Elementy fizyki kwantowej i budowy materii WYKŁAD rok 2, semestr III Krzysztof Kucab Uniwersytet Rzeszowski Rzeszów 2018

Krzysztof Kucab B1L, s. 215 kkucab@ur.edu.pl Konsultacje: Czw. 830-1030

Literatura 1) R. Shankar, Mechanika kwantowa, PWN, Warszawa 2006. 2) S. Szpikowski, Podstawy mechaniki kwantowej, Wydawnictwo UMCS, Lublin 2006. 3) S. Kryszewski, Mechanika kwantowa, skrypt kursu podstawowego (skrypt dostępny m.in. na stronie: http://iftia9.univ.gda.pl/~sjk/QM/indexQM.html ) 4) R. Liboff, Wstęp do mechaniki kwantowej, PWN, Warszawa 1987.

Literatura 5) A.S. Dawydow, Mechanika kwantowa, PWN, Warszawa 1967. 6) R. Eisberg, R. Resnick, Fizyka kwantowa, PWN, Warszawa 1983. 7) P.T. Mathews, Wstęp do mechaniki kwantowej, PWN, Warszawa 1997. 8) R. Feynman, R. Leighton, M. Sands, Feynmana wykłady z fizyki t. III, PWN, Warszawa 1968. 9) dowolny podręcznik do mechaniki kwantowej na poziomie wyższym.

Literatura 10) J. Jędrzejewski, W. Kruczek, A. Kujawski, Zbiór zadań z fizyki, t. 1, 2, WNT, Warszawa 2004. 11) M.S. Cedrik, Zadania z fizyki, PWN, Warszawa 1978. 12) J. Kalisz, M. Massalska, J. Massalski, Zbiór zadań z fizyki z rozwiązaniami, PWN, Warszawa 1987.

I. „Stara teoria kwantów” Plan wykładu I. „Stara teoria kwantów” 1. „Problemy” fizyki klasycznej: promieniowanie ciała doskonale czarnego, efekt fotoelektryczny, efekt Comptona, doświadczenie Sterna-Gerlacha.

I. „Stara teoria kwantów” Plan wykładu I. „Stara teoria kwantów” 2. Elektron i atom – kwantowe próby opisu: hipoteza de Broglie’a, doświadczenie Davissona-Germera, dualizm korpuskularno-falowy, serie widmowe atomów, model atomu Bohra, doświadczenie Francka-Hertza.

II. Matematyczne podstawy MK Plan wykładu II. Matematyczne podstawy MK 3. Formalizm matematyczny MK – cz. I: wektorowa przestrzeń liniowa, przestrzeń Hilberta, wektory, baza, iloczyn skalarny, ortogonalność, twierdzenie Grama-Schmidta, nierówność Schwartza, nierówność trójkąta.

II. Matematyczne podstawy MK Plan wykładu II. Matematyczne podstawy MK 4. Formalizm matematyczny MK – cz. II: operatory liniowe, zagadnienie własne, diagonalizacja macierzy.

II. Matematyczne podstawy MK Plan wykładu II. Matematyczne podstawy MK 5. Postulaty MK: wektory i operatory w przestrzeni nieskończenie wymiarowej (baza nieprzeliczalna), omówienie postulatów dotyczących opisu układu kwantowego w danej chwili, omówienie postulatu dotyczącego opisu zmian układu kwantowego z upływem czasu.

II. Matematyczne podstawy MK Plan wykładu II. Matematyczne podstawy MK 6. Funkcja falowa: funkcja falowa – podstawowe własności i interpretacja, redukcja wektora stanu, wartość oczekiwana i nieoznaczoność.

II. Matematyczne podstawy MK Plan wykładu II. Matematyczne podstawy MK 7. Równanie Schrödingera: równanie Schrödingera zależne od czasu – ogólna metoda rozwiązania, równanie Schrödingera niezależne od czasu, cząstka swobodna.

III. Proste zagadnienia kwantowe Plan wykładu III. Proste zagadnienia kwantowe 8. Jednowymiarowa studnia i bariera potencjału: cząstka w studni potencjału o nieskończonych ściankach, cząstka w studni potencjału o skończonych ściankach, bariera potencjału, współczynnik przejścia i odbicia, efekt tunelowy.

III. Proste zagadnienia kwantowe Plan wykładu III. Proste zagadnienia kwantowe 9. Oscylator harmoniczny: hamiltonian oscylatora harmonicznego, rozwiązanie przy pomocy wielomianów Hermite’a, rozwiązanie przy pomocy operatorów kreacji i anihilacji.

Plan wykładu IV. Atom wodoru w MK 10. Stany stacjonarne w potencjale centralnym: hamiltonian cząstki w polu centralnym, liczby kwantowe atomu wodoru.

Plan wykładu V. Teoria spinu 11. Podstawy teorii spinu ½: postulaty teorii Pauliego, własności spinu ½, zastosowanie własności spinu w obrazowaniu medycznym.

VI. Układ okresowy pierwiastków Plan wykładu VI. Układ okresowy pierwiastków 12. Budowa układu okresowego pierwiastków: obsadzanie powłok elektronowych, własności chemiczne pierwiastków.