FY547: Kvantemekanik II
Kommentar
Indgangskrav
Faglige forudsætninger
Indholdet af kurserne Calculus, Lineær algebra og det indledende kursus
Grundlæggende fysik forudsættes kendt. FY521 / FY544 forventes at være taget.
Formål
Kurset har til formål 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.Kurset giver et fagligt
grundlag for videre studier af kvantefysik, samt at studere bl.a.
emnerne faststoffysik og partikelfysik, der er placeret senere i
uddannelsen. Kurset er en fortsættelse af FY544.
I forhold til uddannelsens kompetenceprofil har kurset eksplicit fokus på at:
- give færdigheder i at anvende fysiske metoder og matematiske redskaber til at opstille og løse fysiske modeller
- give grundlæggende viden om og forståelse af kvantemekanik
- evne til at kunne tilegne sig ny viden på en effektiv og selvstændig måde og anvende denne viden reflekterende
- give forståelse af hvorledes naturvidenskabelig viden opnås ved et samspil mellem teori og eksperiment
Anvendelser:
Kvantemekanik danner selve grundlaget for mange moderne teknologier og opfindelser, såsom lasere, solceller, LED. Yderligere fremskridt og forståelsen af grundlæggende kvantemekaniske aspekter bidrager til innovation i den akademiske verden og industrien. Lasere anvendes i mange teknologier, herunder inden for lægeverdenen, f.eks. ved at afhjælpe eller minimere risikoen ved kirurgiske indgreb. Solceller er en ren energikilde, og LED er den mest energieffektive lyskilde der er til rådighed, hvilket bidrager til at reducere det globale strømforbrug.
Målbeskrivelse
For at opnå kursets formål er det læringsmålet for kurset, at den studerende demonstrerer evnen til at:
- anvende forskellige analytiske metoder til at karakterisere simple kvantesystemer
- bruge forskellige abstrakte formuleringer af kvantemekanik
- arbejde med impulsmoment
- udføre perturbationsregning
- bruge beregningsmæssige metoder til approksimative beregninger (helst python).
Indhold
- Analytisk løsning af den harmoniske oscillator, med og uden stigeoperatorer
- Den formelle formulering af kvantemekanikken
- Teorien for impulsmoment
- Tidsuafhængig pertubationsregning
- Tidsafhængig pertubationsteori
- Variationsregning
- Usikkerhedsprincippet
Litteratur
D. J. Griffiths: Introduction to Quan-tum Mechanics, 2nd edition, Cambridge.
Se itslearning for pensumlister og yderligere litteraturhenvisninger.
Eksamensbestemmelser
Forudsætningsprøve a)
Tidsmæssig placering
Udprøvninger
Præsentation af en opgave i eksaminatorietimerne
EKA
Censur
Bedømmelse
Identifikation
Sprog
Hjælpemidler
Oplyses på kurset
ECTS-point
Uddybende information
Forudsætningsprøven er en forudsætning for deltagelse i eksamenselement a)
Eksamenselement a)
Tidsmæssig placering
Forudsætninger
Type | Forudsætningsnavn | Forudsætningsfag |
---|---|---|
Delprøve | Forudsætningsprøve a) | N500049101, FY547: Kvantemekanik II |
Udprøvninger
Mundtlig eksamen
EKA
Censur
Bedømmelse
Identifikation
Sprog
Varighed
Hjælpemidler
Oplyses på kurset
ECTS-point
Uddybende information
Eksamensformen ved reeksamen kan være en anden end eksamensformen ved den ordinære eksamen.
Vejledende antal undervisningstimer
Undervisningsform
På naturvidenskab er undervisningen tilrettelagt efter trefasemodellen dvs. intro, trænings- og studiefasen.
Undervisningsaktiviteter udmønter sig i en anslået vejledende fordeling af arbejdsindsatsen hos en gennemsnitsstuderende på følgende måde:
- Introfase (forelæsning, holdtimer) - Antal timer: 18
- Træningsfase: Antal timer: 24, heraf 14 timers eksaminatorier og 10 timers gruppearbejde
- Total antal timer: 42
Introfasen består af forelæsninger, hvor kursets centrale emner præsenteres, og der lægges særlig vægt på de matematiske udledninger samt refleksioner over den indsigt i kvantemekanikken, som følger af matematikken.
Træningsfasen har til formål at opbygge de studerendes kompetencer gennem opgaveregning og præsentationer. I eksaminatorietimerne præsenterer de studerende løsningerne på opgaverne for deres medstuderende, og i gruppearbejdstimerne arbejder de hver især selvstændigt med opgaveregning ved hjælp af både pen og papir og computerværktøjer. Træningsfasen gennemføres med vejledning af en underviser.
I studiefasen forventes de studerende at arbejde med selvstudium af lærebogen og andre materialer og samle op på øvelser fra træningsfasen efter behov.