FYBAF0004 Introduction to Quantum Mechanics

Institute of physics in Opava
winter 2020
Extent and Intensity
4/2/0. 8 credit(s). Type of Completion: zk (examination).
Guaranteed by
RNDr. Josef Juráň, Ph.D.
Institute of physics in Opava
Course Enrolment Limitations
The course is also offered to the students of the fields other than those the course is directly associated with.
fields of study / plans the course is directly associated with
Course objectives (in Czech)
Po úvodních přednáškách věnovaných historii a vzniku kvantové mechaniky je podán systematický výklad jejích základů. Používaný matematický aparát je zaváděn na základě fyzikálních požadavků. Schrödingerova rovnice je řešena pro základní úlohy a atom vodíku. Poslední část je věnována otázkám spojeným s interpretací kvantové mechaniky.
Syllabus (in Czech)
  • Historie vzniku kvantové fyziky. Youngův experiment, záření absolutně černého tělesa, Thomsonův model atomu, fotoelektrický jev, Rutherfordův experiment, Bohrův model atomu, Franckův-Hertzův experiment, Comptonův rozptyl, de Broglieho vlny.
  • Základní pojmy a principy kvantové fyziky. Vlnová funkce a její pravděpodobnostní interpretace, princip superpozice. Hilbertův prostor. Střední hodnota souřadnice a hybnosti částice, operátor hybnosti.
  • Matematická teorie operátorů. Vlastní funkce a vlastní hodnoty. Typy spekter hodnot. Komutátory. Hermitovské operátory. Operátory základních fyzikálních veličin.
  • Proces měření, redukce vlnové funkce.
  • Relace neurčitosti, Heisenbergovy relace neurčitosti.
  • Časová evoluce vlnové funkce. Schrödingerova rovnice. Stacionární stavy. Časová závislost středních hodnot fyzikálních veličin. Ehrenfestovy teorémy.
  • Rovnice kontinuity v kvantové mechanice, hustota toku pravděpodobnosti.
  • Řešení Schrödingerovy rovnice. Volná částice, potenciálová jáma a třírozměrný box, lineární harmonický oscilátor, průchod a odraz na bariéře, tunelový jev.
  • Operátor momentu hybnosti, jeho vlastní hodnoty a funkce.
  • Pohyb v centrálním silovém poli. Atom vodíku a jeho spektrum. Atom vodíku v magnetickém poli, normální Zeemanův jev.
  • Spin částic. Sternův-Gerlachův experiment, operátor spinu, spinory.
  • Interpretace kvantové mechaniky.
Literature
    required literature
  • Skála L. Úvod do kvantové mechaniky. Praha, 2005. ISBN 80-200-1316-4. info
    recommended literature
  • J. Pišút, L. Gomolčák, V. Černý. Úvod do kvantovej mechaniky. Bratislava/Praha, ALFA/SNTL, 1983.
  • J. Pišút, V. Černý, P. Prešnajder. Zbierka úloh z kvantovej mechaniky. Bratislava/Praha, ALFA/SNTL, 1985.
  • Klíma J., Šimurda M. Sbírka problémů z kvantové teorie. Academia, 2006.
    not specified
  • Griffiths D. J., Schroeter D. F. Introduction to Quantum Mechanics. Cambridge, 2018.
  • Weinberg S. Lectures on Quantum Mechanics. Cambridge, 2015
Teaching methods
Monological (lecture, briefing)
Tutorial
Students' self-study
One-to-One tutorial
Assessment methods
homework
random test
written test
oral and written 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 winter 2021, winter 2022, winter 2023, winter 2024.
  • Enrolment Statistics (winter 2020, recent)
  • Permalink: https://is.slu.cz/course/fu/winter2020/FYBAF0004