Квантова механіка

Освітня програма: Прикладна фізика, наноелектроніка та комп’ютерні технології

Структурний підрозділ: Факультет радіофізики, електроніки та комп’ютерних систем

Назва дисципліни
Квантова механіка
Код дисципліни
ОК 26
Тип модуля
Обов’язкова дисципліна для ОП
Цикл вищої освіти
Перший
Рік навчання
2021/2022
Семестр / Триместр
5 Семестр
Кількість кредитів ЕСТS
6
Результати навчання
Студент повинен знати: Загальні фізико-математичні методи опису явищ мікросвіту за допомогою хвильової функції на основі базових стацірнарного та нстаціонарного рівнянь Шредінгера. Теорію операторів та методи їх використання в квантовій механіці. Загальні підходи до обчислення механічних, електронних, оптичних, магнітних та інших характеристик фізичних мікросистем. Базові методи проведення розрахунків з використанням квазікласичного методу, прямого варіаційного методу та методів стаціонарної иа нестаціонарної теоріх збурень. Особливості взаємодії квантових систем з електромагнітними полями. Теорію спонтанного та вимушеного випромінювання в модельних та реальних системах. Методи матриці густини для аналіза еволюції квантових систем за умов стохастичної релаксації. Принципи побудови та методи використання релятивістських рівнянь Клейна-Гордона-Фока та Дірака квантової механіки.
Форма навчання
Очна форма
Попередні умови та додаткові вимоги
Для достатнього опанування навчальною дисципліною “Квантова мехініка” необхідні знання з математичних курсів: “Математичний аналіз”, “Лінійна алгебра”, , “Диференціальні рівняння”, “Математична фізика” та курсів загальної фізики “Атомна фізика”, “Оптика” і теоретичної фізики “Теормехінікв”, “Електродинаміка”.
Зміст навчальної дисципліни
1. Історія та передумови виникнення КМ. Статистичний характер явищ мікросвіту та імовірністна інтерпретація хвильової функції. Постулати КМ. Рівняння на власні значення та власні функції. Співвідношення невизначеностей Гейзенберга-Робертсона та Гейзенберга. Стаціонарне та нестаціонарне рівняння Шредингера. Рівняння неперервності. Рух частинки в полі центральної сили. Водневоподібні атоми, прості молекули і магнітні властивості атомів. Теорія представлень для стаціонарних та нестаціонарних систем. Спін та спін-залежні процеси в квантовій механіці. Рівняння Паулі. Ефекти Зеемана. Принцип Паулі 2. Наближені методи в КМ. Взаємодія електромагнітного поля з квантовими системами. Правила відбору. Теорія спонтанного і вимушеного випромінювання. Чисті та змішані стани. Метод матриці густини. 3.Релятивістські рівняння КМ. Рівняння неперервності та вектор густини струму для частинок Дірака. Нерелятивістське наближення рівняння Дірака. Квантова теорія оператора спіна.
Рекомендована та необхідна література
1. Висоцький В.І. Квантова механіка та її використання в прикладній фізиці: Підручник.-Київ, Видавництво КНУШ, 2008. 2. D.I.Blokhintsev. Quantum mechanics, Springer Science & Business Media, 2012. 3. Вакарчук І.О. Квантова механіка: Підручник.- Львів, Видавництво Львівського університету, 1998. 4. L D Landau, E. M. Lifshitz. Quantum Mechanics: Non-Relativistic Theory, Elsevier, 2013. 5. Находкін М.Г., Шека Д.І. Атомна фізика: Підручник.- К., 2002. 6. Висоцький В.І. Максюта М.В., Ястремський І.О. Збірник задач з квантвої механіки, .- Київ, Видавництво КНУШ, 2020.
Заплановані освітні заходи та методи викладання
Лекції, практичні заняття, індивідуальна самостійна робота.
Методи та критерії оцінювання
Розв’язування задач на практичних заняттях за семестр - максимум 10 балів; Тестування (2 тести ио 10 балів); Виконання домашніх робіт та індивідуальних завдань - 10 балів; Модульна контрольна робота (2 МКР по 10 балів кожна); Іспит – 40 балів. Екзаменаційний білет складається з 2 теоретичних питань (відповіді на, питання оцінюються по 10 балів) і 2 задач, які оцінюються по 10 балів. Всього за іспит можна отримати від 0 до 40 балів. Умовою досягнення позитивної оцінки за дисципліну є отримання не менш ніж 60 балів, оцінка за іспит не може бути меншою 24 бали. Умови допуску до підсумкового іспиту: отримання бакалавром сумарно не менше, ніж критично-розрахунковий мінімум за семестр. Бакалаври, які протягом семестру сумарно набрали меншу кількість балів, ніж критично-розрахунковий мінімум 36 балів, для одержання допуску до іспиту обов’язково повинні написати додаткову контрольну роботу.
Мова викладання
Українська