| 6 ECTS | |
| 30 P + 15 S + 30 A | |
| 10% primjene e-učenja | |
| Odjel za fiziku (Sceduly) |
| Nositelji: Leandra Vranješ MarkićSuradnici: Josipa Šćurla |
| Ciljevi predmeta |
| Proširiti sposobnost studenata u primjeni osnovnog formalizma kvantne mehanike na razumijevanje i predviđanje ponašanja fizikalnih sustava za koje se Schrodingerova jednadžba ne može analitički riješiti, kao što su višeelektronski atomi. Razumijevanje i primjena računa smetnje, rješavanje problema raspršenja. Upoznati studente s konceptima koji će im omogućiti praćenje novih rezultata vezanih uz interpretaciju i moderne primjene kvantne mehanike. |
| Uvjeti (kompetencije) za upis predmeta |
| Znanje osnovnih koncepata kvantne mehanike te sposobnost primjene na jednostavne probleme i vodikov atom. |
| Očekivani ishodi učenja |
| Nakon položenog predmeta student bi trebao moći: |
| 1. Odabrati pogodnu metodu (vremenski-neovisan račun smetnje, varijacijska metoda, WKB metoda) za aproksimativno određivanje stacionarnih stanja te ocijeniti granice valjanosti dobivenih rješenja. |
| 2. Raspraviti slike kvantne fizike (Schrodingerova, Heisenbergova i Diracova). |
| 3. Analizirati teoriju vremenski ovisnog računa smetnje i primijeniti u primjerima s važnim vremenski-promjenjivim potencijalima (konstanta u vremenskom intervalu, harmonijska promjena, te brza i sporo promjenjiva smetnja). |
| 4. Objasniti kvantizaciju elektromagnetskog polja i osnove kvantne optike, te primijeniti u jednostavnim primjerima. |
| 5. Raspraviti glavne koncepte kvantne teorije raspršenja i važnih aproksimacija, te primijeniti u primjerima raspršenja čestica bez spina. |
| 6. Raspraviti koncepte identičnih čestica, simetriju valne funkcije u odnosu izmjenu čestica, vezu spina čestice i kvantne statistike, te uloge statistike, posebno u periodnom sustavu elemenata. |
| 7. Odabrati pogodnu metodu za aproksimativno određivanje stanja višečestičnih sustava te ocijeniti granice valjanosti dobivenih rješenja (Hartree-Fock, varijacijska metoda, molekularna dinamika). |
| 8. Primijeniti metode kvantne fizike kod opisa važnih višečestičnih sustava, atoma i molekula (atomi helija, ioni molekule vodika). |
| 9. Objasniti kvantnu spregnutost i probleme mjerenja te suvremene primjene kvantne mehanike (kvantno računanje, kvantna teleportacija i kvantna |
| kriptografija). |
| Sadržaj predmeta |
| 1. Zbrajanje angularnih momenata. 7 sati |
| 2. Vremenski neovisan račun smetnje, nedegenerirana i degenerirana stanja. 8 sati |
| 3. Primjene računa smetnje: Zeemanov efekt, Starkov efekt. Fina i hiperfina struktura. 8 sati |
| 4. Varijacijski princip. Primjena na atom helija. 4 sata |
| 5. WKB metoda 6 sati |
| 6. Slike kvantne mehanike. Vremenski ovisan račun smetnje i primjena. 8 sati |
| 7. Kvantizacija elektromagnetskog polja i izborna pravila za elektromagnetsko zračenje. 6 sati |
| 8. Teorija raspršenja. Bornova aproksimacija. Metoda parcijalnih valova 8 sati |
| 9. Višečestična Schrodingerova jednadžba. Valna funkcija identičnih čestica. 5 sata |
| 10. Višelektronski atomi. Atom helija. Periodni sustav elemenata. 5 sati |
| 11. Ion i Molekula vodika. Molekulski spektri. 4 sata |
| 12. Kvantna spregnutost. EPR argument. Bellove nejednakosti. Schrodingerova mačka. 3 sata |
| 13. Kvantna teleportacija. Kvantna kriptografija. Elementi kvantne teorije računanja. 3 sata |
| Vrste izvođenja nastave |
| - Predavanja - Seminari - Vježbe |
| Obveze studenata |
| Aktivno sudjelovanje na nastavi. |
| Praćenje rada studenata (ECTS) |
| - Pohađanje nastave (2.5) - Independent work (3.5) |
| Ocjenjivanje i vrjednovanje rada studenata |
| Pismeni ispit (ili kolokviji), održan seminar te usmeni. |
| Obvezna literatura |
| N. Zettili, „Quantum mechanics : concepts and applications“ Različite web stranice s riješenim primjerima iz kvantne mehanike Popularni i znanstveni članci te prezentacije s predavanja (kvantna spregnutnost, kvantna kriptografija, teleportacija, kvantno računanje) |
| Izborna literatura |
| 1. R. Scherrer „Quantum mechanics: An Accessible Introduction“ |
| 2. R. L. Liboff, „Introductory Quantum Mechanics“ |
| 3. Auletta, Genaro, Parisi, “QuantumMechanics” |
| 4. D. J. Griffits, “Introduction to QuantumMechanics” |
| Načini praćenja kvalitete |
| Praćenje uspjeha na kolokvijima i ispitu. Anketa. |
| Izvedba |
|
Sveučilišni diplomski studij • Fizika; smjer: Nastavnički (obvezni 1. sem.) • Fizika; smjer: Astrofizika i fizika elementarnih čestica (obvezni 1. sem.) • Fizika; smjer: Biofizika (obvezni 1. sem.) • Fizika; smjer: Fizika okoliša (obvezni 1. sem.) • Fizika; smjer: Računarska fizika (obvezni 1. sem.) • Fizika i informatika; smjer: nastavnički (obvezni 1. sem.) • Matematika i fizika; smjer: nastavnički (obvezni 1. sem.) |
| Napomene: Vrste nastave (tip): (P) Predavanja; (S) Seminari; (A) Auditorne vježbe; (PK) Vježbe u praktikumu; (L) Laboratorijske vježbe; (M) Metodičke vježbe; (TJ) Vježbe tjelesnog odgoja; (T) Terenske vježbe. Prije početka nastave moguće su rošade izvođača nastave u svrhu optimizacije opterećenja. Prikazana je testna verzija automatskog generiranja informacija. |