FY2BP_TF2 Teoretická fyzika 2 - Kvantová a statistická fyzika

Pedagogická fakulta
podzim 2009
Rozsah
2/0/0. 3 kr. Ukončení: k.
Vyučující
doc. RNDr. Petr Sládek, CSc. (přednášející)
Garance
prof. RNDr. Vladislav Navrátil, CSc.
Katedra fyziky – Pedagogická fakulta
Kontaktní osoba: Gabriela Vohradská
Rozvrh
Po 8:50–10:30 učebna 3
Předpoklady
Teoretická fyzika 1
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je určen pouze studentům mateřských oborů.
Mateřské obory/plány
Cíle předmětu
Cílem předmětu je získání přehledných vědomostí základů kvantové fyziky a statistické fyziky. Důraz je kladen na logickou stavbu této vědní disciplíny a na získání znalostí, potřebných pro navazující přednášky zahrnující témata pevných látek.
Osnova
  • I. Kvantová mechanika. 1. Experimentální předpoklady kvantové mechaniky, klíčové experimenty. 2. Základní principy kvantové mechaniky, jejich fyzikální interpretace a nejdůležitější důsledky. 3. Pojem stavu v kvantové a klasické mechanice, časový vývoj stavu, pohybové rovnice a jejich význam ve fyzikální teorii. Operátory, Schrodingerova rovnice. 4. Fyzikální veličiny v kvantové mechanice, jejich měření, relace neurčitosti. 5. Dualismus vlna-částice a jeho fyzikální interpretace, deBroglieho vlna, vlnové klubko. 6. Klasicky nevysvětlitelné makroskopické jevy, makroskopické projevy kvantových vlastností mikroobjektů. 7. Volná částice, potenciálová jáma, odraz a průchod bariérou. 8. Harmonický oscilátor (klasický a kvantový popis), anihilační a kreační operátory. Nejdůležitější aplikace. 9. Atom vodíku, víceelektronové stavy. Spin. Zeemanův jev. 10. Základní představy kvantověmechanického popisu vícečásticových systémů, princip totožnosti částic, Pauliho vylučovací princip. Poruchové metody. 11. Základní představy teorie chemické vazby.
  • II. Statistická fyzika 1. Metody studia makroskopických těles, termodynamický a statistický přístup. 2. Možnosti mikroskopického popisu makroskopických těles, funkce statistického rozdělení, časové a statistické středování, souvislost s termodynamickým popisem. 3. Statistická rozdělení, stavová (statistická) suma, entropie, entalpie a volná energie. 4. Maxwellovo-Boltzmannovo rozdělení, fyzikální význam, meze použitelnosti, vzájemný vztah, aplikace. 5. Fermiho-Diracova, Boseho-Einsteinova statistiky, fyzikální význam, příklady použití.
Literatura
  • LITZMANN, O., ŠEBELOVÁ, I. : Statistická fyzika pro posluchače učitelství F-Zt. Skriptum PřF UJEP Brno, 1987.
  • KREMPASKÝ, J.:Fyzika. ALFA/SNTL, Bratislava/ Praha 1982.
  • LITZMANN, O., DUB, P. : Kvantová mechanika. Skriptum MU, Brno 198 .
  • HALLIDAY, David, RESNICK, Robert, WALKER, Jearl : Fyzika. VUTIUM Brno a PROMETHEUS Praha, 2000. 574 s. ISBN 80-214-1868-0 (VUTIUM), ISBN 81-7196-9 (PROMETHEUS).
  • BEISER, A. : Úvod do moderní fyziky. Academia, Praha 1978.
  • ČULÍK, F., NOGA, M. : Úvod do štatistickej fyziky a termodynamiky. ALFA/SNTL, Bratislava/Praha, 1982.
  • FEYNMAN. Richard P., LEIGHTON, Robert B., SANDS, Matthew : Feynmanovy přednášky z fyziky. FRAGMENT Praha, 2000. 710 s. ISBN 80-7200-405-0.
Výukové metody
přednáška
Metody hodnocení
přednáška, ústní zkouška 20-30 minut, literatura není povolena.
Další komentáře
Studijní materiály
Předmět je vyučován každoročně.
Předmět je zařazen také v obdobích podzim 2004, podzim 2005, podzim 2006, podzim 2007, podzim 2008, podzim 2010, podzim 2011, podzim 2012, podzim 2013, podzim 2014, podzim 2015, podzim 2016, podzim 2017, podzim 2018.