elektrodynamiky (nerelativistická teorie)

Hamiltonián soustavy nabitých částic a elektromagnetického (EM) pole; kvantování EM pole; časová poruchová metoda a Fermiho zlaté pravidlo; spontánní emise; výběrová pravidla.

7. Základy teorie rozptylu

Formulace úlohy - Greenova funkce; Lippmannova-Schwingerova rovnice.

Pružný rozptyl - metoda parciálních vln; analýza fází; nízko-energetická limita: srážková délka; efektivní dosah.

Nepružný rozptyl v Bornově aproximaci - fotoefekt; excitace atomu elektronem; rozptyl fotonu na atomu.

Poslední úprava: Valentová Helena, doc. RNDr., Ph.D. (15.01.2018)