FY521: Indledende Kvantemekanik I (5 ECTS)

STADS: 07003801

Niveau
Bachelorkursus

Undervisningsperiode
Kurset er placeret i forårssemesteret.

Ansvarlige undervisere
Email: mlomholt@memphys.sdu.dk

Yderligere undervisere
jbp@sdu.dk

Skemaoplysninger
Vis hele skemaet
Vis personligt skema for dette kursus.

Indgangskrav:
Ingen

Faglige forudsætninger:
Studerende fra det naturvidenskabelige fakultet: Bestået første studieår.

Studerende fra det tekniske fakultet: Forkundskaber i fysik og matematik svarende til ovenstående.

Kursusintroduktion
At give de studerende en grundlæggende forståelse af den kvantemekaniske bølgemekanik og dens fortolkning af forskellige fysiske fænomener, samt at give de studerende indledende træning i matematisk formulering og problemløsning.

Forventet læringsudbytte
Ved kursets afslutning forventes den studerende at kunne:
1. kvalitativt forklare hvorledes bølgefunktionen for en stationær tilstand afhænger af partiklens energi og formen af potentialet
2. benytte symmetri til at simplificere beskrivelsen

3. forklare energispektret af den uendelige brønd, den harmoniske oscillator og hydrogen atomet, samt kende til formen af de tilhørende bølgefunktioner
4. benytte WKB-, variations- og perturbationsregning til approksimative beregninger

5. benytte transfer-matricer til beregning af reflektions- og transmissionskoefficienter

6. beregne stationære tilstande i multiple brønde og energibåndene af periodiske potentialer ud fra kendskabet til den enkelte brønd

Emneoversigt
1. Schrödinger ligningen

2. Sandsynlighedsfortolkningen
3. Geometrisk forståelse af Schrödinger ligningen
4. Usikkerhedsprincippet
5. Karakterisering af bølgefunktionerne af de stationære tilstande
6. Symmetribetragtninger
7. En-dimensionale systemer (potentialer), fx den uendelige og endelige firkantsbrønd, den harmoniske oscillator og trekantspotentialbrønden
8. WKB approksimationen
9. Superpositionsprincippet

10. Variationsregning

11. Perturbationsregning

12. Dobbelt og multiple potentialbrønde

13. Periodiske potentialer

14. Spredning på et potentiale

15. Tunneleffekt


Litteratur

• David J. Griffiths: Introduction to Quantum Mechanics, 2nd edition, Pearson Education International.

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

Forudsætningsprøver
Ingen

Eksamen- og censurform:
a) Mundtlig eksamen med karakter efter 7-trinsskalaen og intern censur (07003802).
Eksamen tager udgangspunkt i 2 skriftlige rapporter som udarbejdes i løbet af kurset.

Reeksamen efter 4. kvartal. Eksamensformen ved reeksamen kan være en anden end eksamensformen ved den ordinære eksamen.

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

Forelæsninger: 28 timer. Laboratorieøvelser: 14 timer.
Aktiviteter i studiefasen

Sprog
Dette kursus undervises på dansk.

Bemærkninger
Undervisningsformen er bygget op omkring projektarbejdet, der er en integreret del af undervisningen. Der afholdes forelæsninger efter behov. Computerøvelser benyttes som en ‘eksperimentel’ tilgang til faget. Hovedvægten er lagt på: en grundlæggende forståelse af principperne, deres anvendelser til praktiske problemer og fortolkning af resultaterne.

Kursustilmelding
Se tilmeldingsfrister.

Pris for åben uddannelse
Se priser for enkeltkurser.

Denne kursusbeskrivelse var gyldig fra 1. september 2012 til 31. januar 2014.