Kursplan för Kvantfysik

Quantum Physics

Det finns en senare version av kursplanen.

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: 2012-06-15
  • Reviderad av: Teknisk-naturvetenskapliga fakultetsnämnden
  • Gäller från: HT 2012
  • Behörighet:

    Linjär algebra II, En- och Flervariabelanalys, Transformmetoder/Fourieranalys, Mekanik II/KF, Elektromagnetism I, Vågor och optik och Fysikens matematiska metoder eller motsvarande kurser.

  • Ansvarig institution: Institutionen för fysik och astronomi

Mål

Kursen behandlar begrepp och arbetsmetoder, som används inom den moderna fysiken, speciellt elektronhöljets fysik.

Efter godkänd kurs ska studenten kunna:

  • redogöra för den grundläggande kvantmekanikens språk och formalism.
  • utföra elementära 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 i kvantiserade storheter.
  • redogöra för kvantfysikens betydelse inom natur, teknik och samhälle.

Innehåll

Kvantfysikens grundläggande fenomen och experimentella bakgrund, partiklar och atommodeller, t.ex. Rutherfords och Bohrs atommodeller. Svartkroppsstrålning, fotonen, fotoelektriska effekten, Comptonspridning. H-spektroskopiska serien. Korrespondensprincipen. Våg-partikeldualiteten, vågfunktionen och Schrödingerekvationen, vågpaket, sannolikhetstolkning, endimensionella system.

Stationära tillstånd, egenvärdesproblem, partikel i en låda, harmonisk oscillator, transmission / tunnling och reflexion. Förväntansvärden, operatorer, Heisenbergs osäkerhetsrelationer.

Tredimensionella system. Enelektronatomer: Schrödingerekvationen, energiegenvärden, vågfunktioner, banimpulsmoment och centralrörelse, övergångar, energinivådiagram. Born-Oppenheimer-approximationen.

Enkel störningsteori, variationsteori.

Flerelektronatomer: Spinn, addition av impulsmoment, identiska partiklar, Pauliprincipen, antisymmetriska vågfunktioner, kvanttalsuppsättningar, Zeemaneffekt, elektronkonfigurationer, periodiska systemet, spinnbankoppling, centralfältsapproximationen, termer, finstrukturnivåer, generering av optiska övergångar och röntgenstrålning samt dess spektroskopier.

Fermioner och Bosoner. Bose-Einstein-kondensering.

Tvåatomiga molekyler: Bindning, molekylpotentialer, vibrations- och rotationsrörelser, övergångar.

Laborationer: Fotoelektrisk effekt. Optisk spektroskopi. Röntgenspektrum (fluorescens, elementanalys).

Undervisning

Föreläsningar, lektioner, experimentella och datorbaserade laborationer. Gästföreläsning. Undervisningen kan vid behov ges på engelska.

Examination

Skriftlig tentamen vid kursens slut (9 hp).

För godkänd kurs fordras även godkända laborationer samt muntlig redovisning av laboration på engelska (1 hp).

Laborationsrapporter med eventuellt förekommande inlämningsuppgifter och/eller duggor bildar tillsammans med den skriftliga tentamen underlag för slutbetyget. Om ett bonussystem används, ges endast bonus vid sluttentamen och vid första ordinarie omtentamen.

Versioner av kursplanen

Litteratur

Litteraturlista

Gäller från: VT 2012

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

Kompendier bredvidläsning:

Skriv ut kursplan och litteraturlista
Skriv ut