Kursplan för Kvantfysik

Quantum Physics

Kursplan

  • 10 högskolepoäng
  • Kurskod: 1FA521
  • Utbildningsnivå: Grundnivå
  • Huvudområde(n) och successiv fördjupning: Fysik G2F

    Förklaring av koder

    Koden visar kursens utbildningsnivå och fördjupning i förhållande till andra kurser inom huvudområdet och examensfordringarna för generella examina:

    Grundnivå

    • G1N: har endast gymnasiala förkunskapskrav
    • G1F: har mindre än 60 hp kurs/er på grundnivå som förkunskapskrav
    • G1E: innehåller särskilt utformat examensarbete för högskoleexamen
    • G2F: har minst 60 hp kurs/er på grundnivå som förkunskapskrav
    • G2E: har minst 60 hp kurs/er på grundnivå som förkunskapskrav, innehåller examensarbete för kandidatexamen
    • GXX: kursens fördjupning kan inte klassificeras

    Avancerad nivå

    • A1N: har endast kurs/er på grundnivå som förkunskapskrav
    • A1F: har kurs/er på avancerad nivå som förkunskapskrav
    • A1E: innehåller examensarbete för magisterexamen
    • A2E: innehåller examensarbete för masterexamen
    • AXX: kursens fördjupning kan inte klassificeras

  • Betygsskala: Underkänd (U), godkänd (3), icke utan beröm godkänd (4), med beröm godkänd (5)
  • Inrättad: 2008-03-13
  • Inrättad av: Teknisk-naturvetenskapliga fakultetsnämnden
  • Reviderad: 2022-10-13
  • Reviderad av: Teknisk-naturvetenskapliga fakultetsnämnden
  • Gäller från: HT 2023
  • Behörighet:

    60 hp inklusive Mekanik II/KF och genomgångna kurser i Transformmetoder/Fourieranalys, Elektromagnetism I/Elektromagnetism, Vågor och optik och Fysikens matematiska metoder som kan läsas samtidigt. Kunskaper i speciell relativitetsteori (t.ex. från Mekanik III, som kan läsas samtidigt, eller Astrofysik I).

  • Ansvarig institution: Institutionen för fysik och astronomi

Mål

Efter godkänd kurs ska studenten kunna:

  • redogöra för den grundläggande kvantmekanikens begrepp, språk och formalism.
  • utföra grundläggande teoretiska studier och beräkningar för kvantsystem utifrån Schrödingerekvationen.
  • utföra beräkningar avseende atomer och molekyler samt beskriva kvantfenomen inom elektronhöljets fysik utifrån kvantmekaniska samband.
  • utföra spektroskopiska undersökningar av olika ämnen och tolka resultaten.
  • redogöra för kvantfysikens betydelse inom natur, teknik och samhälle.
  • muntligt redovisa resultatet av experimentella undersökningar och diskutera deras kvantmekaniska tolkning.

Innehåll

Kvantfysikens experimentella bakgrund, partiklar och atommodeller, fotonen, fotoelektriska effekten, Comptonspridning, dubbelspaltexperimentet, svartkroppsstrålning, väteliknande atomers spektrum. Korrespondensprincipen. Våg-partikeldualitet, sannolikheter, vågfunktioner, Schrödingerekvationen, vågpaket. Väntevärden, operatorer, osäkerhetsrelationer. Diracformalism.

Endimensionella system, stationära tillstånd, partikel i låda, harmonisk oscillator, transmission, tunnling och reflektion.

Tredimensionella system, väteatomen och enelektronatomer, rörelsemängdsmoment och centralrörelse, övergångar, energinivådiagram, Born-Oppenheimer-approximationen. Tidsoberoende störningsteori, variationsprincipen. Flerelektronatomer. Spinn, addition av rörelsemängdsmoment, identiska partiklar, fermioner och bosoner, Pauliprincipen, elektronkonfigurationer, Zeemaneffekt, spinn-bankoppling, centralfältsapproximationen, skärmning, finstrukturnivåer, periodiska systemet, optiska övergångar och röntgenstrålning, spektroskopi.

Tvåatomiga molekyler: bindning, vibrations- och rotationsrörelse, övergångar.

Kvantfysikens betydelse inom natur, teknik och samhälle.

Undervisning

Föreläsningar, lektioner, laborationer. Gästföreläsning. På kursen förekommer ämnesintegrerad kommunikationsträning med återkoppling och självvärdering.

Examination

Skriftlig tentamen vid kursens slut (9 hp) tillsammans med inlämningsuppgifter. Inlämningsuppgifterna ger bonuspoäng som kan användas på sluttentamen och vid ordinarie omtentamenstillfällen.

Laborationer samt muntlig redovisning av laboration(1 hp).

Om särskilda skäl finns får examinator göra undantag från det angivna examinationssättet och medge att en enskild student examineras på annat sätt. Särskilda skäl kan t.ex. vara besked om särskilt pedagogiskt stöd från universitetets samordnare för studenter med funktionsnedsättning.

Versioner av kursplanen

Litteratur

Litteraturlista

Gäller från: HT 2023

I bibliotekets söktjänst kan du se om en titel finns elektroniskt.

Skriv ut kursplan och litteraturlista
Skriv ut