Quantum Mechanics 1102-301A

Celem kursu jest wprowadzenie studentów w arkana zjawisk i procesów zachodzących w świecie mikrospopowym, który opisuje mechanika kwantowa. W trakcie trwania wykładu, student poznawał będzie fundamenty nierelatywistycznej teorii kwantowej w nawiązaniu do licznych eksperymentów i faktów doświadczalnych, które miały wpływ na rozwój tej teorii. Duży nacisk położony zostanie na zastosowania teorii kwantów do opisu konkretnych problemów fizycznych, leżących u podstaw naszego obecnego rozumienia świata obiektów mikroskopowych takich jak atomy, cząsteczki czy jądra atomowe. Podkreślona zostanie rola symetrii w mechanice kwantowej i ich związek z prawami zachowania. Umiejętności praktycznego stosowania pojęć, postulatów oraz formalizmu mechaniki kwantowej studenci nabywać będą w trakcie ćwiczeń rachunkowych.

Program:
1. Postulaty mechaniki kwantowej.
2. Stany czyste i mieszane.
3. Postulat Borna, kwantowe obserwable. Kwantowa dynamika.
4. Stany splątane. Entropia i informacja. Qubit.
5. Równanie Schrödingera.
6. Położenie i pęd cząstki kwantowej: zasada nieoznaczoności.
7. Kwantowa przestrzeń fazowa. Funkcja Wignera.
8. Klasyfikacja rozwiązań równania Schrödingera.
9. Stany związane i poziomy energetyczne.
10. Naładowana cząstka w polu elektromagnetycznym.
11. Spin cząstki kwantowej i równanie Pauliego.
12. Liniowy oscylator harmoniczny.
13. Kwantowa teoria moment pędu.
14. Cząstka w potencjale centralnym. Atom wodoru.
15. Metody przybliżone w mechanice kwantowej.
16. Rachunek zaburzeń dla stanów związanych, metoda WKB, rachunek zaburzeń z czasem.
17. Złota reguła Fermiego. Emisja i absorpcja promieniowania.
18. Kwantowa teoria rozpraszania. Przybliżenie Borna, fale parcjalne.

Nakład pracy studenta:
wykład - 60 godzin
ćwiczenia - 60 godzin
zadania domowe - 45 godzin
przygotowanie do kolokwiów - 60 godzin
przygotowanie do egzaminów - 45 godzin
Razem - 270 godzin

Opis sporządził Stanisław D. Głazek (czerwiec 2007), zaktualizowała Katarzyna Krajewska (maj 2010).