FYBANP0002 Chapters from theoretical physics II

Institute of physics in Opava
summer 2021
Extent and Intensity
4/2/0. 8 credit(s). Type of Completion: zk (examination).
Teacher(s)
doc. RNDr. Petr Slaný, Ph.D. (lecturer)
Guaranteed by
doc. RNDr. Petr Slaný, Ph.D.
Institute of physics in Opava
Prerequisites
Knowledge of the basics of linear algebra and functional analysis, especially vector and matrix calculus, and the properties of linear vector spaces (spaces with scalar product, Schwartz inequality). Awareness of Hamiltonian description of mechanics (including Hamilton's function, Poisson's brackets). Pfaff differential forms.
Course Enrolment Limitations
The course is only offered to the students of the study fields the course is directly associated with.
fields of study / plans the course is directly associated with
Course objectives
Mastering the basics of quantum mechanics and statistical physics, including the necessary mathematical apparatus. Presentation of the most important consequences of quantum and statistical description of physical systems.
Learning outcomes
Knowledge of basic principles of quantum and statistical physics, including the necessary mathematical apparatus, and their consequences.
Syllabus
  • Principy kvantové mechaniky, operátory základních fyzikálních veličin, komutátor, relace neurčitosti.
  • Časový vývoj stavu, Schrödingerova rovnice, stacionární stavy, rovnice kontinuity.
  • Částice v pravoúhlé potenciálové jámě (krabici), jáma konečné hloubky, potenciálová bariéra – tunelový jev.
  • Lineární harmonický oscilátor (řešení ve Fockově prostoru a v maticové reprezentaci).
  • Kvantování momentu hybnosti. Spin.
  • Částice v centrálním silovém poli, atom vodíku.
  • Relativistická kvantová mechanika – Kleinova-Gordonova rovnice, Diracova rovnice.
  • Soustavy identických částic. Bosony a fermiony.
  • Vybrané kapitoly z termodynamiky (1. a 2. věta termodynamiky, termodynamické potenciály) a základní pojmy statistické fyziky (fázový prostor, Liouvillův teorém, ergodická hypotéza).
  • Kanonické rozdělení, partiční suma. Ideální plyn. Boltzmannovo a Maxwellovo rozdělení. Grandkanonické rozdělení.
  • Fermiho-Diracovo a Boseho-Einsteinovo rozdělení. Fotonový plyn.
  • Fluktuace a entropie.
Literature
    recommended literature
  • P. Kulhánek: Vybrané kapitoly z teoretické fyziky. AGA, Praha 2016
  • J. Klíma, B. Velický: Kvantová mechanika I. Univerzita Karlova, Karolinum, Praha 2015
  • J. Kvasnica: Statistická fyzika. Academia, Praha 1999
  • R. Shankar: Principles of Quantum Mechanics. Plenum Press, New York and London 1994
Teaching methods
lecture, exercises, discussion
Assessment methods
75% active participation in exercises, elaboration and defense of credit tasks; oral exam
Language of instruction
Czech
Further Comments
The course is taught annually.
The course is taught: every week.
The course is also listed under the following terms summer 2022, summer 2023, summer 2024.
  • Enrolment Statistics (summer 2021, recent)
  • Permalink: https://is.slu.cz/course/fu/summer2021/FYBANP0002