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: 2020-01-21
  • Reviderad av: Teknisk-naturvetenskapliga fakultetsnämnden
  • Gäller från: vecka 30, 2020
  • Behörighet: Transformmetoder/Fourieranalys, Mekanik II/KF, Elektromagnetism I, Vågor och optik och Fysikens matematiska metoder som kan läsas samtidigt. Kunskaper i speciell relativitetsteori (t.ex. från Mekanik III 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.

Litteratur

Litteraturlista

Gäller från: vecka 30, 2020

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