ETFNSP0002 Quantum Mechanics

Fyzikální ústav v Opavě
zima 2023
Rozsah
4/2/0. 8 kr. Ukončení: zk.
Vyučující
RNDr. Josef Juráň, Ph.D. (přednášející)
prof. Ing. Peter Lichard, DrSc. (přednášející)
RNDr. Josef Juráň, Ph.D. (cvičící)
Garance
prof. Ing. Peter Lichard, DrSc.
Fyzikální ústav v Opavě
Předpoklady
(FAKULTA(FU)&&SOUHLAS)
Knowledge of the basic course of Quantum mechanics.
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je otevřen studentům libovolného oboru.
Jiné omezení: Erasmus
Cíle předmětu
To achieve advanced skills in quantum description of simple physical systems.
Výstupy z učení
Upon successful graduation from the subject, a student will be able to formulate and solve advanced problems in quantum mechanics, mainly for hydrogen atom; to use approximate mathematical method to solve physical problems.
Osnova
  • Main topics:
    • Axioms and mathematical basis of Quantum mechanics. Hilbert space, state vector, Dirac notation. Theory of representations, pictures of Quantum Mechanics.
    • Approximated methods of quantum theory: Generalized perturbation theory, variational method and their applications. Stark effect. Theory of quantum transitions, non-stationary perturbative method.
    • Theory of Angular momentum: commutation relations, eigenvalues. Adding of two angular momenta. Fine structure, Zeeman effect.
    • Multi-particle systems: system of identical particles, exchange operator, symmetric and antisymmetric wavefunctions, Pauli exclusion principle, bosons and fermions.
    • Helium: Calculation of energy of ground state. Excited states, orthohelium and parahelium. Hund`s rule.
    • Atoms with more electrons. Hartree-Fock method. The periodic table of elements.
    • Elementary theory of molecules: Adiabatic approximation, hydrogen molecule. Covalent bond. Electron structure of atoms and valence relation.
    • Interaction of quantum system with electromagnetic radiation: longwave approximation, Fermi Golden Rule. Selection rules. Polarizability of quantum system.
    • Dispersion of light. Einstein coefficients and proof of existence of stimulated emission.
    • Potential scattering: Born approximation, Partial wave analysis, S-matrix, optical theorem, resonances.
Literatura
    povinná literatura
  • Skála L. Úvod do kvantové mechaniky. Praha, 2005. ISBN 80-200-1316-4. info
    doporučená literatura
  • Pišút J., Gomolčák L., Černý V. Úvod do kvantovej mechaniky. Bratislava/Praha, 1983. info
  • Pišút J., Černý V., Prešnajder P. Zbierka úloh z kvantovej mechaniky. ALFA/SNTL, Bratislava/Praha, 1985. info
  • Formánek J. Úvod do kvantové teorie. Praha, 2004. ISBN 80-200-1176-5. info
  • Klíma J., Šimurda M. Sbírka problémů z kvantové teorie. Praha, 2006. info
  • Davydov A.S. Kvantová mechanika. Praha, 1978. info
    neurčeno
  • Blochincev D. I., Základy kvantové mechaniky, NČSAV, Praha 1956
  • D. Griffiths. Introduction to Quantum Mechanics. Prentice Hall, 1995. info
  • Shankar R. Principles of Quantum Mechanics. New York, 1994. info
  • Weinberg S. Lectures on Quantum Mechanics. Cambridge, 2015. ISBN 978-1-107-11166-0. info
Výukové metody
Monological (reading, lecture, briefing)
Students' self-study
One-to-One tutorial
Metody hodnocení
homework
written test
oral and written exam
Vyučovací jazyk
Angličtina
Informace učitele
Attendance in lectures and tutorials is required.
Absence can be compensated by self-study of selected parts of recommended literature and/or additional homework.
Další komentáře
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je zařazen také v obdobích zima 2024.