FY507: Indledende kvantemekanik (10 ECTS)

STADS: 7000701

Niveau
Bachelorkursus

Undervisningsperiode
Kurset er placeret i forårssemesteret.
3. og 4. kvartal.

Ansvarlige undervisere
Email: jbp@ifk.sdu.dk

Skemaoplysninger
Vis hele skemaet
Vis personligt skema for dette kursus.

Kommentar:
11.04.2007: NYT lokale til forelæsningen fredag d.13 april!!!

Indgangskrav:
Ingen

Faglige forudsætninger:
Bestået science år. Indholdet i FY504 Klassisk fysik, FY503 Elektromagnetisme 1 og FY505 Fysisk Matematik anses for bekendt.

Kursusintroduktion
At give de studerende en grundlæggende forståelse af den kvantemekaniske bølgemekanik og dens fortolkning i forskellige fysiske situationer.

Kompetencer
Virksomt kendskab til den kvantemekaniske bølgemekanik og dens implikationer. Grundlæggende forståelse af bølgefunktions form og dens afhængighed af systemets energi. Forståelse af de almindelige modelsystemer: firkant brønd, harmonisk oscillator, hydrogenatom etc. Evne til at opstille simple modelsystemer og til at interpretere beregnede/eksperimentelle resultater.

Forventet læringsudbytte


Emneoversigt
Blok 1: Den tidsuafhængige Schrödinger ligning
1. Historisk baggrund; nødvendigheden af en ny mekanik
2. Sandsynlighedsinterpretationen
3. Geometrisk forståelse af Schrödinger ligningen (SSL)
4. Usikkerhedsprincippet
5. Karakterisering af bølgefunktionerne af stationære tilstande og deres afhængighed af energien.
6. Symmetribetragtninger
7. Specifikke 1-D systemer (potentialer)
- den uendelige firkantsbrønd
- den endelige firkantsbrønd
- den harmoniske oscillator
- trekantspotentialbrønden (uendelig og endelig)
8. Superpositionsprincippet
9. Variationsregning
10. Angulært moment
11. Hydrogenatomet

Blok 2: Tidsafhængige processer og mere komplicerede systemer
1. Den tidsafhængige Schrödinger ligning
2. Sandsynlighedsstrøm (flux) og kontinuitetsligningen
3. Spredning på et potentiale
4. Tunnel effekt
5. Tidsudvikling af bølgepakker
6. Stationære perturbationsregning
7. Dobbelt potentialer
8. Periodiske potentialer
9. Fermi’s gyldne regel (uden bevis)

Litteratur

Oplyses senere.

Pensum
Se pensumbeskrivelse.

Kursets hjemmeside
Dette kursus benytter e-learn (blackboard).

Forudsætningsprøver
Ingen

Eksamen- og censurform:
Blok 1
Første blok evalueres ved udarbejdelse af rapport (1 eller 2 personer), hvori de studerende beskriver de grundlæggende elementer af bølgemekanikken og forklarer resultaterne af numeriske undersøgelser. Der afholdes en kort mundtlig eksamen med udgangspunkt i rapporten. Karakter efter 13 skala og intern censur. Eksamensdatoen fastlægges af instituttet.

Blok 2:
I anden blok udarbejdes en rapport, der omhandler forskelligartede anvendelser samt interpretation af resultaterne, med tilhørende baggrundsteori. Rapporten skal godkendes af underviseren for at kunne indstille sig til den skriftlige eksamen, der har ekstern censur og karakter efter 13-skalaen.

Karaktererne fra de to blokke tæller som udgangspunkt 50 % af den endelige karakter.

Hvis den samlede karakter er under 6, så skal delprøverne tages om i forbindelse med næste eksamensforsøg.

Vejledende timetal
På naturvidenskab er undervisningen tilrettelagt efter trefasemodellen dvs. intro, trænings- og studiefasen.

30 timer forelæsninger. 30 timer eksaminatorietimer/opgaveregning. 40 timer projektarbejde.
Aktiviteter i studiefasen

Sprog
Der er ikke registreret nogle oplysninger om undervisningssproget.

Bemærkninger
Øvrige bemærkninger til undervisningsformen:
Undervisningsformen er bygget op omkring projektarbejdet, der er en integreret del af undervisningen og som ikke er tidsmæssigt begrænset til fx. 4 uger. Der afholdes forelæsninger, opgaveregning, etc. når der er behov derfor. Computer¬øvelser benyttes som en ‘eksperimentel’ tilgang til forståelse og anvendelse af den kvantemekaniske bølgemekanik. Dvs. der lægges mere vægt på en grundlæggende forståelse af principperne samt på hvorledes disse benyttes til praktiske problemstillinger (med tilhørende forklaring af resultaterne) end på opøvelse af færdigheder i løsning af differentialligninger. I 1. del optales eksempler fra atomar spektroskopi og i 2. del eksempler fra faststoffysik og faststofelektronik.

Kursustilmelding
Se tilmeldingsfrister.

Pris for åben uddannelse
Se priser for enkeltkurser.

Denne kursusbeskrivelse var gyldig fra 1. september 2006 til 31. august 2007.