Informace o předmětu

F6030 Kvantová mechanika

Rozsah

3/2/0. 5 kr. (plus ukončení). Ukončení: zk.

Vyučující

doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc. (přednášející)

Garance

doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc.
Ústav fyziky a technologií plazmatu – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc.

Rozvrh

Po 8:00–8:50 F3,03015, Po 9:00–9:50 Fs2 6/4003, Po 14:00–15:50 F4,03017, Čt 8:00–9:50 F3,03015

Předpoklady

F4050 Úvod do fyziky mikrosvěta || F4060 Úvod do fyziky mikrosvěta || F4100 Úvod do fyziky mikrosvěta

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je otevřen studentům libovolného oboru.

Cíle předmětu

Předmět je úvodním vysokoškolským kurzem nerelativistické kvantové mechaniky. Opírá se o znalost experimentálních předpokladů a fyzikálně-historických souvislostí vzniku této discipliny nabytých v kurzu Obecné fyziky (předmět Úvod do fyziky mikrosvěta). Poněvadž je určen především budoucím učitelům fyziky, klade se v něm hlavní důraz na důkladné objasnění základních pojmů, představ a idejí kvantové mechaniky. Podrobně jsou komentovány nejenom jejich vzájemné, ale i širší souvislosti s hlavním záměrem přesvědčivě ukázat, že (a jak) byl lidský rozum zvládnout oblast přírody nedostupnou přímému smyslovému vnímání až do míry umožňující vědecké a technické aplikace. Nedílnou součástí předmětu je i jejich diskuse a analýza možností elementarizace jejich výkladu na středoškolskou úroveň.
Na konci kurzu by student měl být schopen porozumět, vysvětlit a prakticky používat: postuláty a matematický aparát kvantové mechaniky včetně jejich/jeho fyzikální interpretace; Schrödingerovu rovnici a její jednoduché aplikace; přibližné metody kvantové mechaniky; základní představy kvantového popisu souborů stejných mikroobjektů; základní představy chemické vazby; vzájemný vztah mezi vysokoškolskou a středoškolskou verzí kvantové mechaniky.

Osnova

• 1. Matematický aparát kvantové mechaniky a jeho fyzikální interpretace (vlnová funkce a vektor stavu, princip superpozice, hermiteovské operátory, rozvoj do vlastních funkcí, reprezentace, fyzikální veličiny v kvantové mechanice, měření v mikrosvětě, střední hodnoty fyzikálních veličin, princip neurčitosti).
• 2. Schrödingerova rovnice (časový vývoj stavu mikroobjektu, obecná Schrödingerova rovnice, fyzikální důsledky Schrödingerovy rovnice, příčinnost v kvantové mechanice, stacionární Schrödingerova rovnice, vlastnosti stacionárních stavů).
• 3. Nejjednodušší aplikace kvantové mechaniky (skokové modely potenciálu - termoemise, autoemise, kontaktní potenciál, radioaktivita, přeměna jader, molekuly a jejich interakce, pásový model pevných látek; harmonický oscilátor, souvislost mezi degenerací energiových hladin a symetrií problému).
• 4. Přibližné metody (nespojité potenciály, WKB aproximace, odhad charakteristik základního stavu vázaného mikroobjektu, poruchová metoda, variační metoda).
• 5. Moment hybnosti v kvantové mechanice (komutační relace a vlastní hodnoty, kvantování a degenerace, geometrická interpretace, skládání momentů hybnosti).
• 6. Mikroobjekt v centrálně symetrickém poli (rozptylové a vázané stavy, kvantování energie a momentu hybnosti, radiální a úhlová hustota pravděpodobnosti).
• 7. Atom vodíku (energiové spektrum, grafické znázornění nábojové hustoty v atomu vodíku, hybridizace).
• 8. Spin (spinová hypotéza, Sternův-Gerlachův experiment, Pauliho rovnice, spinové efekty v atomu vodíku).
• 9. Kvantověmechanický popis mnohačásticových systémů (princip nerozlišitelnosti, výměnná interakce, systémy bosonů a fermionů, Pauliho vylučovací princip, jednočásticová aproximace, metoda selfkonzistentního pole, víceelektronové atomy, Mendělejevova periodická tabulka, chemická vazba).
• 10. Kvantová mechanika na vysoké a střední škole (přehled nejfrekventovanějších elementarizovaných postupů a jejich kritická analýza).

Literatura

• SKÁLA, Lubomír. Úvod do kvantové mechaniky. Vyd. 1. Praha: Academia, 2005, 281 s. ISBN 8020013164. info
• PIŠÚT, Ján, Ladislav GOMOLČÁK a Vladimír ČERNÝ. Úvod do kvantovej mechaniky. 2. vyd. Bratislava: Alfa, 1983, 551 s. info
• Wichman, Eyvind H. Quantum Physics (Berkeley Physics Course, Vol.IV). New York: McGraw-Hill Book Company. (Ruský překlad: Kvantovaja fizika. Moskva: Nauka, 1974.)
• CELÝ, Jan. Základy kvantové mechaniky pro chemiky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1981, 176 s. info
• CELÝ, Jan. Základy kvantové mechaniky pro chemiky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1983, 161 s. info
• LACINA, Aleš. Cvičení z kvantové mechaniky pro posluchače učitelství fyziky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1989, 103 s. ISBN 8021000678. URL info

Výukové metody

Přednáška a cvičení; dvě písemné kontrolní práce v průběhu semestru.

Metody hodnocení

Zkouška: písemná a ústní

Informace učitele

Přístup ke zkoušce je pro posluchače denního studia podmíněn splněním požadavků stanovených ve cvičení: 1. Aktivní účast (max. 3 neúčasti). 2. Alespoň 60% úspěšnost na dvou písemkách v průběhu semestru (možnost dvou opravných termínů).*** Podmínky pro podání přihlášky ke zkoušce pro studenty kombinovaného studia: 1. Absolvování tří konzultací během semestru, v rámci nichž bude probrána logická struktura discipliny, okomentováno její zpracování v doporučené studijní literatuře a zadány požadavky pro samostatnou práci nahrazující cvičení (pokud je student neabsolvuje prezenčně spolu s posluchači denního studia). 2. Úspěšné absolvování dvou prezenčních kontrolních písemných prací shrnujících přibližně první třetinu, resp. první dvě třetiny sylabu předmětu.

Další komentáře

Předmět je vyučován každoročně.

F6030 Kvantová mechanika

Rozsah

3/2/0. 5 kr. (plus ukončení). Ukončení: zk.

Vyučující

doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc. (přednášející)
RNDr. Eva Kutálková, Ph.D. (cvičící)

Garance

doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc.
Ústav fyziky a technologií plazmatu – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc.

Rozvrh

Po 13:00–13:50 Fs1 6/1017, Po 14:00–14:50 Fs2 6/4003, Út 11:00–12:50 F4,03017, Čt 8:00–9:50 F3,03015

Předpoklady

F4050 Úvod do fyziky mikrosvěta || F4060 Úvod do fyziky mikrosvěta || F4100 Úvod do fyziky mikrosvěta

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

• Učitelství fyziky pro střední školy (program PřF, M-SS)

Cíle předmětu

Předmět je úvodním vysokoškolským kurzem nerelativistické kvantové mechaniky. Opírá se o znalost experimentálních předpokladů a fyzikálně-historických souvislostí vzniku této discipliny nabytých v kurzu Obecné fyziky (předmět Úvod do fyziky mikrosvěta). Poněvadž je určen především budoucím učitelům fyziky, klade se v něm hlavní důraz na důkladné objasnění základních pojmů, představ a idejí kvantové mechaniky. Podrobně jsou komentovány nejenom jejich vzájemné, ale i širší souvislosti s hlavním záměrem přesvědčivě ukázat, že (a jak) byl lidský rozum zvládnout oblast přírody nedostupnou přímému smyslovému vnímání až do míry umožňující vědecké a technické aplikace. Nedílnou součástí předmětu je i jejich diskuse a analýza možností elementarizace jejich výkladu na středoškolskou úroveň.
Na konci kurzu by student měl být schopen porozumět, vysvětlit a prakticky používat: postuláty a matematický aparát kvantové mechaniky včetně jejich/jeho fyzikální interpretace; Schrödingerovu rovnici a její jednoduché aplikace; přibližné metody kvantové mechaniky; základní představy kvantového popisu souborů stejných mikroobjektů; základní představy chemické vazby; vzájemný vztah mezi vysokoškolskou a středoškolskou verzí kvantové mechaniky.

Osnova

• 1. Matematický aparát kvantové mechaniky a jeho fyzikální interpretace (vlnová funkce a vektor stavu, princip superpozice, hermiteovské operátory, rozvoj do vlastních funkcí, reprezentace, fyzikální veličiny v kvantové mechanice, měření v mikrosvětě, střední hodnoty fyzikálních veličin, princip neurčitosti).
• 2. Schrödingerova rovnice (časový vývoj stavu mikroobjektu, obecná Schrödingerova rovnice, fyzikální důsledky Schrödingerovy rovnice, příčinnost v kvantové mechanice, stacionární Schrödingerova rovnice, vlastnosti stacionárních stavů).
• 3. Nejjednodušší aplikace kvantové mechaniky (skokové modely potenciálu - termoemise, autoemise, kontaktní potenciál, radioaktivita, přeměna jader, molekuly a jejich interakce, pásový model pevných látek; harmonický oscilátor, souvislost mezi degenerací energiových hladin a symetrií problému).
• 4. Přibližné metody (nespojité potenciály, WKB aproximace, odhad charakteristik základního stavu vázaného mikroobjektu, poruchová metoda, variační metoda).
• 5. Moment hybnosti v kvantové mechanice (komutační relace a vlastní hodnoty, kvantování a degenerace, geometrická interpretace, skládání momentů hybnosti).
• 6. Mikroobjekt v centrálně symetrickém poli (rozptylové a vázané stavy, kvantování energie a momentu hybnosti, radiální a úhlová hustota pravděpodobnosti).
• 7. Atom vodíku (energiové spektrum, grafické znázornění nábojové hustoty v atomu vodíku, hybridizace).
• 8. Spin (spinová hypotéza, Sternův-Gerlachův experiment, Pauliho rovnice, spinové efekty v atomu vodíku).
• 9. Kvantověmechanický popis mnohačásticových systémů (princip nerozlišitelnosti, výměnná interakce, systémy bosonů a fermionů, Pauliho vylučovací princip, jednočásticová aproximace, metoda selfkonzistentního pole, víceelektronové atomy, Mendělejevova periodická tabulka, chemická vazba).
• 10. Kvantová mechanika na vysoké a střední škole (přehled nejfrekventovanějších elementarizovaných postupů a jejich kritická analýza).

Literatura

• SKÁLA, Lubomír. Úvod do kvantové mechaniky. Vyd. 1. Praha: Academia, 2005, 281 s. ISBN 8020013164. info
• PIŠÚT, Ján, Ladislav GOMOLČÁK a Vladimír ČERNÝ. Úvod do kvantovej mechaniky. 2. vyd. Bratislava: Alfa, 1983, 551 s. info
• Wichman, Eyvind H. Quantum Physics (Berkeley Physics Course, Vol.IV). New York: McGraw-Hill Book Company. (Ruský překlad: Kvantovaja fizika. Moskva: Nauka, 1974.)
• CELÝ, Jan. Základy kvantové mechaniky pro chemiky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1981, 176 s. info
• CELÝ, Jan. Základy kvantové mechaniky pro chemiky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1983, 161 s. info
• LACINA, Aleš. Cvičení z kvantové mechaniky pro posluchače učitelství fyziky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1989, 103 s. ISBN 8021000678. URL info

Výukové metody

Přednáška a cvičení; dvě písemné kontrolní práce v průběhu semestru.

Metody hodnocení

Zkouška: písemná a ústní

Informace učitele

Přístup ke zkoušce je pro posluchače denního studia podmíněn splněním požadavků stanovených ve cvičení: 1. Aktivní účast (max. 3 neúčasti). 2. Alespoň 60% úspěšnost na dvou písemkách v průběhu semestru (možnost dvou opravných termínů).*** Podmínky pro podání přihlášky ke zkoušce pro studenty kombinovaného studia: 1. Absolvování tří konzultací během semestru, v rámci nichž bude probrána logická struktura discipliny, okomentováno její zpracování v doporučené studijní literatuře a zadány požadavky pro samostatnou práci nahrazující cvičení (pokud je student neabsolvuje prezenčně spolu s posluchači denního studia). 2. Úspěšné absolvování dvou prezenčních kontrolních písemných prací shrnujících přibližně první třetinu, resp. první dvě třetiny sylabu předmětu.

Další komentáře

Studijní materiály
Předmět je vyučován každoročně.

F6030 Kvantová mechanika

Rozsah

3/2/0. 5 kr. (plus ukončení). Ukončení: zk.

Vyučující

doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc. (přednášející)
RNDr. Eva Kutálková, Ph.D. (cvičící)

Garance

doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc.
Ústav fyziky a technologií plazmatu – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc.

Rozvrh

Po 17:00–18:50 Fs2 6/4003, Út 14:00–15:50 Fs1 6/1017

Předpoklady

F4050 Úvod do fyziky mikrosvěta || F4060 Úvod do fyziky mikrosvěta || F4100 Úvod do fyziky mikrosvěta

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

• Učitelství fyziky pro střední školy (program PřF, M-SS)

Cíle předmětu

Předmět je úvodním vysokoškolským kurzem nerelativistické kvantové mechaniky. Opírá se o znalost experimentálních předpokladů a fyzikálně-historických souvislostí vzniku této discipliny nabytých v kurzu Obecné fyziky (předmět Úvod do fyziky mikrosvěta). Poněvadž je určen především budoucím učitelům fyziky, klade se v něm hlavní důraz na důkladné objasnění základních pojmů, představ a idejí kvantové mechaniky. Podrobně jsou komentovány nejenom jejich vzájemné, ale i širší souvislosti s hlavním záměrem přesvědčivě ukázat, že (a jak) byl lidský rozum zvládnout oblast přírody nedostupnou přímému smyslovému vnímání až do míry umožňující vědecké a technické aplikace. Nedílnou součástí předmětu je i jejich diskuse a analýza možností elementarizace jejich výkladu na středoškolskou úroveň.
Na konci kurzu by student měl být schopen porozumět, vysvětlit a prakticky používat: postuláty a matematický aparát kvantové mechaniky včetně jejich/jeho fyzikální interpretace; Schrödingerovu rovnici a její jednoduché aplikace; přibližné metody kvantové mechaniky; základní představy kvantového popisu souborů stejných mikroobjektů; základní představy chemické vazby; vzájemný vztah mezi vysokoškolskou a středoškolskou verzí kvantové mechaniky.

Osnova

• 1. Matematický aparát kvantové mechaniky a jeho fyzikální interpretace (vlnová funkce a vektor stavu, princip superpozice, hermiteovské operátory, rozvoj do vlastních funkcí, reprezentace, fyzikální veličiny v kvantové mechanice, měření v mikrosvětě, střední hodnoty fyzikálních veličin, princip neurčitosti).
• 2. Schrödingerova rovnice (časový vývoj stavu mikroobjektu, obecná Schrödingerova rovnice, fyzikální důsledky Schrödingerovy rovnice, příčinnost v kvantové mechanice, stacionární Schrödingerova rovnice, vlastnosti stacionárních stavů).
• 3. Nejjednodušší aplikace kvantové mechaniky (skokové modely potenciálu - termoemise, autoemise, kontaktní potenciál, radioaktivita, přeměna jader, molekuly a jejich interakce, pásový model pevných látek; harmonický oscilátor, souvislost mezi degenerací energiových hladin a symetrií problému).
• 4. Přibližné metody (nespojité potenciály, WKB aproximace, odhad charakteristik základního stavu vázaného mikroobjektu, poruchová metoda, variační metoda).
• 5. Moment hybnosti v kvantové mechanice (komutační relace a vlastní hodnoty, kvantování a degenerace, geometrická interpretace, skládání momentů hybnosti).
• 6. Mikroobjekt v centrálně symetrickém poli (rozptylové a vázané stavy, kvantování energie a momentu hybnosti, radiální a úhlová hustota pravděpodobnosti).
• 7. Atom vodíku (energiové spektrum, grafické znázornění nábojové hustoty v atomu vodíku, hybridizace).
• 8. Spin (spinová hypotéza, Sternův-Gerlachův experiment, Pauliho rovnice, spinové efekty v atomu vodíku).
• 9. Kvantověmechanický popis mnohačásticových systémů (princip nerozlišitelnosti, výměnná interakce, systémy bosonů a fermionů, Pauliho vylučovací princip, jednočásticová aproximace, metoda selfkonzistentního pole, víceelektronové atomy, Mendělejevova periodická tabulka, chemická vazba).
• 10. Kvantová mechanika na vysoké a střední škole (přehled nejfrekventovanějších elementarizovaných postupů a jejich kritická analýza).

Literatura

• SKÁLA, Lubomír. Úvod do kvantové mechaniky. Vyd. 1. Praha: Academia, 2005, 281 s. ISBN 8020013164. info
• PIŠÚT, Ján, Ladislav GOMOLČÁK a Vladimír ČERNÝ. Úvod do kvantovej mechaniky. 2. vyd. Bratislava: Alfa, 1983, 551 s. info
• Wichman, Eyvind H. Quantum Physics (Berkeley Physics Course, Vol.IV). New York: McGraw-Hill Book Company. (Ruský překlad: Kvantovaja fizika. Moskva: Nauka, 1974.)
• CELÝ, Jan. Základy kvantové mechaniky pro chemiky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1981, 176 s. info
• CELÝ, Jan. Základy kvantové mechaniky pro chemiky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1983, 161 s. info
• LACINA, Aleš. Cvičení z kvantové mechaniky pro posluchače učitelství fyziky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1989, 103 s. ISBN 8021000678. URL info

Výukové metody

Přednáška a cvičení; dvě písemné kontrolní práce v průběhu semestru.

Metody hodnocení

Zkouška: písemná a ústní

Informace učitele

Přístup ke zkoušce je pro posluchače denního studia podmíněn splněním požadavků stanovených ve cvičení: 1. Aktivní účast (max. 3 neúčasti). 2. Alespoň 60% úspěšnost na dvou písemkách v průběhu semestru (možnost dvou opravných termínů).*** Podmínky pro podání přihlášky ke zkoušce pro studenty kombinovaného studia: 1. Absolvování tří konzultací během semestru, v rámci nichž bude probrána logická struktura discipliny, okomentováno její zpracování v doporučené studijní literatuře a zadány požadavky pro samostatnou práci nahrazující cvičení (pokud je student neabsolvuje prezenčně spolu s posluchači denního studia). 2. Úspěšné absolvování dvou prezenčních kontrolních písemných prací shrnujících přibližně první třetinu, resp. první dvě třetiny sylabu předmětu.

Další komentáře

Studijní materiály
Předmět je vyučován každoročně.

F6030 Kvantová mechanika

Rozsah

3/2/0. 5 kr. (plus ukončení). Ukončení: zk.

Vyučující

doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc. (přednášející)
RNDr. Eva Kutálková, Ph.D. (cvičící)

Garance

doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc.
Ústav fyziky a technologií plazmatu – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc.

Rozvrh

Po 8:00–9:50 F2 6/2012, Út 10:00–11:50 Fs2 6/4003, Čt 10:00–11:50 Fs2 6/4003

Předpoklady

F4050 Úvod do fyziky mikrosvěta || F4060 Úvod do fyziky mikrosvěta

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

• Učitelství fyziky pro střední školy (program PřF, M-SS)

Cíle předmětu

Předmět je úvodním vysokoškolským kurzem nerelativistické kvantové mechaniky. Opírá se o znalost experimentálních předpokladů a fyzikálně-historických souvislostí vzniku této discipliny nabytých v kurzu Obecné fyziky (předmět Úvod do fyziky mikrosvěta). Poněvadž je určen především budoucím učitelům fyziky, klade se v něm hlavní důraz na důkladné objasnění základních pojmů, představ a idejí kvantové mechaniky. Podrobně jsou komentovány nejenom jejich vzájemné, ale i širší souvislosti s hlavním záměrem přesvědčivě ukázat, že (a jak) byl lidský rozum zvládnout oblast přírody nedostupnou přímému smyslovému vnímání až do míry umožňující vědecké a technické aplikace. Nedílnou součástí předmětu je i jejich diskuse a analýza možností elementarizace jejich výkladu na středoškolskou úroveň.
Na konci kurzu by student měl být schopen porozumět, vysvětlit a prakticky používat: Postuláty a matematický aparát kvantové mechaniky včetně jejich/jeho fyzikální interpretace. Schrödingerovu rovnice a její jednoduché aplikace. Přibližné metody kvantové mechaniky. Základní představy kvantového popisu souborů stejných mikroobjektů. Základní představy chemické vazby. Vzájemný vztah mezi vysokoškolskou a středoškolskou verzí kvantové mechaniky.

Osnova

• 1. Matematický aparát kvantové mechaniky a jeho fyzikální interpretace (vlnová funkce a vektor stavu, princip superpozice, hermiteovské operátory, rozvoj do vlastních funkcí, reprezentace, fyzikální veličiny v kvantové mechanice, měření v mikrosvětě, střední hodnoty fyzikálních veličin, princip neurčitosti).
• 2. Schrödingerova rovnice (časový vývoj stavu mikroobjektu, obecná Schrödingerova rovnice, fyzikální důsledky Schrödingerovy rovnice, příčinnost v kvantové mechanice, stacionární Schrödingerova rovnice, vlastnosti stacionárních stavů).
• 3. Nejjednodušší aplikace kvantové mechaniky (skokové modely potenciálu - termoemise, autoemise, kontaktní potenciál, radioaktivita, přeměna jader, molekuly a jejich interakce, pásový model pevných látek; harmonický oscilátor, souvislost mezi degenerací energiových hladin a symetrií problému).
• 4. Přibližné metody (nespojité potenciály, WKB aproximace, odhad charakteristik základního stavy vázaného mikroobjektu, poruchová metoda, variační metoda).
• 5. Moment hybnosti v kvantové mechanice (komutační relace a vlastní hodnoty, kvantování a degenerace, geometrická interpretace, skládání momentů hybnosti).
• 6. Mikroobjekt v centrálně symetrickém poli (rozptylové a vázané stavy, kvantování energie a momentu hybnosti, radiální a úhlová hustota pravděpodobnosti).
• 7. Atom vodíku (energiové spektrum, grafické znázornění nábojové hustoty v atomu vodíku, hybridizace).
• 8. Spin (spinová hypotéza, Sternův-Gerlachův experiment, Pauliho rovnice, spinové efekty v atomu vodíku).
• 9. Kvantověmechanický popis mnohačásticových systémů (princip nerozlišitelnosti, výměnná interakce, systémy bosonů a fermionů, Pauliho vylučovací princip, jednočásticová aproximace, metoda selfkonzistentního pole, víceelektronové atomy, Mendělejevova periodická tabulka, chemická vazba).
• 10. Kvantová mechanika na vysoké a střední škole (přehled nejfrekventovanějších elementarizovaných postupů a jejich kritická analýza).

Literatura

• SKÁLA, Lubomír. Úvod do kvantové mechaniky. Vyd. 1. Praha: Academia, 2005, 281 s. ISBN 8020013164. info
• PIŠÚT, Ján, Ladislav GOMOLČÁK a Vladimír ČERNÝ. Úvod do kvantovej mechaniky. 2. vyd. Bratislava: Alfa, 1983, 551 s. info
• Wichman, Eyvind H. Quantum Physics (Berkeley Physics Course, Vol.IV). New York: McGraw-Hill Book Company. (Ruský překlad: Kvantovaja fizika. Moskva: Nauka, 1974.)
• CELÝ, Jan. Základy kvantové mechaniky pro chemiky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1981, 176 s. info
• CELÝ, Jan. Základy kvantové mechaniky pro chemiky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1983, 161 s. info
• LACINA, Aleš. Cvičení z kvantové mechaniky pro posluchače učitelství fyziky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1989, 103 s. ISBN 8021000678. URL info

Metody hodnocení

Výuka: klasická přednáška a klasické cvičení. Zkouška: písemná a ústní

Informace učitele

Přístup ke zkoušce je pro posluchače denního studia podmíněn splněním požadavků stanovených ve cvičení: 1. Aktivní účast (max. 3 neúčasti). 2. Alespoň 60% úspěšnost na dvou písemkách v průběhu semestru (možnost dvou opravných termínů).*** Podmínky pro podání přihlášky ke zkoušce pro studenty kombinovaného studia: 1. Absolvování tří konzultací během semestru, v rámci nichž bude probrána logická struktura discipliny, okomentováno její zpracování v doporučené studijní literatuře a zadány požadavky pro samostatnou práci nahrazující cvičení (pokud je student neabsolvuje prezenčně spolu s posluchači denního studia). 2. Úspěšné absolvování dvou prezenčních kontrolních písemných prací shrnujících přibližně první třetinu, resp. první dvě třetiny sylabu předmětu.

Další komentáře

Předmět je vyučován každoročně.

F6030 Kvantová mechanika

Rozsah

4/2/0. 6 kr. (příf plus uk plus > 4). Ukončení: zk.

Vyučující

doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc. (přednášející)
RNDr. Eva Kutálková, Ph.D. (cvičící)

Garance

doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc.
Ústav fyziky a technologií plazmatu – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc.

Rozvrh

Út 13:00–14:50 Fs1 6/1017, St 11:00–12:50 Fs1 6/1017, Čt 13:00–14:50 F4,03017

Předpoklady

F4050 Úvod do fyziky mikrosvěta || F4060 Úvod do fyziky mikrosvěta

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

• Učitelství fyziky pro střední školy (program PřF, M-SS)

Cíle předmětu

Předmět je úvodním vysokoškolským kurzem nerelativistické kvantové mechaniky. Opírá se o znalost experimentálních předpokladů a fyzikálně-historických souvislostí vzniku této discipliny nabytých v kurzu Obecné fyziky (předmět Úvod do fyziky mikrosvěta). Poněvadž je určen především budoucím učitelům fyziky, klade se v něm hlavní důraz na důkladné objasnění základních pojmů, představ a idejí kvantové mechaniky. Podrobně jsou komentovány nejenom jejich vzájemné, ale i širší souvislosti s hlavním záměrem přesvědčivě ukázat, že (a jak) byl lidský rozum zvládnout oblast přírody nedostupnou přímému smyslovému vnímání až do míry umožňující vědecké a technické aplikace. Nedílnou součástí předmětu je i jejich diskuse a analýza možností elementarizace jejich výkladu na středoškolskou úroveň. [Matematický aparát kvantové mechaniky a jeho fyzikální interpretace. Schrödingerova rovnice. Nejjednodušší aplikace kvantové mechaniky - skokové potenciály. Přibližné metody kvantové mechaniky. Moment hybnosti. Mikrooobjekt ve sféricky symetrickém poli. Atom vodíku. Spin. Kvantová mechanika souborů stejných mikroobjektů. Základní představy chemické vazby. Kvantová mechanika na vysoké a střední škole.]

Osnova

• 1. Matematický aparát kvantové mechaniky a jeho fyzikální interpretace (vlnová funkce a vektor stavu, princip superpozice, hermiteovské operátory, rozvoj do vlastních funkcí, reprezentace, fyzikální veličiny v kvantové mechanice, měření v mikrosvětě, střední hodnoty fyzikálních veličin, princip neurčitosti). 2. Schrödingerova rovnice (časový vývoj stavu mikroobjektu, obecná Schrödingerova rovnice, fyzikální důsledky Schrödingerovy rovnice, příčinnost v kvantové mechanice, stacionární Schrödingerova rovnice, vlastnosti stacionárních stavů). 3. Nejjednodušší aplikace kvantové mechaniky (skokové modely potenciálu - termoemise, autoemise, kontaktní potenciál, radioaktivita, přeměna jader, molekuly a jejich interakce, pásový model pevných látek; harmonický oscilátor, souvislost mezi degenerací energiových hladin a symetrií problému). 4. Přibližné metody (nespojité potenciály, WKB aproximace, odhad charakteristik základního stavy vázaného mikroobjektu, poruchová metoda, variační metoda). 5. Moment hybnosti v kvantové mechanice (komutační relace a vlastní hodnoty, kvantování a degenerace, geometrická interpretace, skládání momentů hybnosti). 6. Mikroobjekt v centrálně symetrickém poli (rozptylové a vázané stavy, kvantování energie a momentu hybnosti, radiální a úhlová hustota pravděpodobnosti). 7. Atom vodíku (energiové spektrum, grafické znázornění nábojové hustoty v atomu vodíku, hybridizace). 8. Spin (spinová hypotéza, Sternův-Gerlachův experiment, Pauliho rovnice, spinové efekty v atomu vodíku). 9. Kvantověmechanický popis mnohačásticových systémů (princip nerozlišitelnosti, výměnná interakce, systémy bosonů a fermionů, Pauliho vylučovací princip, jednočásticová aproximace, metoda selfkonzistentního pole, víceelektronové atomy, Mendělejevova periodická tabulka, chemická vazba). 10. Kvantová mechanika na vysoké a střední škole (přehled nejfrekventovanějších elementarizovaných postupů a jejich kritická analýza).

Literatura

• PIŠÚT, Ján, Ladislav GOMOLČÁK a Vladimír ČERNÝ. Úvod do kvantovej mechaniky. 2. vyd. Bratislava: Alfa, 1983, 551 s. info
• Wichman, Eyvind H. Quantum Physics (Berkeley Physics Course, Vol.IV). New York: McGraw-Hill Book Company. (Ruský překlad: Kvantovaja fizika. Moskva: Nauka, 1974.)
• CELÝ, Jan. Základy kvantové mechaniky pro chemiky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1981, 176 s. info
• CELÝ, Jan. Základy kvantové mechaniky pro chemiky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1983, 161 s. info
• LACINA, Aleš. Cvičení z kvantové mechaniky pro posluchače učitelství fyziky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1989, 103 s. ISBN 8021000678. URL info

Metody hodnocení

Výuka: klasická přednáška a klasické cvičení. Zkouška: písemná a ústní

Informace učitele

Přístup ke zkoušce je pro posluchače denního studia podmíněn splněním požadavků stanovených ve cvičení: 1. Aktivní účast (max. 3 neúčasti). 2. Alespoň 60% úspěšnost na písemce ohlášené dva týdny předem (možnost dvou opravných termínů).*** Podmínky pro podání přihlášky ke zkoušce pro studenty kombinovaného studia: 1. Absolvování tří konzultací, v rámci nichž bude probrána logická struktura discipliny, okomentováno její zpracování v doporučené studijní literatuře a zadány požadavky pro samostatnou práci nahrazující cvičení (pokud je student neabsolvuje prezenčně spolu s posluchači denního studia). 2. Úspěšné absolvování dvou prezenčních kontrolních písemných prací shrnujících přibližně první třetinu, resp. první dvě třetiny sylabu předmětu.

Další komentáře

Předmět je vyučován každoročně.

F6030 Kvantová mechanika

Rozsah

4/2/0. 6 kr. (příf plus uk plus > 4). Ukončení: zk.

Vyučující

doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc. (přednášející)
RNDr. Eva Kutálková, Ph.D. (cvičící)

Garance

doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc.
Ústav fyziky a technologií plazmatu – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc.

Rozvrh

Po 14:00–15:50 F3,03015, Út 13:00–14:50 F4,03017, Út 16:00–17:50 F4,03017

Předpoklady

F4050 Úvod do fyziky mikrosvěta || F4060 Úvod do fyziky mikrosvěta

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

• Učitelství fyziky pro střední školy (program PřF, M-SS)

Cíle předmětu

Předmět je úvodním vysokoškolským kurzem nerelativistické kvantové mechaniky. Opírá se o znalost experimentálních předpokladů a fyzikálně-historických souvislostí vzniku této discipliny nabytých v kurzu Obecné fyziky (předmět Úvod do fyziky mikrosvěta). Poněvadž je určen především budoucím učitelům fyziky, klade se v něm hlavní důraz na důkladné objasnění základních pojmů, představ a idejí kvantové mechaniky. Podrobně jsou komentovány nejenom jejich vzájemné, ale i širší souvislosti s hlavním záměrem přesvědčivě ukázat, že (a jak) byl lidský rozum zvládnout oblast přírody nedostupnou přímému smyslovému vnímání až do míry umožňující vědecké a technické aplikace. Nedílnou součástí předmětu je i jejich diskuse a analýza možností elementarizace jejich výkladu na středoškolskou úroveň. [Matematický aparát kvantové mechaniky a jeho fyzikální interpretace. Schrödingerova rovnice. Nejjednodušší aplikace kvantové mechaniky - skokové potenciály. Přibližné metody kvantové mechaniky. Moment hybnosti. Mikrooobjekt ve sféricky symetrickém poli. Atom vodíku. Spin. Kvantová mechanika souborů stejných mikroobjektů. Základní představy chemické vazby. Kvantová mechanika na vysoké a střední škole.]

Osnova

• 1. Matematický aparát kvantové mechaniky a jeho fyzikální interpretace (vlnová funkce a vektor stavu, princip superpozice, hermiteovské operátory, rozvoj do vlastních funkcí, reprezentace, fyzikální veličiny v kvantové mechanice, měření v mikrosvětě, střední hodnoty fyzikálních veličin, princip neurčitosti). 2. Schrödingerova rovnice (časový vývoj stavu mikroobjektu, obecná Schrödingerova rovnice, fyzikální důsledky Schrödingerovy rovnice, příčinnost v kvantové mechanice, stacionární Schrödingerova rovnice, vlastnosti stacionárních stavů). 3. Nejjednodušší aplikace kvantové mechaniky (skokové modely potenciálu - termoemise, autoemise, kontaktní potenciál, radioaktivita, přeměna jader, molekuly a jejich interakce, pásový model pevných látek; harmonický oscilátor, souvislost mezi degenerací energiových hladin a symetrií problému). 4. Přibližné metody (nespojité potenciály, WKB aproximace, odhad charakteristik základního stavy vázaného mikroobjektu, poruchová metoda, variační metoda). 5. Moment hybnosti v kvantové mechanice (komutační relace a vlastní hodnoty, kvantování a degenerace, geometrická interpretace, skládání momentů hybnosti). 6. Mikroobjekt v centrálně symetrickém poli (rozptylové a vázané stavy, kvantování energie a momentu hybnosti, radiální a úhlová hustota pravděpodobnosti). 7. Atom vodíku (energiové spektrum, grafické znázornění nábojové hustoty v atomu vodíku, hybridizace). 8. Spin (spinová hypotéza, Sternův-Gerlachův experiment, Pauliho rovnice, spinové efekty v atomu vodíku). 9. Kvantověmechanický popis mnohačásticových systémů (princip nerozlišitelnosti, výměnná interakce, systémy bosonů a fermionů, Pauliho vylučovací princip, jednočásticová aproximace, metoda selfkonzistentního pole, víceelektronové atomy, Mendělejevova periodická tabulka, chemická vazba). 10. Kvantová mechanika na vysoké a střední škole (přehled nejfrekventovanějších elementarizovaných postupů a jejich kritická analýza).

Literatura

• PIŠÚT, Ján, Ladislav GOMOLČÁK a Vladimír ČERNÝ. Úvod do kvantovej mechaniky. 2. vyd. Bratislava: Alfa, 1983, 551 s. info
• Wichman, Eyvind H. Quantum Physics (Berkeley Physics Course, Vol.IV). New York: McGraw-Hill Book Company. (Ruský překlad: Kvantovaja fizika. Moskva: Nauka, 1974.)
• CELÝ, Jan. Základy kvantové mechaniky pro chemiky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1981, 176 s. info
• CELÝ, Jan. Základy kvantové mechaniky pro chemiky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1983, 161 s. info
• LACINA, Aleš. Cvičení z kvantové mechaniky pro posluchače učitelství fyziky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1989, 103 s. ISBN 8021000678. URL info

Metody hodnocení

Výuka: klasická přednáška a klasické cvičení. Zkouška: písemná a ústní

Informace učitele

Přístup ke zkoušce je pro posluchače denního studia podmíněn splněním požadavků stanovených ve cvičení: 1. Aktivní účast (max. 3 neúčasti). 2. Alespoň 60% úspěšnost na písemce ohlášené dva týdny předem (možnost dvou opravných termínů).*** Podmínky pro podání přihlášky ke zkoušce pro studenty kombinovaného studia: 1. Absolvování tří konzultací, v rámci nichž bude probrána logická struktura discipliny, okomentováno její zpracování v doporučené studijní literatuře a zadány požadavky pro samostatnou práci nahrazující cvičení (pokud je student neabsolvuje prezenčně spolu s posluchači denního studia). 2. Úspěšné absolvování dvou prezenčních kontrolních písemných prací shrnujících přibližně první třetinu, resp. první dvě třetiny sylabu předmětu.

Další komentáře

Předmět je vyučován každoročně.

F6030 Kvantová mechanika

Rozsah

4/2/0. 6 kr. (příf plus uk plus > 4). Ukončení: zk.

Vyučující

doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc. (přednášející)
Mgr. Jolana Kološová (cvičící)

Garance

doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc.
Ústav fyziky a technologií plazmatu – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc.

Rozvrh

Po 11:00–12:50 F4,03017, Út 11:00–12:50 F4,03017, Čt 10:00–11:50 F3,03015

Předpoklady

F4050 Úvod do fyziky mikrosvěta || F4060 Úvod do fyziky mikrosvěta

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

• Učitelství fyziky pro střední školy (program PřF, M-SS)

Cíle předmětu

Předmět je úvodním vysokoškolským kurzem nerelativistické kvantové mechaniky. Opírá se o znalost experimentálních předpokladů a fyzikálně-historických souvislostí vzniku této discipliny nabytých v kurzu Obecné fyziky (předmět Úvod do fyziky mikrosvěta). Poněvadž je určen především budoucím učitelům fyziky, klade se v něm hlavní důraz na důkladné objasnění základních pojmů, představ a idejí kvantové mechaniky. Podrobně jsou komentovány nejenom jejich vzájemné, ale i širší souvislosti s hlavním záměrem přesvědčivě ukázat, že (a jak) byl lidský rozum zvládnout oblast přírody nedostupnou přímému smyslovému vnímání až do míry umožňující vědecké a technické aplikace. Nedílnou součástí předmětu je i jejich diskuse a analýza možností elementarizace jejich výkladu na středoškolskou úroveň. [Matematický aparát kvantové mechaniky a jeho fyzikální interpretace. Schrödingerova rovnice. Nejjednodušší aplikace kvantové mechaniky - skokové potenciály. Přibližné metody kvantové mechaniky. Moment hybnosti. Mikrooobjekt ve sféricky symetrickém poli. Atom vodíku. Spin. Kvantová mechanika souborů stejných mikroobjektů. Základní představy chemické vazby. Kvantová mechanika na vysoké a střední škole.]

Osnova

• 1. Matematický aparát kvantové mechaniky a jeho fyzikální interpretace (vlnová funkce a vektor stavu, princip superpozice, hermiteovské operátory, rozvoj do vlastních funkcí, reprezentace, fyzikální veličiny v kvantové mechanice, měření v mikrosvětě, střední hodnoty fyzikálních veličin, princip neurčitosti). 2. Schrödingerova rovnice (časový vývoj stavu mikroobjektu, obecná Schrödingerova rovnice, fyzikální důsledky Schrödingerovy rovnice, příčinnost v kvantové mechanice, stacionární Schrödingerova rovnice, vlastnosti stacionárních stavů). 3. Nejjednodušší aplikace kvantové mechaniky (skokové modely potenciálu - termoemise, autoemise, kontaktní potenciál, radioaktivita, přeměna jader, molekuly a jejich interakce, pásový model pevných látek; harmonický oscilátor, souvislost mezi degenerací energiových hladin a symetrií problému). 4. Přibližné metody (nespojité potenciály, WKB aproximace, odhad charakteristik základního stavy vázaného mikroobjektu, poruchová metoda, variační metoda). 5. Moment hybnosti v kvantové mechanice (komutační relace a vlastní hodnoty, kvantování a degenerace, geometrická interpretace, skládání momentů hybnosti). 6. Mikroobjekt v centrálně symetrickém poli (rozptylové a vázané stavy, kvantování energie a momentu hybnosti, radiální a úhlová hustota pravděpodobnosti). 7. Atom vodíku (energiové spektrum, grafické znázornění nábojové hustoty v atomu vodíku, hybridizace). 8. Spin (spinová hypotéza, Sternův-Gerlachův experiment, Pauliho rovnice, spinové efekty v atomu vodíku). 9. Kvantověmechanický popis mnohačásticových systémů (princip nerozlišitelnosti, výměnná interakce, systémy bosonů a fermionů, Pauliho vylučovací princip, jednočásticová aproximace, metoda selfkonzistentního pole, víceelektronové atomy, Mendělejevova periodická tabulka, chemická vazba). 10. Kvantová mechanika na vysoké a střední škole (přehled nejfrekventovanějších elementarizovaných postupů a jejich kritická analýza).

Literatura

• PIŠÚT, Ján, Ladislav GOMOLČÁK a Vladimír ČERNÝ. Úvod do kvantovej mechaniky. 2. vyd. Bratislava: Alfa, 1983, 551 s. info
• Wichman, Eyvind H. Quantum Physics (Berkeley Physics Course, Vol.IV). New York: McGraw-Hill Book Company. (Ruský překlad: Kvantovaja fizika. Moskva: Nauka, 1974.)
• CELÝ, Jan. Základy kvantové mechaniky pro chemiky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1981, 176 s. info
• CELÝ, Jan. Základy kvantové mechaniky pro chemiky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1983, 161 s. info
• LACINA, Aleš. Cvičení z kvantové mechaniky pro posluchače učitelství fyziky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1989, 103 s. ISBN 8021000678. URL info

Metody hodnocení

Výuka: klasická přednáška a klasické cvičení. Zkouška: písemná a ústní

Informace učitele

Přístup ke zkoušce je pro posluchače denního studia podmíněn splněním požadavků stanovených ve cvičení: 1. Aktivní účast (max. 3 neúčasti). 2. Alespoň 60% úspěšnost na písemce ohlášené dva týdny předem (možnost dvou opravných termínů).*** Podmínky pro podání přihlášky ke zkoušce pro studenty kombinovaného studia: 1. Absolvování tří konzultací, v rámci nichž bude probrána logická struktura discipliny, okomentováno její zpracování v doporučené studijní literatuře a zadány požadavky pro samostatnou práci nahrazující cvičení (pokud je student neabsolvuje prezenčně spolu s posluchači denního studia). 2. Úspěšné absolvování dvou prezenčních kontrolních písemných prací shrnujících přibližně první třetinu, resp. první dvě třetiny sylabu předmětu.

Další komentáře

Předmět je vyučován každoročně.

F6030 Kvantová mechanika

Rozsah

4/2/0. 6 kr. (příf plus uk plus > 4). Ukončení: zk.

Vyučující

doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc. (přednášející)
Mgr. Lenka Czudková, Ph.D. (cvičící)

Garance

doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc.
Ústav fyziky a technologií plazmatu – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc.

Rozvrh

Út 12:00–13:50 F1 6/1014, Čt 10:00–11:50 F1 6/1014, Čt 12:00–13:50 03039

Předpoklady

F4050 Úvod do fyziky mikrosvěta || F4060 Úvod do fyziky mikrosvěta

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

• Učitelství fyziky pro střední školy (program PřF, M-SS)

Cíle předmětu

Předmět je úvodním vysokoškolským kurzem nerelativistické kvantové mechaniky. Opírá se o znalost experimentálních předpokladů a fyzikálně-historických souvislostí vzniku této discipliny nabytých v kurzu Obecné fyziky (předmět Úvod do fyziky mikrosvěta). Poněvadž je určen především budoucím učitelům fyziky, klade se v něm hlavní důraz na důkladné objasnění základních pojmů, představ a idejí kvantové mechaniky. Podrobně jsou komentovány nejenom jejich vzájemné, ale i širší souvislosti s hlavním záměrem přesvědčivě ukázat, že (a jak) byl lidský rozum zvládnout oblast přírody nedostupnou přímému smyslovému vnímání až do míry umožňující vědecké a technické aplikace. Nedílnou součástí předmětu je i jejich diskuse a analýza možností elementarizace jejich výkladu na středoškolskou úroveň. [Matematický aparát kvantové mechaniky a jeho fyzikální interpretace. Schrödingerova rovnice. Nejjednodušší aplikace kvantové mechaniky - skokové potenciály. Přibližné metody kvantové mechaniky. Moment hybnosti. Mikrooobjekt ve sféricky symetrickém poli. Atom vodíku. Spin. Kvantová mechanika souborů stejných mikroobjektů. Základní představy chemické vazby. Kvantová mechanika na vysoké a střední škole.]

Osnova

• 1. Matematický aparát kvantové mechaniky a jeho fyzikální interpretace (vlnová funkce a vektor stavu, princip superpozice, hermiteovské operátory, rozvoj do vlastních funkcí, reprezentace, fyzikální veličiny v kvantové mechanice, měření v mikrosvětě, střední hodnoty fyzikálních veličin, princip neurčitosti). 2. Schrödingerova rovnice (časový vývoj stavu mikroobjektu, obecná Schrödingerova rovnice, fyzikální důsledky Schrödingerovy rovnice, příčinnost v kvantové mechanice, stacionární Schrödingerova rovnice, vlastnosti stacionárních stavů). 3. Nejjednodušší aplikace kvantové mechaniky (skokové modely potenciálu - termoemise, autoemise, kontaktní potenciál, radioaktivita, přeměna jader, molekuly a jejich interakce, pásový model pevných látek; harmonický oscilátor, souvislost mezi degenerací energiových hladin a symetrií problému). 4. Přibližné metody (nespojité potenciály, WKB aproximace, odhad charakteristik základního stavy vázaného mikroobjektu, poruchová metoda, variační metoda). 5. Moment hybnosti v kvantové mechanice (komutační relace a vlastní hodnoty, kvantování a degenerace, geometrická interpretace, skládání momentů hybnosti). 6. Mikroobjekt v centrálně symetrickém poli (rozptylové a vázané stavy, kvantování energie a momentu hybnosti, radiální a úhlová hustota pravděpodobnosti). 7. Atom vodíku (energiové spektrum, grafické znázornění nábojové hustoty v atomu vodíku, hybridizace). 8. Spin (spinová hypotéza, Sternův-Gerlachův experiment, Pauliho rovnice, spinové efekty v atomu vodíku). 9. Kvantověmechanický popis mnohačásticových systémů (princip nerozlišitelnosti, výměnná interakce, systémy bosonů a fermionů, Pauliho vylučovací princip, jednočásticová aproximace, metoda selfkonzistentního pole, víceelektronové atomy, Mendělejevova periodická tabulka, chemická vazba). 10. Kvantová mechanika na vysoké a střední škole (přehled nejfrekventovanějších elementarizovaných postupů a jejich kritická analýza).

Literatura

• PIŠÚT, Ján, Ladislav GOMOLČÁK a Vladimír ČERNÝ. Úvod do kvantovej mechaniky. 2. vyd. Bratislava: Alfa, 1983, 551 s. info
• Wichman, Eyvind H. Quantum Physics (Berkeley Physics Course, Vol.IV). New York: McGraw-Hill Book Company. (Ruský překlad: Kvantovaja fizika. Moskva: Nauka, 1974.)
• CELÝ, Jan. Základy kvantové mechaniky pro chemiky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1981, 176 s. info
• CELÝ, Jan. Základy kvantové mechaniky pro chemiky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1983, 161 s. info
• LACINA, Aleš. Cvičení z kvantové mechaniky pro posluchače učitelství fyziky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1989, 103 s. ISBN 8021000678. URL info

Metody hodnocení

Výuka: klasická přednáška a klasické cvičení. Zkouška: písemná a ústní

Informace učitele

Podmínky pro podání přihlášky ke zkoušce pro studenty kombinovaného studia: 1. Absolvování tří konzultací, v rámci nichž bude probrána logická struktura discipliny, okomentováno její zpracování v doporučené studijní literatuře a zadány požadavky pro samostatnou práci nahrazující cvičení (pokud je student neabsolvuje prezenčně spolu s posluchači denního studia). 2. Úspěšné absolvování dvou prezenčních kontrolních písemných prací shrnujících přibližně první třetinu, resp. první dvě třetiny sylabu předmětu.

Další komentáře

Předmět je vyučován každoročně.

F6030 Kvantová mechanika

Rozsah

4/2/0. 6 kr. (příf plus uk plus > 4). Ukončení: zk.

Vyučující

doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc. (přednášející)
Mgr. Lenka Czudková, Ph.D. (cvičící)

Garance

doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc.
Ústav fyziky a technologií plazmatu – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc.

Předpoklady

F4050 Úvod do fyziky mikrosvěta || F4060 Úvod do fyziky mikrosvěta

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

• Učitelství fyziky pro střední školy (program PřF, M-SS)

Cíle předmětu

Předmět je úvodním vysokoškolským kurzem nerelativistické kvantové mechaniky. Opírá se o znalost experimentálních předpokladů a fyzikálně-historických souvislostí vzniku této discipliny nabytých v kurzu Obecné fyziky (předmět Úvod do fyziky mikrosvěta). Poněvadž je určen především budoucím učitelům fyziky, klade se v něm hlavní důraz na důkladné objasnění základních pojmů, představ a idejí kvantové mechaniky. Podrobně jsou komentovány nejenom jejich vzájemné, ale i širší souvislosti s hlavním záměrem přesvědčivě ukázat, že (a jak) byl lidský rozum zvládnout oblast přírody nedostupnou přímému smyslovému vnímání až do míry umožňující vědecké a technické aplikace. Nedílnou součástí předmětu je i jejich diskuse a analýza možností elementarizace jejich výkladu na středoškolskou úroveň. [Matematický aparát kvantové mechaniky a jeho fyzikální interpretace. Schrödingerova rovnice. Nejjednodušší aplikace kvantové mechaniky - skokové potenciály. Přibližné metody kvantové mechaniky. Moment hybnosti. Mikrooobjekt ve sféricky symetrickém poli. Atom vodíku. Spin. Kvantová mechanika souborů stejných mikroobjektů. Základní představy chemické vazby. Kvantová mechanika na vysoké a střední škole.]

Osnova

• 1. Matematický aparát kvantové mechaniky a jeho fyzikální interpretace (vlnová funkce a vektor stavu, princip superpozice, hermiteovské operátory, rozvoj do vlastních funkcí, reprezentace, fyzikální veličiny v kvantové mechanice, měření v mikrosvětě, střední hodnoty fyzikálních veličin, princip neurčitosti). 2. Schrödingerova rovnice (časový vývoj stavu mikroobjektu, obecná Schrödingerova rovnice, fyzikální důsledky Schrödingerovy rovnice, příčinnost v kvantové mechanice, stacionární Schrödingerova rovnice, vlastnosti stacionárních stavů). 3. Nejjednodušší aplikace kvantové mechaniky (skokové modely potenciálu - termoemise, autoemise, kontaktní potenciál, radioaktivita, přeměna jader, molekuly a jejich interakce, pásový model pevných látek; harmonický oscilátor, souvislost mezi degenerací energiových hladin a symetrií problému). 4. Přibližné metody (nespojité potenciály, WKB aproximace, odhad charakteristik základního stavy vázaného mikroobjektu, poruchová metoda, variační metoda). 5. Moment hybnosti v kvantové mechanice (komutační relace a vlastní hodnoty, kvantování a degenerace, geometrická interpretace, skládání momentů hybnosti). 6. Mikroobjekt v centrálně symetrickém poli (rozptylové a vázané stavy, kvantování energie a momentu hybnosti, radiální a úhlová hustota pravděpodobnosti). 7. Atom vodíku (energiové spektrum, grafické znázornění nábojové hustoty v atomu vodíku, hybridizace). 8. Spin (spinová hypotéza, Sternův-Gerlachův experiment, Pauliho rovnice, spinové efekty v atomu vodíku). 9. Kvantověmechanický popis mnohačásticových systémů (princip nerozlišitelnosti, výměnná interakce, systémy bosonů a fermionů, Pauliho vylučovací princip, jednočásticová aproximace, metoda selfkonzistentního pole, víceelektronové atomy, Mendělejevova periodická tabulka, chemická vazba). 10. Kvantová mechanika na vysoké a střední škole (přehled nejfrekventovanějších elementarizovaných postupů a jejich kritická analýza).

Literatura

• PIŠÚT, Ján, Ladislav GOMOLČÁK a Vladimír ČERNÝ. Úvod do kvantovej mechaniky. 2. vyd. Bratislava: Alfa, 1983, 551 s. info
• Wichman, Eyvind H. Quantum Physics (Berkeley Physics Course, Vol.IV). New York: McGraw-Hill Book Company. (Ruský překlad: Kvantovaja fizika. Moskva: Nauka, 1974.)
• CELÝ, Jan. Základy kvantové mechaniky pro chemiky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1981, 176 s. info
• CELÝ, Jan. Základy kvantové mechaniky pro chemiky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1983, 161 s. info
• LACINA, Aleš. Cvičení z kvantové mechaniky pro posluchače učitelství fyziky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1989, 103 s. ISBN 8021000678. URL info

Metody hodnocení

Výuka: klasická přednáška a klasické cvičení. Zkouška: písemná a ústní

Informace učitele

Podmínky pro podání přihlášky ke zkoušce pro studenty prezenčního studia: 1. Aktivní účast na cvičení (max. 3 neúčasti). 2. Alespoň 60% úspěšnost na písemce, ohlášené dva týdny předem (možnost dvou opravných termínů). Podmínky pro podání přihlášky ke zkoušce pro studenty kombinovaného studia: 1. Absolvování tří konzultací, v rámci nichž bude probrána logická struktura discipliny, okomentováno její zpracování v doporučené studijní literatuře a zadány požadavky pro samostatnou práci nahrazující cvičení (pokud je student neabsolvuje prezenčně spolu s posluchači denního studia). 2. Splnění požadavků nahrazujících samostatnou práci ve cvičení (pokud je student neabsolvuje prezenčně spolu s posluchači denního studia). 3. Úspěšné absolvování dvou prezenčních kontrolních písemných prací shrnujících přibližně první třetinu, resp. první dvě třetiny sylabu předmětu.

Další komentáře

Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.

F6030 Kvantová mechanika

Rozsah

4/2/0. 6 kr. (příf plus uk plus > 4). Ukončení: zk.

Vyučující

doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc. (přednášející)
Mgr. Lenka Czudková, Ph.D. (cvičící)

Garance

doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc.
Ústav fyziky a technologií plazmatu – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc.

Předpoklady

F4050 Úvod do fyziky mikrosvěta || F4060 Úvod do fyziky mikrosvěta

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

• Učitelství fyziky pro střední školy (program PřF, M-SS)

Cíle předmětu

Předmět je úvodním vysokoškolským kurzem nerelativistické kvantové mechaniky. Opírá se o znalost experimentálních předpokladů a fyzikálně-historických souvislostí vzniku této discipliny nabytých v kurzu Obecné fyziky (předmět Úvod do fyziky mikrosvěta). Poněvadž je určen především budoucím učitelům fyziky, klade se v něm hlavní důraz na důkladné objasnění základních pojmů, představ a idejí kvantové mechaniky. Podrobně jsou komentovány nejenom jejich vzájemné, ale i širší souvislosti s hlavním záměrem přesvědčivě ukázat, že (a jak) byl lidský rozum zvládnout oblast přírody nedostupnou přímému smyslovému vnímání až do míry umožňující vědecké a technické aplikace. Nedílnou součástí předmětu je i jejich diskuse a analýza možností elementarizace jejich výkladu na středoškolskou úroveň. [Matematický aparát kvantové mechaniky a jeho fyzikální interpretace. Schrödingerova rovnice. Nejjednodušší aplikace kvantové mechaniky - skokové potenciály. Přibližné metody kvantové mechaniky. Moment hybnosti. Mikrooobjekt ve sféricky symetrickém poli. Atom vodíku. Spin. Kvantová mechanika souborů stejných mikroobjektů. Základní představy chemické vazby. Kvantová mechanika na vysoké a střední škole.]

Osnova

• 1. Matematický aparát kvantové mechaniky a jeho fyzikální interpretace (vlnová funkce a vektor stavu, princip superpozice, hermiteovské operátory, rozvoj do vlastních funkcí, reprezentace, fyzikální veličiny v kvantové mechanice, měření v mikrosvětě, střední hodnoty fyzikálních veličin, princip neurčitosti). 2. Schrödingerova rovnice (časový vývoj stavu mikroobjektu, obecná Schrödingerova rovnice, fyzikální důsledky Schrödingerovy rovnice, příčinnost v kvantové mechanice, stacionární Schrödingerova rovnice, vlastnosti stacionárních stavů). 3. Nejjednodušší aplikace kvantové mechaniky (skokové modely potenciálu - termoemise, autoemise, kontaktní potenciál, radioaktivita, přeměna jader, molekuly a jejich interakce, pásový model pevných látek; harmonický oscilátor, souvislost mezi degenerací energiových hladin a symetrií problému). 4. Přibližné metody (nespojité potenciály, WKB aproximace, odhad charakteristik základního stavy vázaného mikroobjektu, poruchová metoda, variační metoda). 5. Moment hybnosti v kvantové mechanice (komutační relace a vlastní hodnoty, kvantování a degenerace, geometrická interpretace, skládání momentů hybnosti). 6. Mikroobjekt v centrálně symetrickém poli (rozptylové a vázané stavy, kvantování energie a momentu hybnosti, radiální a úhlová hustota pravděpodobnosti). 7. Atom vodíku (energiové spektrum, grafické znázornění nábojové hustoty v atomu vodíku, hybridizace). 8. Spin (spinová hypotéza, Sternův-Gerlachův experiment, Pauliho rovnice, spinové efekty v atomu vodíku). 9. Kvantověmechanický popis mnohačásticových systémů (princip nerozlišitelnosti, výměnná interakce, systémy bosonů a fermionů, Pauliho vylučovací princip, jednočásticová aproximace, metoda selfkonzistentního pole, víceelektronové atomy, Mendělejevova periodická tabulka, chemická vazba). 10. Kvantová mechanika na vysoké a střední škole (přehled nejfrekventovanějších elementarizovaných postupů a jejich kritická analýza).

Literatura

• PIŠÚT, Ján, Ladislav GOMOLČÁK a Vladimír ČERNÝ. Úvod do kvantovej mechaniky. 2. vyd. Bratislava: Alfa, 1983, 551 s. info
• Wichman, Eyvind H. Quantum Physics (Berkeley Physics Course, Vol.IV). New York: McGraw-Hill Book Company. (Ruský překlad: Kvantovaja fizika. Moskva: Nauka, 1974.)
• CELÝ, Jan. Základy kvantové mechaniky pro chemiky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1981, 176 s. info
• CELÝ, Jan. Základy kvantové mechaniky pro chemiky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1983, 161 s. info
• LACINA, Aleš. Cvičení z kvantové mechaniky pro posluchače učitelství fyziky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1989, 103 s. ISBN 8021000678. URL info

Metody hodnocení

Výuka: klasická přednáška a klasické cvičení. Zkouška: písemná a ústní

Další komentáře

Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.

F6030 Kvantová mechanika

Rozsah

4/2/0. 7 kr. Ukončení: zk.

Vyučující

doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc. (přednášející)
Mgr. Lenka Czudková, Ph.D. (cvičící)

Garance

doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc.
Ústav fyziky a technologií plazmatu – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc.

Předpoklady

F4060 Úvod do fyziky mikrosvěta

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

• Učitelství fyziky pro střední školy (program PřF, M-SS)

Osnova

• Matematický aparát kvantové mechaniky a jeho fyzikální interpretace. Schrödingerova rovnice. Nejjednodušší aplikace kvantové mechaniky - skokové potenciály. Přibližné metody kvantové mechaniky. Moment hybnosti. Mikrooobjekt ve sféricky symetrickém poli. Atom vodíku. Spin. Kvantová mechanika souborů stejných mikroobjektů. Základní představy chemické vazby. Kvantová mechanika na vysoké a střední škole.

Další komentáře

Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.

F6030 Kvantová mechanika

Rozsah

4/2/0. 7 kr. Ukončení: zk.

Vyučující

doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc. (přednášející)
Mgr. Lenka Czudková, Ph.D. (cvičící)

Garance

doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc.
Ústav fyziky a technologií plazmatu – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc.

Předpoklady

F4060 Úvod do fyziky mikrosvěta

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

• Učitelství fyziky pro střední školy (program PřF, M-SS)

Osnova

• Matematický aparát kvantové mechaniky a jeho fyzikální interpretace. Schrödingerova rovnice. Nejjednodušší aplikace kvantové mechaniky - skokové potenciály. Přibližné metody kvantové mechaniky. Moment hybnosti. Mikrooobjekt ve sféricky symetrickém poli. Atom vodíku. Spin. Kvantová mechanika souborů stejných mikroobjektů. Základní představy chemické vazby. Kvantová mechanika na vysoké a střední škole.

Další komentáře

Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.

F6030 Kvantová mechanika

Rozsah

4/2/0. 7 kr. Ukončení: zk.

Vyučující

doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc. (přednášející)
Mgr. Lenka Czudková, Ph.D. (cvičící)

Garance

doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc.
Ústav fyziky a technologií plazmatu – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc.

Předpoklady

F4070 Teoretická mechanika

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

• Učitelství fyziky pro střední školy (program PřF, M-SS)

Osnova

• Matematický aparát kvantové mechaniky a jeho fyzikální interpretace. Schrödingerova rovnice. Nejjednodušší aplikace kvantové mechaniky - skokové potenciály. Přibližné metody kvantové mechaniky. Moment hybnosti. Mikrooobjekt ve sféricky symetrickém poli. Atom vodíku. Spin. Kvantová mechanika souborů stejných mikroobjektů. Základní představy chemické vazby. Kvantová mechanika na vysoké a střední škole.

Další komentáře

Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.

F6030 Kvantová mechanika

Předmět se v období podzim 2024 nevypisuje.

Rozsah

3/2/0. 5 kr. (plus ukončení). Ukončení: zk.
Vyučováno kontaktně

Vyučující

doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc. (přednášející)

Garance

doc. RNDr. Zdeněk Bochníček, Dr.
Ústav fyziky a technologií plazmatu – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc.
Dodavatelské pracoviště: Ústav fyziky a technologií plazmatu – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta

Předpoklady

F4050 Úvod do fyziky mikrosvěta || F4060 Úvod do fyziky mikrosvěta || F4100 Úvod do fyziky mikrosvěta

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je otevřen studentům libovolného oboru.

Cíle předmětu

Předmět je úvodním vysokoškolským kurzem nerelativistické kvantové mechaniky. Opírá se o znalost experimentálních předpokladů a fyzikálně-historických souvislostí vzniku této discipliny nabytých v kurzu Obecné fyziky (předmět Úvod do fyziky mikrosvěta). Poněvadž je určen především budoucím učitelům fyziky, klade se v něm hlavní důraz na důkladné objasnění základních pojmů, představ a idejí kvantové mechaniky. Podrobně jsou komentovány nejenom jejich vzájemné, ale i širší souvislosti s hlavním záměrem přesvědčivě ukázat, že (a jak) byl lidský rozum zvládnout oblast přírody nedostupnou přímému smyslovému vnímání až do míry umožňující vědecké a technické aplikace. Nedílnou součástí předmětu je i jejich diskuse a analýza možností elementarizace jejich výkladu na středoškolskou úroveň.
Na konci kurzu by student měl být schopen porozumět, vysvětlit a prakticky používat: postuláty a matematický aparát kvantové mechaniky včetně jejich/jeho fyzikální interpretace; Schrödingerovu rovnici a její jednoduché aplikace; přibližné metody kvantové mechaniky; základní představy kvantového popisu souborů stejných mikroobjektů; základní představy chemické vazby; vzájemný vztah mezi vysokoškolskou a středoškolskou verzí kvantové mechaniky.

Osnova

• 1. Matematický aparát kvantové mechaniky a jeho fyzikální interpretace (vlnová funkce a vektor stavu, princip superpozice, hermiteovské operátory, rozvoj do vlastních funkcí, reprezentace, fyzikální veličiny v kvantové mechanice, měření v mikrosvětě, střední hodnoty fyzikálních veličin, princip neurčitosti).
• 2. Schrödingerova rovnice (časový vývoj stavu mikroobjektu, obecná Schrödingerova rovnice, fyzikální důsledky Schrödingerovy rovnice, příčinnost v kvantové mechanice, stacionární Schrödingerova rovnice, vlastnosti stacionárních stavů).
• 3. Nejjednodušší aplikace kvantové mechaniky (skokové modely potenciálu - termoemise, autoemise, kontaktní potenciál, radioaktivita, přeměna jader, molekuly a jejich interakce, pásový model pevných látek; harmonický oscilátor, souvislost mezi degenerací energiových hladin a symetrií problému).
• 4. Přibližné metody (nespojité potenciály, WKB aproximace, odhad charakteristik základního stavu vázaného mikroobjektu, poruchová metoda, variační metoda).
• 5. Moment hybnosti v kvantové mechanice (komutační relace a vlastní hodnoty, kvantování a degenerace, geometrická interpretace, skládání momentů hybnosti).
• 6. Mikroobjekt v centrálně symetrickém poli (rozptylové a vázané stavy, kvantování energie a momentu hybnosti, radiální a úhlová hustota pravděpodobnosti).
• 7. Atom vodíku (energiové spektrum, grafické znázornění nábojové hustoty v atomu vodíku, hybridizace).
• 8. Spin (spinová hypotéza, Sternův-Gerlachův experiment, Pauliho rovnice, spinové efekty v atomu vodíku).
• 9. Kvantověmechanický popis mnohačásticových systémů (princip nerozlišitelnosti, výměnná interakce, systémy bosonů a fermionů, Pauliho vylučovací princip, jednočásticová aproximace, metoda selfkonzistentního pole, víceelektronové atomy, Mendělejevova periodická tabulka, chemická vazba).
• 10. Kvantová mechanika na vysoké a střední škole (přehled nejfrekventovanějších elementarizovaných postupů a jejich kritická analýza).

Literatura

• SKÁLA, Lubomír. Úvod do kvantové mechaniky. Vyd. 1. Praha: Academia, 2005, 281 s. ISBN 8020013164. info
• PIŠÚT, Ján, Ladislav GOMOLČÁK a Vladimír ČERNÝ. Úvod do kvantovej mechaniky. 2. vyd. Bratislava: Alfa, 1983, 551 s. info
• Wichman, Eyvind H. Quantum Physics (Berkeley Physics Course, Vol.IV). New York: McGraw-Hill Book Company. (Ruský překlad: Kvantovaja fizika. Moskva: Nauka, 1974.)
• CELÝ, Jan. Základy kvantové mechaniky pro chemiky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1981, 176 s. info
• CELÝ, Jan. Základy kvantové mechaniky pro chemiky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1983, 161 s. info
• LACINA, Aleš. Cvičení z kvantové mechaniky pro posluchače učitelství fyziky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1989, 103 s. ISBN 8021000678. URL info

Výukové metody

Přednáška a cvičení; dvě písemné kontrolní práce v průběhu semestru.

Metody hodnocení

Zkouška: písemná a ústní

Informace učitele

Přístup ke zkoušce je pro posluchače denního studia podmíněn splněním požadavků stanovených ve cvičení: 1. Aktivní účast (max. 3 neúčasti). 2. Alespoň 60% úspěšnost na dvou písemkách v průběhu semestru (možnost dvou opravných termínů).*** Podmínky pro podání přihlášky ke zkoušce pro studenty kombinovaného studia: 1. Absolvování tří konzultací během semestru, v rámci nichž bude probrána logická struktura discipliny, okomentováno její zpracování v doporučené studijní literatuře a zadány požadavky pro samostatnou práci nahrazující cvičení (pokud je student neabsolvuje prezenčně spolu s posluchači denního studia). 2. Úspěšné absolvování dvou prezenčních kontrolních písemných prací shrnujících přibližně první třetinu, resp. první dvě třetiny sylabu předmětu.

Další komentáře

Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.

F6030 Kvantová mechanika

Předmět se v období podzim 2023 nevypisuje.

Rozsah

3/2/0. 5 kr. (plus ukončení). Ukončení: zk.

Vyučující

doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc. (přednášející)

Garance

doc. RNDr. Zdeněk Bochníček, Dr.
Ústav fyziky a technologií plazmatu – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc.
Dodavatelské pracoviště: Ústav fyziky a technologií plazmatu – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta

Předpoklady

F4050 Úvod do fyziky mikrosvěta || F4060 Úvod do fyziky mikrosvěta || F4100 Úvod do fyziky mikrosvěta

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je otevřen studentům libovolného oboru.

Cíle předmětu

Předmět je úvodním vysokoškolským kurzem nerelativistické kvantové mechaniky. Opírá se o znalost experimentálních předpokladů a fyzikálně-historických souvislostí vzniku této discipliny nabytých v kurzu Obecné fyziky (předmět Úvod do fyziky mikrosvěta). Poněvadž je určen především budoucím učitelům fyziky, klade se v něm hlavní důraz na důkladné objasnění základních pojmů, představ a idejí kvantové mechaniky. Podrobně jsou komentovány nejenom jejich vzájemné, ale i širší souvislosti s hlavním záměrem přesvědčivě ukázat, že (a jak) byl lidský rozum zvládnout oblast přírody nedostupnou přímému smyslovému vnímání až do míry umožňující vědecké a technické aplikace. Nedílnou součástí předmětu je i jejich diskuse a analýza možností elementarizace jejich výkladu na středoškolskou úroveň.
Na konci kurzu by student měl být schopen porozumět, vysvětlit a prakticky používat: postuláty a matematický aparát kvantové mechaniky včetně jejich/jeho fyzikální interpretace; Schrödingerovu rovnici a její jednoduché aplikace; přibližné metody kvantové mechaniky; základní představy kvantového popisu souborů stejných mikroobjektů; základní představy chemické vazby; vzájemný vztah mezi vysokoškolskou a středoškolskou verzí kvantové mechaniky.

Osnova

• 1. Matematický aparát kvantové mechaniky a jeho fyzikální interpretace (vlnová funkce a vektor stavu, princip superpozice, hermiteovské operátory, rozvoj do vlastních funkcí, reprezentace, fyzikální veličiny v kvantové mechanice, měření v mikrosvětě, střední hodnoty fyzikálních veličin, princip neurčitosti).
• 2. Schrödingerova rovnice (časový vývoj stavu mikroobjektu, obecná Schrödingerova rovnice, fyzikální důsledky Schrödingerovy rovnice, příčinnost v kvantové mechanice, stacionární Schrödingerova rovnice, vlastnosti stacionárních stavů).
• 3. Nejjednodušší aplikace kvantové mechaniky (skokové modely potenciálu - termoemise, autoemise, kontaktní potenciál, radioaktivita, přeměna jader, molekuly a jejich interakce, pásový model pevných látek; harmonický oscilátor, souvislost mezi degenerací energiových hladin a symetrií problému).
• 4. Přibližné metody (nespojité potenciály, WKB aproximace, odhad charakteristik základního stavu vázaného mikroobjektu, poruchová metoda, variační metoda).
• 5. Moment hybnosti v kvantové mechanice (komutační relace a vlastní hodnoty, kvantování a degenerace, geometrická interpretace, skládání momentů hybnosti).
• 6. Mikroobjekt v centrálně symetrickém poli (rozptylové a vázané stavy, kvantování energie a momentu hybnosti, radiální a úhlová hustota pravděpodobnosti).
• 7. Atom vodíku (energiové spektrum, grafické znázornění nábojové hustoty v atomu vodíku, hybridizace).
• 8. Spin (spinová hypotéza, Sternův-Gerlachův experiment, Pauliho rovnice, spinové efekty v atomu vodíku).
• 9. Kvantověmechanický popis mnohačásticových systémů (princip nerozlišitelnosti, výměnná interakce, systémy bosonů a fermionů, Pauliho vylučovací princip, jednočásticová aproximace, metoda selfkonzistentního pole, víceelektronové atomy, Mendělejevova periodická tabulka, chemická vazba).
• 10. Kvantová mechanika na vysoké a střední škole (přehled nejfrekventovanějších elementarizovaných postupů a jejich kritická analýza).

Literatura

• SKÁLA, Lubomír. Úvod do kvantové mechaniky. Vyd. 1. Praha: Academia, 2005, 281 s. ISBN 8020013164. info
• PIŠÚT, Ján, Ladislav GOMOLČÁK a Vladimír ČERNÝ. Úvod do kvantovej mechaniky. 2. vyd. Bratislava: Alfa, 1983, 551 s. info
• Wichman, Eyvind H. Quantum Physics (Berkeley Physics Course, Vol.IV). New York: McGraw-Hill Book Company. (Ruský překlad: Kvantovaja fizika. Moskva: Nauka, 1974.)
• CELÝ, Jan. Základy kvantové mechaniky pro chemiky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1981, 176 s. info
• CELÝ, Jan. Základy kvantové mechaniky pro chemiky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1983, 161 s. info
• LACINA, Aleš. Cvičení z kvantové mechaniky pro posluchače učitelství fyziky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1989, 103 s. ISBN 8021000678. URL info

Výukové metody

Přednáška a cvičení; dvě písemné kontrolní práce v průběhu semestru.

Metody hodnocení

Zkouška: písemná a ústní

Informace učitele

Přístup ke zkoušce je pro posluchače denního studia podmíněn splněním požadavků stanovených ve cvičení: 1. Aktivní účast (max. 3 neúčasti). 2. Alespoň 60% úspěšnost na dvou písemkách v průběhu semestru (možnost dvou opravných termínů).*** Podmínky pro podání přihlášky ke zkoušce pro studenty kombinovaného studia: 1. Absolvování tří konzultací během semestru, v rámci nichž bude probrána logická struktura discipliny, okomentováno její zpracování v doporučené studijní literatuře a zadány požadavky pro samostatnou práci nahrazující cvičení (pokud je student neabsolvuje prezenčně spolu s posluchači denního studia). 2. Úspěšné absolvování dvou prezenčních kontrolních písemných prací shrnujících přibližně první třetinu, resp. první dvě třetiny sylabu předmětu.

Další komentáře

Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.

F6030 Kvantová mechanika

Předmět se v období podzim 2022 nevypisuje.

Rozsah

3/2/0. 5 kr. (plus ukončení). Ukončení: zk.

Vyučující

doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc. (přednášející)

Garance

doc. RNDr. Zdeněk Bochníček, Dr.
Ústav fyziky a technologií plazmatu – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc.
Dodavatelské pracoviště: Ústav fyziky a technologií plazmatu – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta

Předpoklady

F4050 Úvod do fyziky mikrosvěta || F4060 Úvod do fyziky mikrosvěta || F4100 Úvod do fyziky mikrosvěta

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je otevřen studentům libovolného oboru.

Cíle předmětu

Předmět je úvodním vysokoškolským kurzem nerelativistické kvantové mechaniky. Opírá se o znalost experimentálních předpokladů a fyzikálně-historických souvislostí vzniku této discipliny nabytých v kurzu Obecné fyziky (předmět Úvod do fyziky mikrosvěta). Poněvadž je určen především budoucím učitelům fyziky, klade se v něm hlavní důraz na důkladné objasnění základních pojmů, představ a idejí kvantové mechaniky. Podrobně jsou komentovány nejenom jejich vzájemné, ale i širší souvislosti s hlavním záměrem přesvědčivě ukázat, že (a jak) byl lidský rozum zvládnout oblast přírody nedostupnou přímému smyslovému vnímání až do míry umožňující vědecké a technické aplikace. Nedílnou součástí předmětu je i jejich diskuse a analýza možností elementarizace jejich výkladu na středoškolskou úroveň.
Na konci kurzu by student měl být schopen porozumět, vysvětlit a prakticky používat: postuláty a matematický aparát kvantové mechaniky včetně jejich/jeho fyzikální interpretace; Schrödingerovu rovnici a její jednoduché aplikace; přibližné metody kvantové mechaniky; základní představy kvantového popisu souborů stejných mikroobjektů; základní představy chemické vazby; vzájemný vztah mezi vysokoškolskou a středoškolskou verzí kvantové mechaniky.

Osnova

• 1. Matematický aparát kvantové mechaniky a jeho fyzikální interpretace (vlnová funkce a vektor stavu, princip superpozice, hermiteovské operátory, rozvoj do vlastních funkcí, reprezentace, fyzikální veličiny v kvantové mechanice, měření v mikrosvětě, střední hodnoty fyzikálních veličin, princip neurčitosti).
• 2. Schrödingerova rovnice (časový vývoj stavu mikroobjektu, obecná Schrödingerova rovnice, fyzikální důsledky Schrödingerovy rovnice, příčinnost v kvantové mechanice, stacionární Schrödingerova rovnice, vlastnosti stacionárních stavů).
• 3. Nejjednodušší aplikace kvantové mechaniky (skokové modely potenciálu - termoemise, autoemise, kontaktní potenciál, radioaktivita, přeměna jader, molekuly a jejich interakce, pásový model pevných látek; harmonický oscilátor, souvislost mezi degenerací energiových hladin a symetrií problému).
• 4. Přibližné metody (nespojité potenciály, WKB aproximace, odhad charakteristik základního stavu vázaného mikroobjektu, poruchová metoda, variační metoda).
• 5. Moment hybnosti v kvantové mechanice (komutační relace a vlastní hodnoty, kvantování a degenerace, geometrická interpretace, skládání momentů hybnosti).
• 6. Mikroobjekt v centrálně symetrickém poli (rozptylové a vázané stavy, kvantování energie a momentu hybnosti, radiální a úhlová hustota pravděpodobnosti).
• 7. Atom vodíku (energiové spektrum, grafické znázornění nábojové hustoty v atomu vodíku, hybridizace).
• 8. Spin (spinová hypotéza, Sternův-Gerlachův experiment, Pauliho rovnice, spinové efekty v atomu vodíku).
• 9. Kvantověmechanický popis mnohačásticových systémů (princip nerozlišitelnosti, výměnná interakce, systémy bosonů a fermionů, Pauliho vylučovací princip, jednočásticová aproximace, metoda selfkonzistentního pole, víceelektronové atomy, Mendělejevova periodická tabulka, chemická vazba).
• 10. Kvantová mechanika na vysoké a střední škole (přehled nejfrekventovanějších elementarizovaných postupů a jejich kritická analýza).

Literatura

• SKÁLA, Lubomír. Úvod do kvantové mechaniky. Vyd. 1. Praha: Academia, 2005, 281 s. ISBN 8020013164. info
• PIŠÚT, Ján, Ladislav GOMOLČÁK a Vladimír ČERNÝ. Úvod do kvantovej mechaniky. 2. vyd. Bratislava: Alfa, 1983, 551 s. info
• Wichman, Eyvind H. Quantum Physics (Berkeley Physics Course, Vol.IV). New York: McGraw-Hill Book Company. (Ruský překlad: Kvantovaja fizika. Moskva: Nauka, 1974.)
• CELÝ, Jan. Základy kvantové mechaniky pro chemiky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1981, 176 s. info
• CELÝ, Jan. Základy kvantové mechaniky pro chemiky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1983, 161 s. info
• LACINA, Aleš. Cvičení z kvantové mechaniky pro posluchače učitelství fyziky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1989, 103 s. ISBN 8021000678. URL info

Výukové metody

Přednáška a cvičení; dvě písemné kontrolní práce v průběhu semestru.

Metody hodnocení

Zkouška: písemná a ústní

Informace učitele

Přístup ke zkoušce je pro posluchače denního studia podmíněn splněním požadavků stanovených ve cvičení: 1. Aktivní účast (max. 3 neúčasti). 2. Alespoň 60% úspěšnost na dvou písemkách v průběhu semestru (možnost dvou opravných termínů).*** Podmínky pro podání přihlášky ke zkoušce pro studenty kombinovaného studia: 1. Absolvování tří konzultací během semestru, v rámci nichž bude probrána logická struktura discipliny, okomentováno její zpracování v doporučené studijní literatuře a zadány požadavky pro samostatnou práci nahrazující cvičení (pokud je student neabsolvuje prezenčně spolu s posluchači denního studia). 2. Úspěšné absolvování dvou prezenčních kontrolních písemných prací shrnujících přibližně první třetinu, resp. první dvě třetiny sylabu předmětu.

Další komentáře

Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.

F6030 Kvantová mechanika

Předmět se v období podzim 2021 nevypisuje.

Rozsah

3/2/0. 5 kr. (plus ukončení). Ukončení: zk.

Vyučující

doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc. (přednášející)

Garance

doc. RNDr. Zdeněk Bochníček, Dr.
Ústav fyziky a technologií plazmatu – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc.
Dodavatelské pracoviště: Ústav fyziky a technologií plazmatu – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta

Předpoklady

F4050 Úvod do fyziky mikrosvěta || F4060 Úvod do fyziky mikrosvěta || F4100 Úvod do fyziky mikrosvěta

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je otevřen studentům libovolného oboru.

Cíle předmětu

Předmět je úvodním vysokoškolským kurzem nerelativistické kvantové mechaniky. Opírá se o znalost experimentálních předpokladů a fyzikálně-historických souvislostí vzniku této discipliny nabytých v kurzu Obecné fyziky (předmět Úvod do fyziky mikrosvěta). Poněvadž je určen především budoucím učitelům fyziky, klade se v něm hlavní důraz na důkladné objasnění základních pojmů, představ a idejí kvantové mechaniky. Podrobně jsou komentovány nejenom jejich vzájemné, ale i širší souvislosti s hlavním záměrem přesvědčivě ukázat, že (a jak) byl lidský rozum zvládnout oblast přírody nedostupnou přímému smyslovému vnímání až do míry umožňující vědecké a technické aplikace. Nedílnou součástí předmětu je i jejich diskuse a analýza možností elementarizace jejich výkladu na středoškolskou úroveň.
Na konci kurzu by student měl být schopen porozumět, vysvětlit a prakticky používat: postuláty a matematický aparát kvantové mechaniky včetně jejich/jeho fyzikální interpretace; Schrödingerovu rovnici a její jednoduché aplikace; přibližné metody kvantové mechaniky; základní představy kvantového popisu souborů stejných mikroobjektů; základní představy chemické vazby; vzájemný vztah mezi vysokoškolskou a středoškolskou verzí kvantové mechaniky.

Osnova

• 1. Matematický aparát kvantové mechaniky a jeho fyzikální interpretace (vlnová funkce a vektor stavu, princip superpozice, hermiteovské operátory, rozvoj do vlastních funkcí, reprezentace, fyzikální veličiny v kvantové mechanice, měření v mikrosvětě, střední hodnoty fyzikálních veličin, princip neurčitosti).
• 2. Schrödingerova rovnice (časový vývoj stavu mikroobjektu, obecná Schrödingerova rovnice, fyzikální důsledky Schrödingerovy rovnice, příčinnost v kvantové mechanice, stacionární Schrödingerova rovnice, vlastnosti stacionárních stavů).
• 3. Nejjednodušší aplikace kvantové mechaniky (skokové modely potenciálu - termoemise, autoemise, kontaktní potenciál, radioaktivita, přeměna jader, molekuly a jejich interakce, pásový model pevných látek; harmonický oscilátor, souvislost mezi degenerací energiových hladin a symetrií problému).
• 4. Přibližné metody (nespojité potenciály, WKB aproximace, odhad charakteristik základního stavu vázaného mikroobjektu, poruchová metoda, variační metoda).
• 5. Moment hybnosti v kvantové mechanice (komutační relace a vlastní hodnoty, kvantování a degenerace, geometrická interpretace, skládání momentů hybnosti).
• 6. Mikroobjekt v centrálně symetrickém poli (rozptylové a vázané stavy, kvantování energie a momentu hybnosti, radiální a úhlová hustota pravděpodobnosti).
• 7. Atom vodíku (energiové spektrum, grafické znázornění nábojové hustoty v atomu vodíku, hybridizace).
• 8. Spin (spinová hypotéza, Sternův-Gerlachův experiment, Pauliho rovnice, spinové efekty v atomu vodíku).
• 9. Kvantověmechanický popis mnohačásticových systémů (princip nerozlišitelnosti, výměnná interakce, systémy bosonů a fermionů, Pauliho vylučovací princip, jednočásticová aproximace, metoda selfkonzistentního pole, víceelektronové atomy, Mendělejevova periodická tabulka, chemická vazba).
• 10. Kvantová mechanika na vysoké a střední škole (přehled nejfrekventovanějších elementarizovaných postupů a jejich kritická analýza).

Literatura

• SKÁLA, Lubomír. Úvod do kvantové mechaniky. Vyd. 1. Praha: Academia, 2005, 281 s. ISBN 8020013164. info
• PIŠÚT, Ján, Ladislav GOMOLČÁK a Vladimír ČERNÝ. Úvod do kvantovej mechaniky. 2. vyd. Bratislava: Alfa, 1983, 551 s. info
• Wichman, Eyvind H. Quantum Physics (Berkeley Physics Course, Vol.IV). New York: McGraw-Hill Book Company. (Ruský překlad: Kvantovaja fizika. Moskva: Nauka, 1974.)
• CELÝ, Jan. Základy kvantové mechaniky pro chemiky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1981, 176 s. info
• CELÝ, Jan. Základy kvantové mechaniky pro chemiky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1983, 161 s. info
• LACINA, Aleš. Cvičení z kvantové mechaniky pro posluchače učitelství fyziky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1989, 103 s. ISBN 8021000678. URL info

Výukové metody

Přednáška a cvičení; dvě písemné kontrolní práce v průběhu semestru.

Metody hodnocení

Zkouška: písemná a ústní

Informace učitele

Přístup ke zkoušce je pro posluchače denního studia podmíněn splněním požadavků stanovených ve cvičení: 1. Aktivní účast (max. 3 neúčasti). 2. Alespoň 60% úspěšnost na dvou písemkách v průběhu semestru (možnost dvou opravných termínů).*** Podmínky pro podání přihlášky ke zkoušce pro studenty kombinovaného studia: 1. Absolvování tří konzultací během semestru, v rámci nichž bude probrána logická struktura discipliny, okomentováno její zpracování v doporučené studijní literatuře a zadány požadavky pro samostatnou práci nahrazující cvičení (pokud je student neabsolvuje prezenčně spolu s posluchači denního studia). 2. Úspěšné absolvování dvou prezenčních kontrolních písemných prací shrnujících přibližně první třetinu, resp. první dvě třetiny sylabu předmětu.

Další komentáře

Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.

F6030 Kvantová mechanika

Předmět se v období podzim 2020 nevypisuje.

Rozsah

3/2/0. 5 kr. (plus ukončení). Ukončení: zk.

Vyučující

doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc. (přednášející)

Garance

doc. RNDr. Zdeněk Bochníček, Dr.
Ústav fyziky a technologií plazmatu – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc.
Dodavatelské pracoviště: Ústav fyziky a technologií plazmatu – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta

Předpoklady

F4050 Úvod do fyziky mikrosvěta || F4060 Úvod do fyziky mikrosvěta || F4100 Úvod do fyziky mikrosvěta

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je otevřen studentům libovolného oboru.

Cíle předmětu

Předmět je úvodním vysokoškolským kurzem nerelativistické kvantové mechaniky. Opírá se o znalost experimentálních předpokladů a fyzikálně-historických souvislostí vzniku této discipliny nabytých v kurzu Obecné fyziky (předmět Úvod do fyziky mikrosvěta). Poněvadž je určen především budoucím učitelům fyziky, klade se v něm hlavní důraz na důkladné objasnění základních pojmů, představ a idejí kvantové mechaniky. Podrobně jsou komentovány nejenom jejich vzájemné, ale i širší souvislosti s hlavním záměrem přesvědčivě ukázat, že (a jak) byl lidský rozum zvládnout oblast přírody nedostupnou přímému smyslovému vnímání až do míry umožňující vědecké a technické aplikace. Nedílnou součástí předmětu je i jejich diskuse a analýza možností elementarizace jejich výkladu na středoškolskou úroveň.
Na konci kurzu by student měl být schopen porozumět, vysvětlit a prakticky používat: postuláty a matematický aparát kvantové mechaniky včetně jejich/jeho fyzikální interpretace; Schrödingerovu rovnici a její jednoduché aplikace; přibližné metody kvantové mechaniky; základní představy kvantového popisu souborů stejných mikroobjektů; základní představy chemické vazby; vzájemný vztah mezi vysokoškolskou a středoškolskou verzí kvantové mechaniky.

Osnova

• 1. Matematický aparát kvantové mechaniky a jeho fyzikální interpretace (vlnová funkce a vektor stavu, princip superpozice, hermiteovské operátory, rozvoj do vlastních funkcí, reprezentace, fyzikální veličiny v kvantové mechanice, měření v mikrosvětě, střední hodnoty fyzikálních veličin, princip neurčitosti).
• 2. Schrödingerova rovnice (časový vývoj stavu mikroobjektu, obecná Schrödingerova rovnice, fyzikální důsledky Schrödingerovy rovnice, příčinnost v kvantové mechanice, stacionární Schrödingerova rovnice, vlastnosti stacionárních stavů).
• 3. Nejjednodušší aplikace kvantové mechaniky (skokové modely potenciálu - termoemise, autoemise, kontaktní potenciál, radioaktivita, přeměna jader, molekuly a jejich interakce, pásový model pevných látek; harmonický oscilátor, souvislost mezi degenerací energiových hladin a symetrií problému).
• 4. Přibližné metody (nespojité potenciály, WKB aproximace, odhad charakteristik základního stavu vázaného mikroobjektu, poruchová metoda, variační metoda).
• 5. Moment hybnosti v kvantové mechanice (komutační relace a vlastní hodnoty, kvantování a degenerace, geometrická interpretace, skládání momentů hybnosti).
• 6. Mikroobjekt v centrálně symetrickém poli (rozptylové a vázané stavy, kvantování energie a momentu hybnosti, radiální a úhlová hustota pravděpodobnosti).
• 7. Atom vodíku (energiové spektrum, grafické znázornění nábojové hustoty v atomu vodíku, hybridizace).
• 8. Spin (spinová hypotéza, Sternův-Gerlachův experiment, Pauliho rovnice, spinové efekty v atomu vodíku).
• 9. Kvantověmechanický popis mnohačásticových systémů (princip nerozlišitelnosti, výměnná interakce, systémy bosonů a fermionů, Pauliho vylučovací princip, jednočásticová aproximace, metoda selfkonzistentního pole, víceelektronové atomy, Mendělejevova periodická tabulka, chemická vazba).
• 10. Kvantová mechanika na vysoké a střední škole (přehled nejfrekventovanějších elementarizovaných postupů a jejich kritická analýza).

Literatura

• SKÁLA, Lubomír. Úvod do kvantové mechaniky. Vyd. 1. Praha: Academia, 2005, 281 s. ISBN 8020013164. info
• PIŠÚT, Ján, Ladislav GOMOLČÁK a Vladimír ČERNÝ. Úvod do kvantovej mechaniky. 2. vyd. Bratislava: Alfa, 1983, 551 s. info
• Wichman, Eyvind H. Quantum Physics (Berkeley Physics Course, Vol.IV). New York: McGraw-Hill Book Company. (Ruský překlad: Kvantovaja fizika. Moskva: Nauka, 1974.)
• CELÝ, Jan. Základy kvantové mechaniky pro chemiky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1981, 176 s. info
• CELÝ, Jan. Základy kvantové mechaniky pro chemiky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1983, 161 s. info
• LACINA, Aleš. Cvičení z kvantové mechaniky pro posluchače učitelství fyziky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1989, 103 s. ISBN 8021000678. URL info

Výukové metody

Přednáška a cvičení; dvě písemné kontrolní práce v průběhu semestru.

Metody hodnocení

Zkouška: písemná a ústní

Informace učitele

Přístup ke zkoušce je pro posluchače denního studia podmíněn splněním požadavků stanovených ve cvičení: 1. Aktivní účast (max. 3 neúčasti). 2. Alespoň 60% úspěšnost na dvou písemkách v průběhu semestru (možnost dvou opravných termínů).*** Podmínky pro podání přihlášky ke zkoušce pro studenty kombinovaného studia: 1. Absolvování tří konzultací během semestru, v rámci nichž bude probrána logická struktura discipliny, okomentováno její zpracování v doporučené studijní literatuře a zadány požadavky pro samostatnou práci nahrazující cvičení (pokud je student neabsolvuje prezenčně spolu s posluchači denního studia). 2. Úspěšné absolvování dvou prezenčních kontrolních písemných prací shrnujících přibližně první třetinu, resp. první dvě třetiny sylabu předmětu.

Další komentáře

Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.

F6030 Kvantová mechanika

Předmět se v období podzim 2019 nevypisuje.

Rozsah

3/2/0. 5 kr. (plus ukončení). Ukončení: zk.

Vyučující

doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc. (přednášející)

Garance

doc. RNDr. Zdeněk Bochníček, Dr.
Ústav fyziky a technologií plazmatu – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc.
Dodavatelské pracoviště: Ústav fyziky a technologií plazmatu – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta

Předpoklady

F4050 Úvod do fyziky mikrosvěta || F4060 Úvod do fyziky mikrosvěta || F4100 Úvod do fyziky mikrosvěta

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je otevřen studentům libovolného oboru.

Cíle předmětu

Předmět je úvodním vysokoškolským kurzem nerelativistické kvantové mechaniky. Opírá se o znalost experimentálních předpokladů a fyzikálně-historických souvislostí vzniku této discipliny nabytých v kurzu Obecné fyziky (předmět Úvod do fyziky mikrosvěta). Poněvadž je určen především budoucím učitelům fyziky, klade se v něm hlavní důraz na důkladné objasnění základních pojmů, představ a idejí kvantové mechaniky. Podrobně jsou komentovány nejenom jejich vzájemné, ale i širší souvislosti s hlavním záměrem přesvědčivě ukázat, že (a jak) byl lidský rozum zvládnout oblast přírody nedostupnou přímému smyslovému vnímání až do míry umožňující vědecké a technické aplikace. Nedílnou součástí předmětu je i jejich diskuse a analýza možností elementarizace jejich výkladu na středoškolskou úroveň.
Na konci kurzu by student měl být schopen porozumět, vysvětlit a prakticky používat: postuláty a matematický aparát kvantové mechaniky včetně jejich/jeho fyzikální interpretace; Schrödingerovu rovnici a její jednoduché aplikace; přibližné metody kvantové mechaniky; základní představy kvantového popisu souborů stejných mikroobjektů; základní představy chemické vazby; vzájemný vztah mezi vysokoškolskou a středoškolskou verzí kvantové mechaniky.

Osnova

• 1. Matematický aparát kvantové mechaniky a jeho fyzikální interpretace (vlnová funkce a vektor stavu, princip superpozice, hermiteovské operátory, rozvoj do vlastních funkcí, reprezentace, fyzikální veličiny v kvantové mechanice, měření v mikrosvětě, střední hodnoty fyzikálních veličin, princip neurčitosti).
• 2. Schrödingerova rovnice (časový vývoj stavu mikroobjektu, obecná Schrödingerova rovnice, fyzikální důsledky Schrödingerovy rovnice, příčinnost v kvantové mechanice, stacionární Schrödingerova rovnice, vlastnosti stacionárních stavů).
• 3. Nejjednodušší aplikace kvantové mechaniky (skokové modely potenciálu - termoemise, autoemise, kontaktní potenciál, radioaktivita, přeměna jader, molekuly a jejich interakce, pásový model pevných látek; harmonický oscilátor, souvislost mezi degenerací energiových hladin a symetrií problému).
• 4. Přibližné metody (nespojité potenciály, WKB aproximace, odhad charakteristik základního stavu vázaného mikroobjektu, poruchová metoda, variační metoda).
• 5. Moment hybnosti v kvantové mechanice (komutační relace a vlastní hodnoty, kvantování a degenerace, geometrická interpretace, skládání momentů hybnosti).
• 6. Mikroobjekt v centrálně symetrickém poli (rozptylové a vázané stavy, kvantování energie a momentu hybnosti, radiální a úhlová hustota pravděpodobnosti).
• 7. Atom vodíku (energiové spektrum, grafické znázornění nábojové hustoty v atomu vodíku, hybridizace).
• 8. Spin (spinová hypotéza, Sternův-Gerlachův experiment, Pauliho rovnice, spinové efekty v atomu vodíku).
• 9. Kvantověmechanický popis mnohačásticových systémů (princip nerozlišitelnosti, výměnná interakce, systémy bosonů a fermionů, Pauliho vylučovací princip, jednočásticová aproximace, metoda selfkonzistentního pole, víceelektronové atomy, Mendělejevova periodická tabulka, chemická vazba).
• 10. Kvantová mechanika na vysoké a střední škole (přehled nejfrekventovanějších elementarizovaných postupů a jejich kritická analýza).

Literatura

• SKÁLA, Lubomír. Úvod do kvantové mechaniky. Vyd. 1. Praha: Academia, 2005, 281 s. ISBN 8020013164. info
• PIŠÚT, Ján, Ladislav GOMOLČÁK a Vladimír ČERNÝ. Úvod do kvantovej mechaniky. 2. vyd. Bratislava: Alfa, 1983, 551 s. info
• Wichman, Eyvind H. Quantum Physics (Berkeley Physics Course, Vol.IV). New York: McGraw-Hill Book Company. (Ruský překlad: Kvantovaja fizika. Moskva: Nauka, 1974.)
• CELÝ, Jan. Základy kvantové mechaniky pro chemiky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1981, 176 s. info
• CELÝ, Jan. Základy kvantové mechaniky pro chemiky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1983, 161 s. info
• LACINA, Aleš. Cvičení z kvantové mechaniky pro posluchače učitelství fyziky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1989, 103 s. ISBN 8021000678. URL info

Výukové metody

Přednáška a cvičení; dvě písemné kontrolní práce v průběhu semestru.

Metody hodnocení

Zkouška: písemná a ústní

Informace učitele

Přístup ke zkoušce je pro posluchače denního studia podmíněn splněním požadavků stanovených ve cvičení: 1. Aktivní účast (max. 3 neúčasti). 2. Alespoň 60% úspěšnost na dvou písemkách v průběhu semestru (možnost dvou opravných termínů).*** Podmínky pro podání přihlášky ke zkoušce pro studenty kombinovaného studia: 1. Absolvování tří konzultací během semestru, v rámci nichž bude probrána logická struktura discipliny, okomentováno její zpracování v doporučené studijní literatuře a zadány požadavky pro samostatnou práci nahrazující cvičení (pokud je student neabsolvuje prezenčně spolu s posluchači denního studia). 2. Úspěšné absolvování dvou prezenčních kontrolních písemných prací shrnujících přibližně první třetinu, resp. první dvě třetiny sylabu předmětu.

Další komentáře

Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.

F6030 Kvantová mechanika

Předmět se v období podzim 2018 nevypisuje.

Rozsah

3/2/0. 5 kr. (plus ukončení). Ukončení: zk.

Vyučující

doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc. (přednášející)

Garance

doc. RNDr. Zdeněk Bochníček, Dr.
Ústav fyziky a technologií plazmatu – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc.
Dodavatelské pracoviště: Ústav fyziky a technologií plazmatu – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta

Předpoklady

F4050 Úvod do fyziky mikrosvěta || F4060 Úvod do fyziky mikrosvěta || F4100 Úvod do fyziky mikrosvěta

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je otevřen studentům libovolného oboru.

Cíle předmětu

Předmět je úvodním vysokoškolským kurzem nerelativistické kvantové mechaniky. Opírá se o znalost experimentálních předpokladů a fyzikálně-historických souvislostí vzniku této discipliny nabytých v kurzu Obecné fyziky (předmět Úvod do fyziky mikrosvěta). Poněvadž je určen především budoucím učitelům fyziky, klade se v něm hlavní důraz na důkladné objasnění základních pojmů, představ a idejí kvantové mechaniky. Podrobně jsou komentovány nejenom jejich vzájemné, ale i širší souvislosti s hlavním záměrem přesvědčivě ukázat, že (a jak) byl lidský rozum zvládnout oblast přírody nedostupnou přímému smyslovému vnímání až do míry umožňující vědecké a technické aplikace. Nedílnou součástí předmětu je i jejich diskuse a analýza možností elementarizace jejich výkladu na středoškolskou úroveň.
Na konci kurzu by student měl být schopen porozumět, vysvětlit a prakticky používat: postuláty a matematický aparát kvantové mechaniky včetně jejich/jeho fyzikální interpretace; Schrödingerovu rovnici a její jednoduché aplikace; přibližné metody kvantové mechaniky; základní představy kvantového popisu souborů stejných mikroobjektů; základní představy chemické vazby; vzájemný vztah mezi vysokoškolskou a středoškolskou verzí kvantové mechaniky.

Osnova

• 1. Matematický aparát kvantové mechaniky a jeho fyzikální interpretace (vlnová funkce a vektor stavu, princip superpozice, hermiteovské operátory, rozvoj do vlastních funkcí, reprezentace, fyzikální veličiny v kvantové mechanice, měření v mikrosvětě, střední hodnoty fyzikálních veličin, princip neurčitosti).
• 2. Schrödingerova rovnice (časový vývoj stavu mikroobjektu, obecná Schrödingerova rovnice, fyzikální důsledky Schrödingerovy rovnice, příčinnost v kvantové mechanice, stacionární Schrödingerova rovnice, vlastnosti stacionárních stavů).
• 3. Nejjednodušší aplikace kvantové mechaniky (skokové modely potenciálu - termoemise, autoemise, kontaktní potenciál, radioaktivita, přeměna jader, molekuly a jejich interakce, pásový model pevných látek; harmonický oscilátor, souvislost mezi degenerací energiových hladin a symetrií problému).
• 4. Přibližné metody (nespojité potenciály, WKB aproximace, odhad charakteristik základního stavu vázaného mikroobjektu, poruchová metoda, variační metoda).
• 5. Moment hybnosti v kvantové mechanice (komutační relace a vlastní hodnoty, kvantování a degenerace, geometrická interpretace, skládání momentů hybnosti).
• 6. Mikroobjekt v centrálně symetrickém poli (rozptylové a vázané stavy, kvantování energie a momentu hybnosti, radiální a úhlová hustota pravděpodobnosti).
• 7. Atom vodíku (energiové spektrum, grafické znázornění nábojové hustoty v atomu vodíku, hybridizace).
• 8. Spin (spinová hypotéza, Sternův-Gerlachův experiment, Pauliho rovnice, spinové efekty v atomu vodíku).
• 9. Kvantověmechanický popis mnohačásticových systémů (princip nerozlišitelnosti, výměnná interakce, systémy bosonů a fermionů, Pauliho vylučovací princip, jednočásticová aproximace, metoda selfkonzistentního pole, víceelektronové atomy, Mendělejevova periodická tabulka, chemická vazba).
• 10. Kvantová mechanika na vysoké a střední škole (přehled nejfrekventovanějších elementarizovaných postupů a jejich kritická analýza).

Literatura

• SKÁLA, Lubomír. Úvod do kvantové mechaniky. Vyd. 1. Praha: Academia, 2005, 281 s. ISBN 8020013164. info
• PIŠÚT, Ján, Ladislav GOMOLČÁK a Vladimír ČERNÝ. Úvod do kvantovej mechaniky. 2. vyd. Bratislava: Alfa, 1983, 551 s. info
• Wichman, Eyvind H. Quantum Physics (Berkeley Physics Course, Vol.IV). New York: McGraw-Hill Book Company. (Ruský překlad: Kvantovaja fizika. Moskva: Nauka, 1974.)
• CELÝ, Jan. Základy kvantové mechaniky pro chemiky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1981, 176 s. info
• CELÝ, Jan. Základy kvantové mechaniky pro chemiky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1983, 161 s. info
• LACINA, Aleš. Cvičení z kvantové mechaniky pro posluchače učitelství fyziky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1989, 103 s. ISBN 8021000678. URL info

Výukové metody

Přednáška a cvičení; dvě písemné kontrolní práce v průběhu semestru.

Metody hodnocení

Zkouška: písemná a ústní

Informace učitele

Přístup ke zkoušce je pro posluchače denního studia podmíněn splněním požadavků stanovených ve cvičení: 1. Aktivní účast (max. 3 neúčasti). 2. Alespoň 60% úspěšnost na dvou písemkách v průběhu semestru (možnost dvou opravných termínů).*** Podmínky pro podání přihlášky ke zkoušce pro studenty kombinovaného studia: 1. Absolvování tří konzultací během semestru, v rámci nichž bude probrána logická struktura discipliny, okomentováno její zpracování v doporučené studijní literatuře a zadány požadavky pro samostatnou práci nahrazující cvičení (pokud je student neabsolvuje prezenčně spolu s posluchači denního studia). 2. Úspěšné absolvování dvou prezenčních kontrolních písemných prací shrnujících přibližně první třetinu, resp. první dvě třetiny sylabu předmětu.

Další komentáře

Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.

F6030 Kvantová mechanika

Předmět se v období podzim 2017 nevypisuje.

Rozsah

3/2/0. 5 kr. (plus ukončení). Ukončení: zk.

Vyučující

doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc. (přednášející)

Garance

doc. RNDr. Zdeněk Bochníček, Dr.
Ústav fyziky a technologií plazmatu – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc.
Dodavatelské pracoviště: Ústav fyziky a technologií plazmatu – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta

Předpoklady

F4050 Úvod do fyziky mikrosvěta || F4060 Úvod do fyziky mikrosvěta || F4100 Úvod do fyziky mikrosvěta

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je otevřen studentům libovolného oboru.

Cíle předmětu

Předmět je úvodním vysokoškolským kurzem nerelativistické kvantové mechaniky. Opírá se o znalost experimentálních předpokladů a fyzikálně-historických souvislostí vzniku této discipliny nabytých v kurzu Obecné fyziky (předmět Úvod do fyziky mikrosvěta). Poněvadž je určen především budoucím učitelům fyziky, klade se v něm hlavní důraz na důkladné objasnění základních pojmů, představ a idejí kvantové mechaniky. Podrobně jsou komentovány nejenom jejich vzájemné, ale i širší souvislosti s hlavním záměrem přesvědčivě ukázat, že (a jak) byl lidský rozum zvládnout oblast přírody nedostupnou přímému smyslovému vnímání až do míry umožňující vědecké a technické aplikace. Nedílnou součástí předmětu je i jejich diskuse a analýza možností elementarizace jejich výkladu na středoškolskou úroveň.
Na konci kurzu by student měl být schopen porozumět, vysvětlit a prakticky používat: postuláty a matematický aparát kvantové mechaniky včetně jejich/jeho fyzikální interpretace; Schrödingerovu rovnici a její jednoduché aplikace; přibližné metody kvantové mechaniky; základní představy kvantového popisu souborů stejných mikroobjektů; základní představy chemické vazby; vzájemný vztah mezi vysokoškolskou a středoškolskou verzí kvantové mechaniky.

Osnova

• 1. Matematický aparát kvantové mechaniky a jeho fyzikální interpretace (vlnová funkce a vektor stavu, princip superpozice, hermiteovské operátory, rozvoj do vlastních funkcí, reprezentace, fyzikální veličiny v kvantové mechanice, měření v mikrosvětě, střední hodnoty fyzikálních veličin, princip neurčitosti).
• 2. Schrödingerova rovnice (časový vývoj stavu mikroobjektu, obecná Schrödingerova rovnice, fyzikální důsledky Schrödingerovy rovnice, příčinnost v kvantové mechanice, stacionární Schrödingerova rovnice, vlastnosti stacionárních stavů).
• 3. Nejjednodušší aplikace kvantové mechaniky (skokové modely potenciálu - termoemise, autoemise, kontaktní potenciál, radioaktivita, přeměna jader, molekuly a jejich interakce, pásový model pevných látek; harmonický oscilátor, souvislost mezi degenerací energiových hladin a symetrií problému).
• 4. Přibližné metody (nespojité potenciály, WKB aproximace, odhad charakteristik základního stavu vázaného mikroobjektu, poruchová metoda, variační metoda).
• 5. Moment hybnosti v kvantové mechanice (komutační relace a vlastní hodnoty, kvantování a degenerace, geometrická interpretace, skládání momentů hybnosti).
• 6. Mikroobjekt v centrálně symetrickém poli (rozptylové a vázané stavy, kvantování energie a momentu hybnosti, radiální a úhlová hustota pravděpodobnosti).
• 7. Atom vodíku (energiové spektrum, grafické znázornění nábojové hustoty v atomu vodíku, hybridizace).
• 8. Spin (spinová hypotéza, Sternův-Gerlachův experiment, Pauliho rovnice, spinové efekty v atomu vodíku).
• 9. Kvantověmechanický popis mnohačásticových systémů (princip nerozlišitelnosti, výměnná interakce, systémy bosonů a fermionů, Pauliho vylučovací princip, jednočásticová aproximace, metoda selfkonzistentního pole, víceelektronové atomy, Mendělejevova periodická tabulka, chemická vazba).
• 10. Kvantová mechanika na vysoké a střední škole (přehled nejfrekventovanějších elementarizovaných postupů a jejich kritická analýza).

Literatura

• SKÁLA, Lubomír. Úvod do kvantové mechaniky. Vyd. 1. Praha: Academia, 2005, 281 s. ISBN 8020013164. info
• PIŠÚT, Ján, Ladislav GOMOLČÁK a Vladimír ČERNÝ. Úvod do kvantovej mechaniky. 2. vyd. Bratislava: Alfa, 1983, 551 s. info
• Wichman, Eyvind H. Quantum Physics (Berkeley Physics Course, Vol.IV). New York: McGraw-Hill Book Company. (Ruský překlad: Kvantovaja fizika. Moskva: Nauka, 1974.)
• CELÝ, Jan. Základy kvantové mechaniky pro chemiky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1981, 176 s. info
• CELÝ, Jan. Základy kvantové mechaniky pro chemiky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1983, 161 s. info
• LACINA, Aleš. Cvičení z kvantové mechaniky pro posluchače učitelství fyziky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1989, 103 s. ISBN 8021000678. URL info

Výukové metody

Přednáška a cvičení; dvě písemné kontrolní práce v průběhu semestru.

Metody hodnocení

Zkouška: písemná a ústní

Informace učitele

Přístup ke zkoušce je pro posluchače denního studia podmíněn splněním požadavků stanovených ve cvičení: 1. Aktivní účast (max. 3 neúčasti). 2. Alespoň 60% úspěšnost na dvou písemkách v průběhu semestru (možnost dvou opravných termínů).*** Podmínky pro podání přihlášky ke zkoušce pro studenty kombinovaného studia: 1. Absolvování tří konzultací během semestru, v rámci nichž bude probrána logická struktura discipliny, okomentováno její zpracování v doporučené studijní literatuře a zadány požadavky pro samostatnou práci nahrazující cvičení (pokud je student neabsolvuje prezenčně spolu s posluchači denního studia). 2. Úspěšné absolvování dvou prezenčních kontrolních písemných prací shrnujících přibližně první třetinu, resp. první dvě třetiny sylabu předmětu.

Další komentáře

Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.

F6030 Kvantová mechanika

Předmět se v období podzim 2016 nevypisuje.

Rozsah

3/2/0. 5 kr. (plus ukončení). Ukončení: zk.

Vyučující

doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc. (přednášející)

Garance

doc. RNDr. Zdeněk Bochníček, Dr.
Ústav fyziky a technologií plazmatu – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc.
Dodavatelské pracoviště: Ústav fyziky a technologií plazmatu – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta

Předpoklady

F4050 Úvod do fyziky mikrosvěta || F4060 Úvod do fyziky mikrosvěta || F4100 Úvod do fyziky mikrosvěta

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je otevřen studentům libovolného oboru.

Cíle předmětu

Předmět je úvodním vysokoškolským kurzem nerelativistické kvantové mechaniky. Opírá se o znalost experimentálních předpokladů a fyzikálně-historických souvislostí vzniku této discipliny nabytých v kurzu Obecné fyziky (předmět Úvod do fyziky mikrosvěta). Poněvadž je určen především budoucím učitelům fyziky, klade se v něm hlavní důraz na důkladné objasnění základních pojmů, představ a idejí kvantové mechaniky. Podrobně jsou komentovány nejenom jejich vzájemné, ale i širší souvislosti s hlavním záměrem přesvědčivě ukázat, že (a jak) byl lidský rozum zvládnout oblast přírody nedostupnou přímému smyslovému vnímání až do míry umožňující vědecké a technické aplikace. Nedílnou součástí předmětu je i jejich diskuse a analýza možností elementarizace jejich výkladu na středoškolskou úroveň.
Na konci kurzu by student měl být schopen porozumět, vysvětlit a prakticky používat: postuláty a matematický aparát kvantové mechaniky včetně jejich/jeho fyzikální interpretace; Schrödingerovu rovnici a její jednoduché aplikace; přibližné metody kvantové mechaniky; základní představy kvantového popisu souborů stejných mikroobjektů; základní představy chemické vazby; vzájemný vztah mezi vysokoškolskou a středoškolskou verzí kvantové mechaniky.

Osnova

• 1. Matematický aparát kvantové mechaniky a jeho fyzikální interpretace (vlnová funkce a vektor stavu, princip superpozice, hermiteovské operátory, rozvoj do vlastních funkcí, reprezentace, fyzikální veličiny v kvantové mechanice, měření v mikrosvětě, střední hodnoty fyzikálních veličin, princip neurčitosti).
• 2. Schrödingerova rovnice (časový vývoj stavu mikroobjektu, obecná Schrödingerova rovnice, fyzikální důsledky Schrödingerovy rovnice, příčinnost v kvantové mechanice, stacionární Schrödingerova rovnice, vlastnosti stacionárních stavů).
• 3. Nejjednodušší aplikace kvantové mechaniky (skokové modely potenciálu - termoemise, autoemise, kontaktní potenciál, radioaktivita, přeměna jader, molekuly a jejich interakce, pásový model pevných látek; harmonický oscilátor, souvislost mezi degenerací energiových hladin a symetrií problému).
• 4. Přibližné metody (nespojité potenciály, WKB aproximace, odhad charakteristik základního stavu vázaného mikroobjektu, poruchová metoda, variační metoda).
• 5. Moment hybnosti v kvantové mechanice (komutační relace a vlastní hodnoty, kvantování a degenerace, geometrická interpretace, skládání momentů hybnosti).
• 6. Mikroobjekt v centrálně symetrickém poli (rozptylové a vázané stavy, kvantování energie a momentu hybnosti, radiální a úhlová hustota pravděpodobnosti).
• 7. Atom vodíku (energiové spektrum, grafické znázornění nábojové hustoty v atomu vodíku, hybridizace).
• 8. Spin (spinová hypotéza, Sternův-Gerlachův experiment, Pauliho rovnice, spinové efekty v atomu vodíku).
• 9. Kvantověmechanický popis mnohačásticových systémů (princip nerozlišitelnosti, výměnná interakce, systémy bosonů a fermionů, Pauliho vylučovací princip, jednočásticová aproximace, metoda selfkonzistentního pole, víceelektronové atomy, Mendělejevova periodická tabulka, chemická vazba).
• 10. Kvantová mechanika na vysoké a střední škole (přehled nejfrekventovanějších elementarizovaných postupů a jejich kritická analýza).

Literatura

• SKÁLA, Lubomír. Úvod do kvantové mechaniky. Vyd. 1. Praha: Academia, 2005, 281 s. ISBN 8020013164. info
• PIŠÚT, Ján, Ladislav GOMOLČÁK a Vladimír ČERNÝ. Úvod do kvantovej mechaniky. 2. vyd. Bratislava: Alfa, 1983, 551 s. info
• Wichman, Eyvind H. Quantum Physics (Berkeley Physics Course, Vol.IV). New York: McGraw-Hill Book Company. (Ruský překlad: Kvantovaja fizika. Moskva: Nauka, 1974.)
• CELÝ, Jan. Základy kvantové mechaniky pro chemiky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1981, 176 s. info
• CELÝ, Jan. Základy kvantové mechaniky pro chemiky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1983, 161 s. info
• LACINA, Aleš. Cvičení z kvantové mechaniky pro posluchače učitelství fyziky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1989, 103 s. ISBN 8021000678. URL info

Výukové metody

Přednáška a cvičení; dvě písemné kontrolní práce v průběhu semestru.

Metody hodnocení

Zkouška: písemná a ústní

Informace učitele

Přístup ke zkoušce je pro posluchače denního studia podmíněn splněním požadavků stanovených ve cvičení: 1. Aktivní účast (max. 3 neúčasti). 2. Alespoň 60% úspěšnost na dvou písemkách v průběhu semestru (možnost dvou opravných termínů).*** Podmínky pro podání přihlášky ke zkoušce pro studenty kombinovaného studia: 1. Absolvování tří konzultací během semestru, v rámci nichž bude probrána logická struktura discipliny, okomentováno její zpracování v doporučené studijní literatuře a zadány požadavky pro samostatnou práci nahrazující cvičení (pokud je student neabsolvuje prezenčně spolu s posluchači denního studia). 2. Úspěšné absolvování dvou prezenčních kontrolních písemných prací shrnujících přibližně první třetinu, resp. první dvě třetiny sylabu předmětu.

Další komentáře

Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.

F6030 Kvantová mechanika

Předmět se v období podzim 2015 nevypisuje.

Rozsah

3/2/0. 5 kr. (plus ukončení). Ukončení: zk.

Vyučující

doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc. (přednášející)

Garance

doc. RNDr. Zdeněk Bochníček, Dr.
Ústav fyziky a technologií plazmatu – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc.
Dodavatelské pracoviště: Ústav fyziky a technologií plazmatu – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta

Předpoklady

F4050 Úvod do fyziky mikrosvěta || F4060 Úvod do fyziky mikrosvěta || F4100 Úvod do fyziky mikrosvěta

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je otevřen studentům libovolného oboru.

Cíle předmětu

Předmět je úvodním vysokoškolským kurzem nerelativistické kvantové mechaniky. Opírá se o znalost experimentálních předpokladů a fyzikálně-historických souvislostí vzniku této discipliny nabytých v kurzu Obecné fyziky (předmět Úvod do fyziky mikrosvěta). Poněvadž je určen především budoucím učitelům fyziky, klade se v něm hlavní důraz na důkladné objasnění základních pojmů, představ a idejí kvantové mechaniky. Podrobně jsou komentovány nejenom jejich vzájemné, ale i širší souvislosti s hlavním záměrem přesvědčivě ukázat, že (a jak) byl lidský rozum zvládnout oblast přírody nedostupnou přímému smyslovému vnímání až do míry umožňující vědecké a technické aplikace. Nedílnou součástí předmětu je i jejich diskuse a analýza možností elementarizace jejich výkladu na středoškolskou úroveň.
Na konci kurzu by student měl být schopen porozumět, vysvětlit a prakticky používat: postuláty a matematický aparát kvantové mechaniky včetně jejich/jeho fyzikální interpretace; Schrödingerovu rovnici a její jednoduché aplikace; přibližné metody kvantové mechaniky; základní představy kvantového popisu souborů stejných mikroobjektů; základní představy chemické vazby; vzájemný vztah mezi vysokoškolskou a středoškolskou verzí kvantové mechaniky.

Osnova

• 1. Matematický aparát kvantové mechaniky a jeho fyzikální interpretace (vlnová funkce a vektor stavu, princip superpozice, hermiteovské operátory, rozvoj do vlastních funkcí, reprezentace, fyzikální veličiny v kvantové mechanice, měření v mikrosvětě, střední hodnoty fyzikálních veličin, princip neurčitosti).
• 2. Schrödingerova rovnice (časový vývoj stavu mikroobjektu, obecná Schrödingerova rovnice, fyzikální důsledky Schrödingerovy rovnice, příčinnost v kvantové mechanice, stacionární Schrödingerova rovnice, vlastnosti stacionárních stavů).
• 3. Nejjednodušší aplikace kvantové mechaniky (skokové modely potenciálu - termoemise, autoemise, kontaktní potenciál, radioaktivita, přeměna jader, molekuly a jejich interakce, pásový model pevných látek; harmonický oscilátor, souvislost mezi degenerací energiových hladin a symetrií problému).
• 4. Přibližné metody (nespojité potenciály, WKB aproximace, odhad charakteristik základního stavu vázaného mikroobjektu, poruchová metoda, variační metoda).
• 5. Moment hybnosti v kvantové mechanice (komutační relace a vlastní hodnoty, kvantování a degenerace, geometrická interpretace, skládání momentů hybnosti).
• 6. Mikroobjekt v centrálně symetrickém poli (rozptylové a vázané stavy, kvantování energie a momentu hybnosti, radiální a úhlová hustota pravděpodobnosti).
• 7. Atom vodíku (energiové spektrum, grafické znázornění nábojové hustoty v atomu vodíku, hybridizace).
• 8. Spin (spinová hypotéza, Sternův-Gerlachův experiment, Pauliho rovnice, spinové efekty v atomu vodíku).
• 9. Kvantověmechanický popis mnohačásticových systémů (princip nerozlišitelnosti, výměnná interakce, systémy bosonů a fermionů, Pauliho vylučovací princip, jednočásticová aproximace, metoda selfkonzistentního pole, víceelektronové atomy, Mendělejevova periodická tabulka, chemická vazba).
• 10. Kvantová mechanika na vysoké a střední škole (přehled nejfrekventovanějších elementarizovaných postupů a jejich kritická analýza).

Literatura

• SKÁLA, Lubomír. Úvod do kvantové mechaniky. Vyd. 1. Praha: Academia, 2005, 281 s. ISBN 8020013164. info
• PIŠÚT, Ján, Ladislav GOMOLČÁK a Vladimír ČERNÝ. Úvod do kvantovej mechaniky. 2. vyd. Bratislava: Alfa, 1983, 551 s. info
• Wichman, Eyvind H. Quantum Physics (Berkeley Physics Course, Vol.IV). New York: McGraw-Hill Book Company. (Ruský překlad: Kvantovaja fizika. Moskva: Nauka, 1974.)
• CELÝ, Jan. Základy kvantové mechaniky pro chemiky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1981, 176 s. info
• CELÝ, Jan. Základy kvantové mechaniky pro chemiky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1983, 161 s. info
• LACINA, Aleš. Cvičení z kvantové mechaniky pro posluchače učitelství fyziky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1989, 103 s. ISBN 8021000678. URL info

Výukové metody

Přednáška a cvičení; dvě písemné kontrolní práce v průběhu semestru.

Metody hodnocení

Zkouška: písemná a ústní

Informace učitele

Přístup ke zkoušce je pro posluchače denního studia podmíněn splněním požadavků stanovených ve cvičení: 1. Aktivní účast (max. 3 neúčasti). 2. Alespoň 60% úspěšnost na dvou písemkách v průběhu semestru (možnost dvou opravných termínů).*** Podmínky pro podání přihlášky ke zkoušce pro studenty kombinovaného studia: 1. Absolvování tří konzultací během semestru, v rámci nichž bude probrána logická struktura discipliny, okomentováno její zpracování v doporučené studijní literatuře a zadány požadavky pro samostatnou práci nahrazující cvičení (pokud je student neabsolvuje prezenčně spolu s posluchači denního studia). 2. Úspěšné absolvování dvou prezenčních kontrolních písemných prací shrnujících přibližně první třetinu, resp. první dvě třetiny sylabu předmětu.

Další komentáře

Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.

F6030 Kvantová mechanika

Předmět se v období podzim 2014 nevypisuje.

Rozsah

3/2/0. 5 kr. (plus ukončení). Ukončení: zk.

Vyučující

doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc. (přednášející)

Garance

doc. RNDr. Zdeněk Bochníček, Dr.
Ústav fyziky a technologií plazmatu – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc.
Dodavatelské pracoviště: Ústav fyziky a technologií plazmatu – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta

Předpoklady

F4050 Úvod do fyziky mikrosvěta || F4060 Úvod do fyziky mikrosvěta || F4100 Úvod do fyziky mikrosvěta

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je otevřen studentům libovolného oboru.

Cíle předmětu

Předmět je úvodním vysokoškolským kurzem nerelativistické kvantové mechaniky. Opírá se o znalost experimentálních předpokladů a fyzikálně-historických souvislostí vzniku této discipliny nabytých v kurzu Obecné fyziky (předmět Úvod do fyziky mikrosvěta). Poněvadž je určen především budoucím učitelům fyziky, klade se v něm hlavní důraz na důkladné objasnění základních pojmů, představ a idejí kvantové mechaniky. Podrobně jsou komentovány nejenom jejich vzájemné, ale i širší souvislosti s hlavním záměrem přesvědčivě ukázat, že (a jak) byl lidský rozum zvládnout oblast přírody nedostupnou přímému smyslovému vnímání až do míry umožňující vědecké a technické aplikace. Nedílnou součástí předmětu je i jejich diskuse a analýza možností elementarizace jejich výkladu na středoškolskou úroveň.
Na konci kurzu by student měl být schopen porozumět, vysvětlit a prakticky používat: postuláty a matematický aparát kvantové mechaniky včetně jejich/jeho fyzikální interpretace; Schrödingerovu rovnici a její jednoduché aplikace; přibližné metody kvantové mechaniky; základní představy kvantového popisu souborů stejných mikroobjektů; základní představy chemické vazby; vzájemný vztah mezi vysokoškolskou a středoškolskou verzí kvantové mechaniky.

Osnova

• 1. Matematický aparát kvantové mechaniky a jeho fyzikální interpretace (vlnová funkce a vektor stavu, princip superpozice, hermiteovské operátory, rozvoj do vlastních funkcí, reprezentace, fyzikální veličiny v kvantové mechanice, měření v mikrosvětě, střední hodnoty fyzikálních veličin, princip neurčitosti).
• 2. Schrödingerova rovnice (časový vývoj stavu mikroobjektu, obecná Schrödingerova rovnice, fyzikální důsledky Schrödingerovy rovnice, příčinnost v kvantové mechanice, stacionární Schrödingerova rovnice, vlastnosti stacionárních stavů).
• 3. Nejjednodušší aplikace kvantové mechaniky (skokové modely potenciálu - termoemise, autoemise, kontaktní potenciál, radioaktivita, přeměna jader, molekuly a jejich interakce, pásový model pevných látek; harmonický oscilátor, souvislost mezi degenerací energiových hladin a symetrií problému).
• 4. Přibližné metody (nespojité potenciály, WKB aproximace, odhad charakteristik základního stavu vázaného mikroobjektu, poruchová metoda, variační metoda).
• 5. Moment hybnosti v kvantové mechanice (komutační relace a vlastní hodnoty, kvantování a degenerace, geometrická interpretace, skládání momentů hybnosti).
• 6. Mikroobjekt v centrálně symetrickém poli (rozptylové a vázané stavy, kvantování energie a momentu hybnosti, radiální a úhlová hustota pravděpodobnosti).
• 7. Atom vodíku (energiové spektrum, grafické znázornění nábojové hustoty v atomu vodíku, hybridizace).
• 8. Spin (spinová hypotéza, Sternův-Gerlachův experiment, Pauliho rovnice, spinové efekty v atomu vodíku).
• 9. Kvantověmechanický popis mnohačásticových systémů (princip nerozlišitelnosti, výměnná interakce, systémy bosonů a fermionů, Pauliho vylučovací princip, jednočásticová aproximace, metoda selfkonzistentního pole, víceelektronové atomy, Mendělejevova periodická tabulka, chemická vazba).
• 10. Kvantová mechanika na vysoké a střední škole (přehled nejfrekventovanějších elementarizovaných postupů a jejich kritická analýza).

Literatura

• SKÁLA, Lubomír. Úvod do kvantové mechaniky. Vyd. 1. Praha: Academia, 2005, 281 s. ISBN 8020013164. info
• PIŠÚT, Ján, Ladislav GOMOLČÁK a Vladimír ČERNÝ. Úvod do kvantovej mechaniky. 2. vyd. Bratislava: Alfa, 1983, 551 s. info
• Wichman, Eyvind H. Quantum Physics (Berkeley Physics Course, Vol.IV). New York: McGraw-Hill Book Company. (Ruský překlad: Kvantovaja fizika. Moskva: Nauka, 1974.)
• CELÝ, Jan. Základy kvantové mechaniky pro chemiky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1981, 176 s. info
• CELÝ, Jan. Základy kvantové mechaniky pro chemiky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1983, 161 s. info
• LACINA, Aleš. Cvičení z kvantové mechaniky pro posluchače učitelství fyziky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1989, 103 s. ISBN 8021000678. URL info

Výukové metody

Přednáška a cvičení; dvě písemné kontrolní práce v průběhu semestru.

Metody hodnocení

Zkouška: písemná a ústní

Informace učitele

Přístup ke zkoušce je pro posluchače denního studia podmíněn splněním požadavků stanovených ve cvičení: 1. Aktivní účast (max. 3 neúčasti). 2. Alespoň 60% úspěšnost na dvou písemkách v průběhu semestru (možnost dvou opravných termínů).*** Podmínky pro podání přihlášky ke zkoušce pro studenty kombinovaného studia: 1. Absolvování tří konzultací během semestru, v rámci nichž bude probrána logická struktura discipliny, okomentováno její zpracování v doporučené studijní literatuře a zadány požadavky pro samostatnou práci nahrazující cvičení (pokud je student neabsolvuje prezenčně spolu s posluchači denního studia). 2. Úspěšné absolvování dvou prezenčních kontrolních písemných prací shrnujících přibližně první třetinu, resp. první dvě třetiny sylabu předmětu.

Další komentáře

Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.

F6030 Kvantová mechanika

Předmět se v období podzim 2013 nevypisuje.

Rozsah

3/2/0. 5 kr. (plus ukončení). Ukončení: zk.

Vyučující

doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc. (přednášející)

Garance

doc. RNDr. Zdeněk Bochníček, Dr.
Ústav fyziky a technologií plazmatu – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc.
Dodavatelské pracoviště: Ústav fyziky a technologií plazmatu – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta

Předpoklady

F4050 Úvod do fyziky mikrosvěta || F4060 Úvod do fyziky mikrosvěta || F4100 Úvod do fyziky mikrosvěta

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je otevřen studentům libovolného oboru.

Cíle předmětu

Předmět je úvodním vysokoškolským kurzem nerelativistické kvantové mechaniky. Opírá se o znalost experimentálních předpokladů a fyzikálně-historických souvislostí vzniku této discipliny nabytých v kurzu Obecné fyziky (předmět Úvod do fyziky mikrosvěta). Poněvadž je určen především budoucím učitelům fyziky, klade se v něm hlavní důraz na důkladné objasnění základních pojmů, představ a idejí kvantové mechaniky. Podrobně jsou komentovány nejenom jejich vzájemné, ale i širší souvislosti s hlavním záměrem přesvědčivě ukázat, že (a jak) byl lidský rozum zvládnout oblast přírody nedostupnou přímému smyslovému vnímání až do míry umožňující vědecké a technické aplikace. Nedílnou součástí předmětu je i jejich diskuse a analýza možností elementarizace jejich výkladu na středoškolskou úroveň.
Na konci kurzu by student měl být schopen porozumět, vysvětlit a prakticky používat: postuláty a matematický aparát kvantové mechaniky včetně jejich/jeho fyzikální interpretace; Schrödingerovu rovnici a její jednoduché aplikace; přibližné metody kvantové mechaniky; základní představy kvantového popisu souborů stejných mikroobjektů; základní představy chemické vazby; vzájemný vztah mezi vysokoškolskou a středoškolskou verzí kvantové mechaniky.

Osnova

• 1. Matematický aparát kvantové mechaniky a jeho fyzikální interpretace (vlnová funkce a vektor stavu, princip superpozice, hermiteovské operátory, rozvoj do vlastních funkcí, reprezentace, fyzikální veličiny v kvantové mechanice, měření v mikrosvětě, střední hodnoty fyzikálních veličin, princip neurčitosti).
• 2. Schrödingerova rovnice (časový vývoj stavu mikroobjektu, obecná Schrödingerova rovnice, fyzikální důsledky Schrödingerovy rovnice, příčinnost v kvantové mechanice, stacionární Schrödingerova rovnice, vlastnosti stacionárních stavů).
• 3. Nejjednodušší aplikace kvantové mechaniky (skokové modely potenciálu - termoemise, autoemise, kontaktní potenciál, radioaktivita, přeměna jader, molekuly a jejich interakce, pásový model pevných látek; harmonický oscilátor, souvislost mezi degenerací energiových hladin a symetrií problému).
• 4. Přibližné metody (nespojité potenciály, WKB aproximace, odhad charakteristik základního stavu vázaného mikroobjektu, poruchová metoda, variační metoda).
• 5. Moment hybnosti v kvantové mechanice (komutační relace a vlastní hodnoty, kvantování a degenerace, geometrická interpretace, skládání momentů hybnosti).
• 6. Mikroobjekt v centrálně symetrickém poli (rozptylové a vázané stavy, kvantování energie a momentu hybnosti, radiální a úhlová hustota pravděpodobnosti).
• 7. Atom vodíku (energiové spektrum, grafické znázornění nábojové hustoty v atomu vodíku, hybridizace).
• 8. Spin (spinová hypotéza, Sternův-Gerlachův experiment, Pauliho rovnice, spinové efekty v atomu vodíku).
• 9. Kvantověmechanický popis mnohačásticových systémů (princip nerozlišitelnosti, výměnná interakce, systémy bosonů a fermionů, Pauliho vylučovací princip, jednočásticová aproximace, metoda selfkonzistentního pole, víceelektronové atomy, Mendělejevova periodická tabulka, chemická vazba).
• 10. Kvantová mechanika na vysoké a střední škole (přehled nejfrekventovanějších elementarizovaných postupů a jejich kritická analýza).

Literatura

• SKÁLA, Lubomír. Úvod do kvantové mechaniky. Vyd. 1. Praha: Academia, 2005, 281 s. ISBN 8020013164. info
• PIŠÚT, Ján, Ladislav GOMOLČÁK a Vladimír ČERNÝ. Úvod do kvantovej mechaniky. 2. vyd. Bratislava: Alfa, 1983, 551 s. info
• Wichman, Eyvind H. Quantum Physics (Berkeley Physics Course, Vol.IV). New York: McGraw-Hill Book Company. (Ruský překlad: Kvantovaja fizika. Moskva: Nauka, 1974.)
• CELÝ, Jan. Základy kvantové mechaniky pro chemiky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1981, 176 s. info
• CELÝ, Jan. Základy kvantové mechaniky pro chemiky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1983, 161 s. info
• LACINA, Aleš. Cvičení z kvantové mechaniky pro posluchače učitelství fyziky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1989, 103 s. ISBN 8021000678. URL info

Výukové metody

Přednáška a cvičení; dvě písemné kontrolní práce v průběhu semestru.

Metody hodnocení

Zkouška: písemná a ústní

Informace učitele

Přístup ke zkoušce je pro posluchače denního studia podmíněn splněním požadavků stanovených ve cvičení: 1. Aktivní účast (max. 3 neúčasti). 2. Alespoň 60% úspěšnost na dvou písemkách v průběhu semestru (možnost dvou opravných termínů).*** Podmínky pro podání přihlášky ke zkoušce pro studenty kombinovaného studia: 1. Absolvování tří konzultací během semestru, v rámci nichž bude probrána logická struktura discipliny, okomentováno její zpracování v doporučené studijní literatuře a zadány požadavky pro samostatnou práci nahrazující cvičení (pokud je student neabsolvuje prezenčně spolu s posluchači denního studia). 2. Úspěšné absolvování dvou prezenčních kontrolních písemných prací shrnujících přibližně první třetinu, resp. první dvě třetiny sylabu předmětu.

Další komentáře

Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.

F6030 Kvantová mechanika

Předmět se v období podzim 2012 nevypisuje.

Rozsah

3/2/0. 5 kr. (plus ukončení). Ukončení: zk.

Vyučující

doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc. (přednášející)

Garance

doc. RNDr. Zdeněk Bochníček, Dr.
Ústav fyziky a technologií plazmatu – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc.
Dodavatelské pracoviště: Ústav fyziky a technologií plazmatu – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta

Předpoklady

F4050 Úvod do fyziky mikrosvěta || F4060 Úvod do fyziky mikrosvěta || F4100 Úvod do fyziky mikrosvěta

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je otevřen studentům libovolného oboru.

Cíle předmětu

Předmět je úvodním vysokoškolským kurzem nerelativistické kvantové mechaniky. Opírá se o znalost experimentálních předpokladů a fyzikálně-historických souvislostí vzniku této discipliny nabytých v kurzu Obecné fyziky (předmět Úvod do fyziky mikrosvěta). Poněvadž je určen především budoucím učitelům fyziky, klade se v něm hlavní důraz na důkladné objasnění základních pojmů, představ a idejí kvantové mechaniky. Podrobně jsou komentovány nejenom jejich vzájemné, ale i širší souvislosti s hlavním záměrem přesvědčivě ukázat, že (a jak) byl lidský rozum zvládnout oblast přírody nedostupnou přímému smyslovému vnímání až do míry umožňující vědecké a technické aplikace. Nedílnou součástí předmětu je i jejich diskuse a analýza možností elementarizace jejich výkladu na středoškolskou úroveň.
Na konci kurzu by student měl být schopen porozumět, vysvětlit a prakticky používat: postuláty a matematický aparát kvantové mechaniky včetně jejich/jeho fyzikální interpretace; Schrödingerovu rovnici a její jednoduché aplikace; přibližné metody kvantové mechaniky; základní představy kvantového popisu souborů stejných mikroobjektů; základní představy chemické vazby; vzájemný vztah mezi vysokoškolskou a středoškolskou verzí kvantové mechaniky.

Osnova

• 1. Matematický aparát kvantové mechaniky a jeho fyzikální interpretace (vlnová funkce a vektor stavu, princip superpozice, hermiteovské operátory, rozvoj do vlastních funkcí, reprezentace, fyzikální veličiny v kvantové mechanice, měření v mikrosvětě, střední hodnoty fyzikálních veličin, princip neurčitosti).
• 2. Schrödingerova rovnice (časový vývoj stavu mikroobjektu, obecná Schrödingerova rovnice, fyzikální důsledky Schrödingerovy rovnice, příčinnost v kvantové mechanice, stacionární Schrödingerova rovnice, vlastnosti stacionárních stavů).
• 3. Nejjednodušší aplikace kvantové mechaniky (skokové modely potenciálu - termoemise, autoemise, kontaktní potenciál, radioaktivita, přeměna jader, molekuly a jejich interakce, pásový model pevných látek; harmonický oscilátor, souvislost mezi degenerací energiových hladin a symetrií problému).
• 4. Přibližné metody (nespojité potenciály, WKB aproximace, odhad charakteristik základního stavu vázaného mikroobjektu, poruchová metoda, variační metoda).
• 5. Moment hybnosti v kvantové mechanice (komutační relace a vlastní hodnoty, kvantování a degenerace, geometrická interpretace, skládání momentů hybnosti).
• 6. Mikroobjekt v centrálně symetrickém poli (rozptylové a vázané stavy, kvantování energie a momentu hybnosti, radiální a úhlová hustota pravděpodobnosti).
• 7. Atom vodíku (energiové spektrum, grafické znázornění nábojové hustoty v atomu vodíku, hybridizace).
• 8. Spin (spinová hypotéza, Sternův-Gerlachův experiment, Pauliho rovnice, spinové efekty v atomu vodíku).
• 9. Kvantověmechanický popis mnohačásticových systémů (princip nerozlišitelnosti, výměnná interakce, systémy bosonů a fermionů, Pauliho vylučovací princip, jednočásticová aproximace, metoda selfkonzistentního pole, víceelektronové atomy, Mendělejevova periodická tabulka, chemická vazba).
• 10. Kvantová mechanika na vysoké a střední škole (přehled nejfrekventovanějších elementarizovaných postupů a jejich kritická analýza).

Literatura

• SKÁLA, Lubomír. Úvod do kvantové mechaniky. Vyd. 1. Praha: Academia, 2005, 281 s. ISBN 8020013164. info
• PIŠÚT, Ján, Ladislav GOMOLČÁK a Vladimír ČERNÝ. Úvod do kvantovej mechaniky. 2. vyd. Bratislava: Alfa, 1983, 551 s. info
• Wichman, Eyvind H. Quantum Physics (Berkeley Physics Course, Vol.IV). New York: McGraw-Hill Book Company. (Ruský překlad: Kvantovaja fizika. Moskva: Nauka, 1974.)
• CELÝ, Jan. Základy kvantové mechaniky pro chemiky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1981, 176 s. info
• CELÝ, Jan. Základy kvantové mechaniky pro chemiky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1983, 161 s. info
• LACINA, Aleš. Cvičení z kvantové mechaniky pro posluchače učitelství fyziky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1989, 103 s. ISBN 8021000678. URL info

Výukové metody

Přednáška a cvičení; dvě písemné kontrolní práce v průběhu semestru.

Metody hodnocení

Zkouška: písemná a ústní

Informace učitele

Přístup ke zkoušce je pro posluchače denního studia podmíněn splněním požadavků stanovených ve cvičení: 1. Aktivní účast (max. 3 neúčasti). 2. Alespoň 60% úspěšnost na dvou písemkách v průběhu semestru (možnost dvou opravných termínů).*** Podmínky pro podání přihlášky ke zkoušce pro studenty kombinovaného studia: 1. Absolvování tří konzultací během semestru, v rámci nichž bude probrána logická struktura discipliny, okomentováno její zpracování v doporučené studijní literatuře a zadány požadavky pro samostatnou práci nahrazující cvičení (pokud je student neabsolvuje prezenčně spolu s posluchači denního studia). 2. Úspěšné absolvování dvou prezenčních kontrolních písemných prací shrnujících přibližně první třetinu, resp. první dvě třetiny sylabu předmětu.

Další komentáře

Studijní materiály
Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.

F6030 Kvantová mechanika

Údaje z období jaro 2012 - akreditace se nezveřejňují

Rozsah

3/2/0. 5 kr. (plus ukončení). Ukončení: zk.

Vyučující

doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc. (přednášející)

Garance

doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc.
Ústav fyziky a technologií plazmatu – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc.
Dodavatelské pracoviště: Ústav fyziky a technologií plazmatu – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta

Předpoklady

F4050 Úvod do fyziky mikrosvěta || F4060 Úvod do fyziky mikrosvěta || F4100 Úvod do fyziky mikrosvěta

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je otevřen studentům libovolného oboru.

Cíle předmětu

Předmět je úvodním vysokoškolským kurzem nerelativistické kvantové mechaniky. Opírá se o znalost experimentálních předpokladů a fyzikálně-historických souvislostí vzniku této discipliny nabytých v kurzu Obecné fyziky (předmět Úvod do fyziky mikrosvěta). Poněvadž je určen především budoucím učitelům fyziky, klade se v něm hlavní důraz na důkladné objasnění základních pojmů, představ a idejí kvantové mechaniky. Podrobně jsou komentovány nejenom jejich vzájemné, ale i širší souvislosti s hlavním záměrem přesvědčivě ukázat, že (a jak) byl lidský rozum zvládnout oblast přírody nedostupnou přímému smyslovému vnímání až do míry umožňující vědecké a technické aplikace. Nedílnou součástí předmětu je i jejich diskuse a analýza možností elementarizace jejich výkladu na středoškolskou úroveň.
Na konci kurzu by student měl být schopen porozumět, vysvětlit a prakticky používat: postuláty a matematický aparát kvantové mechaniky včetně jejich/jeho fyzikální interpretace; Schrödingerovu rovnici a její jednoduché aplikace; přibližné metody kvantové mechaniky; základní představy kvantového popisu souborů stejných mikroobjektů; základní představy chemické vazby; vzájemný vztah mezi vysokoškolskou a středoškolskou verzí kvantové mechaniky.

Osnova

• 1. Matematický aparát kvantové mechaniky a jeho fyzikální interpretace (vlnová funkce a vektor stavu, princip superpozice, hermiteovské operátory, rozvoj do vlastních funkcí, reprezentace, fyzikální veličiny v kvantové mechanice, měření v mikrosvětě, střední hodnoty fyzikálních veličin, princip neurčitosti).
• 2. Schrödingerova rovnice (časový vývoj stavu mikroobjektu, obecná Schrödingerova rovnice, fyzikální důsledky Schrödingerovy rovnice, příčinnost v kvantové mechanice, stacionární Schrödingerova rovnice, vlastnosti stacionárních stavů).
• 3. Nejjednodušší aplikace kvantové mechaniky (skokové modely potenciálu - termoemise, autoemise, kontaktní potenciál, radioaktivita, přeměna jader, molekuly a jejich interakce, pásový model pevných látek; harmonický oscilátor, souvislost mezi degenerací energiových hladin a symetrií problému).
• 4. Přibližné metody (nespojité potenciály, WKB aproximace, odhad charakteristik základního stavu vázaného mikroobjektu, poruchová metoda, variační metoda).
• 5. Moment hybnosti v kvantové mechanice (komutační relace a vlastní hodnoty, kvantování a degenerace, geometrická interpretace, skládání momentů hybnosti).
• 6. Mikroobjekt v centrálně symetrickém poli (rozptylové a vázané stavy, kvantování energie a momentu hybnosti, radiální a úhlová hustota pravděpodobnosti).
• 7. Atom vodíku (energiové spektrum, grafické znázornění nábojové hustoty v atomu vodíku, hybridizace).
• 8. Spin (spinová hypotéza, Sternův-Gerlachův experiment, Pauliho rovnice, spinové efekty v atomu vodíku).
• 9. Kvantověmechanický popis mnohačásticových systémů (princip nerozlišitelnosti, výměnná interakce, systémy bosonů a fermionů, Pauliho vylučovací princip, jednočásticová aproximace, metoda selfkonzistentního pole, víceelektronové atomy, Mendělejevova periodická tabulka, chemická vazba).
• 10. Kvantová mechanika na vysoké a střední škole (přehled nejfrekventovanějších elementarizovaných postupů a jejich kritická analýza).

Literatura

• SKÁLA, Lubomír. Úvod do kvantové mechaniky. Vyd. 1. Praha: Academia, 2005, 281 s. ISBN 8020013164. info
• PIŠÚT, Ján, Ladislav GOMOLČÁK a Vladimír ČERNÝ. Úvod do kvantovej mechaniky. 2. vyd. Bratislava: Alfa, 1983, 551 s. info
• Wichman, Eyvind H. Quantum Physics (Berkeley Physics Course, Vol.IV). New York: McGraw-Hill Book Company. (Ruský překlad: Kvantovaja fizika. Moskva: Nauka, 1974.)
• CELÝ, Jan. Základy kvantové mechaniky pro chemiky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1981, 176 s. info
• CELÝ, Jan. Základy kvantové mechaniky pro chemiky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1983, 161 s. info
• LACINA, Aleš. Cvičení z kvantové mechaniky pro posluchače učitelství fyziky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1989, 103 s. ISBN 8021000678. URL info

Výukové metody

Přednáška a cvičení; dvě písemné kontrolní práce v průběhu semestru.

Metody hodnocení

Zkouška: písemná a ústní

Informace učitele

Přístup ke zkoušce je pro posluchače denního studia podmíněn splněním požadavků stanovených ve cvičení: 1. Aktivní účast (max. 3 neúčasti). 2. Alespoň 60% úspěšnost na dvou písemkách v průběhu semestru (možnost dvou opravných termínů).*** Podmínky pro podání přihlášky ke zkoušce pro studenty kombinovaného studia: 1. Absolvování tří konzultací během semestru, v rámci nichž bude probrána logická struktura discipliny, okomentováno její zpracování v doporučené studijní literatuře a zadány požadavky pro samostatnou práci nahrazující cvičení (pokud je student neabsolvuje prezenčně spolu s posluchači denního studia). 2. Úspěšné absolvování dvou prezenčních kontrolních písemných prací shrnujících přibližně první třetinu, resp. první dvě třetiny sylabu předmětu.

Další komentáře

Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.

F6030 Kvantová mechanika

Údaje z období podzim 2011 - akreditace se nezveřejňují

Rozsah

3/2/0. 5 kr. (plus ukončení). Ukončení: zk.

Vyučující

doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc. (přednášející)
RNDr. Eva Kutálková, Ph.D. (cvičící)

Garance

doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc.
Ústav fyziky a technologií plazmatu – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc.

Předpoklady

F4050 Úvod do fyziky mikrosvěta || F4060 Úvod do fyziky mikrosvěta || F4100 Úvod do fyziky mikrosvěta

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

• Učitelství fyziky pro střední školy (program PřF, M-SS)

Cíle předmětu

Předmět je úvodním vysokoškolským kurzem nerelativistické kvantové mechaniky. Opírá se o znalost experimentálních předpokladů a fyzikálně-historických souvislostí vzniku této discipliny nabytých v kurzu Obecné fyziky (předmět Úvod do fyziky mikrosvěta). Poněvadž je určen především budoucím učitelům fyziky, klade se v něm hlavní důraz na důkladné objasnění základních pojmů, představ a idejí kvantové mechaniky. Podrobně jsou komentovány nejenom jejich vzájemné, ale i širší souvislosti s hlavním záměrem přesvědčivě ukázat, že (a jak) byl lidský rozum zvládnout oblast přírody nedostupnou přímému smyslovému vnímání až do míry umožňující vědecké a technické aplikace. Nedílnou součástí předmětu je i jejich diskuse a analýza možností elementarizace jejich výkladu na středoškolskou úroveň.
Na konci kurzu by student měl být schopen porozumět, vysvětlit a prakticky používat: postuláty a matematický aparát kvantové mechaniky včetně jejich/jeho fyzikální interpretace; Schrödingerovu rovnici a její jednoduché aplikace; přibližné metody kvantové mechaniky; základní představy kvantového popisu souborů stejných mikroobjektů; základní představy chemické vazby; vzájemný vztah mezi vysokoškolskou a středoškolskou verzí kvantové mechaniky.

Osnova

• 1. Matematický aparát kvantové mechaniky a jeho fyzikální interpretace (vlnová funkce a vektor stavu, princip superpozice, hermiteovské operátory, rozvoj do vlastních funkcí, reprezentace, fyzikální veličiny v kvantové mechanice, měření v mikrosvětě, střední hodnoty fyzikálních veličin, princip neurčitosti).
• 2. Schrödingerova rovnice (časový vývoj stavu mikroobjektu, obecná Schrödingerova rovnice, fyzikální důsledky Schrödingerovy rovnice, příčinnost v kvantové mechanice, stacionární Schrödingerova rovnice, vlastnosti stacionárních stavů).
• 3. Nejjednodušší aplikace kvantové mechaniky (skokové modely potenciálu - termoemise, autoemise, kontaktní potenciál, radioaktivita, přeměna jader, molekuly a jejich interakce, pásový model pevných látek; harmonický oscilátor, souvislost mezi degenerací energiových hladin a symetrií problému).
• 4. Přibližné metody (nespojité potenciály, WKB aproximace, odhad charakteristik základního stavu vázaného mikroobjektu, poruchová metoda, variační metoda).
• 5. Moment hybnosti v kvantové mechanice (komutační relace a vlastní hodnoty, kvantování a degenerace, geometrická interpretace, skládání momentů hybnosti).
• 6. Mikroobjekt v centrálně symetrickém poli (rozptylové a vázané stavy, kvantování energie a momentu hybnosti, radiální a úhlová hustota pravděpodobnosti).
• 7. Atom vodíku (energiové spektrum, grafické znázornění nábojové hustoty v atomu vodíku, hybridizace).
• 8. Spin (spinová hypotéza, Sternův-Gerlachův experiment, Pauliho rovnice, spinové efekty v atomu vodíku).
• 9. Kvantověmechanický popis mnohačásticových systémů (princip nerozlišitelnosti, výměnná interakce, systémy bosonů a fermionů, Pauliho vylučovací princip, jednočásticová aproximace, metoda selfkonzistentního pole, víceelektronové atomy, Mendělejevova periodická tabulka, chemická vazba).
• 10. Kvantová mechanika na vysoké a střední škole (přehled nejfrekventovanějších elementarizovaných postupů a jejich kritická analýza).

Literatura

• SKÁLA, Lubomír. Úvod do kvantové mechaniky. Vyd. 1. Praha: Academia, 2005, 281 s. ISBN 8020013164. info
• PIŠÚT, Ján, Ladislav GOMOLČÁK a Vladimír ČERNÝ. Úvod do kvantovej mechaniky. 2. vyd. Bratislava: Alfa, 1983, 551 s. info
• Wichman, Eyvind H. Quantum Physics (Berkeley Physics Course, Vol.IV). New York: McGraw-Hill Book Company. (Ruský překlad: Kvantovaja fizika. Moskva: Nauka, 1974.)
• CELÝ, Jan. Základy kvantové mechaniky pro chemiky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1981, 176 s. info
• CELÝ, Jan. Základy kvantové mechaniky pro chemiky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1983, 161 s. info
• LACINA, Aleš. Cvičení z kvantové mechaniky pro posluchače učitelství fyziky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1989, 103 s. ISBN 8021000678. URL info

Výukové metody

Přednáška a cvičení; dvě písemné kontrolní práce v průběhu semestru.

Metody hodnocení

Zkouška: písemná a ústní

Informace učitele

Přístup ke zkoušce je pro posluchače denního studia podmíněn splněním požadavků stanovených ve cvičení: 1. Aktivní účast (max. 3 neúčasti). 2. Alespoň 60% úspěšnost na dvou písemkách v průběhu semestru (možnost dvou opravných termínů).*** Podmínky pro podání přihlášky ke zkoušce pro studenty kombinovaného studia: 1. Absolvování tří konzultací během semestru, v rámci nichž bude probrána logická struktura discipliny, okomentováno její zpracování v doporučené studijní literatuře a zadány požadavky pro samostatnou práci nahrazující cvičení (pokud je student neabsolvuje prezenčně spolu s posluchači denního studia). 2. Úspěšné absolvování dvou prezenčních kontrolních písemných prací shrnujících přibližně první třetinu, resp. první dvě třetiny sylabu předmětu.

Další komentáře

Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.

F6030 Kvantová mechanika

Rozsah

3/2/0. 5 kr. (plus ukončení). Ukončení: zk.

Vyučující

doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc. (přednášející)
RNDr. Eva Kutálková, Ph.D. (cvičící)

Garance

doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc.
Ústav fyziky a technologií plazmatu – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc.

Předpoklady

F4050 Úvod do fyziky mikrosvěta || F4060 Úvod do fyziky mikrosvěta || F4100 Úvod do fyziky mikrosvěta

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

• Učitelství fyziky pro střední školy (program PřF, M-SS)

Cíle předmětu

Předmět je úvodním vysokoškolským kurzem nerelativistické kvantové mechaniky. Opírá se o znalost experimentálních předpokladů a fyzikálně-historických souvislostí vzniku této discipliny nabytých v kurzu Obecné fyziky (předmět Úvod do fyziky mikrosvěta). Poněvadž je určen především budoucím učitelům fyziky, klade se v něm hlavní důraz na důkladné objasnění základních pojmů, představ a idejí kvantové mechaniky. Podrobně jsou komentovány nejenom jejich vzájemné, ale i širší souvislosti s hlavním záměrem přesvědčivě ukázat, že (a jak) byl lidský rozum zvládnout oblast přírody nedostupnou přímému smyslovému vnímání až do míry umožňující vědecké a technické aplikace. Nedílnou součástí předmětu je i jejich diskuse a analýza možností elementarizace jejich výkladu na středoškolskou úroveň.
Na konci kurzu by student měl být schopen porozumět, vysvětlit a prakticky používat: postuláty a matematický aparát kvantové mechaniky včetně jejich/jeho fyzikální interpretace; Schrödingerovu rovnici a její jednoduché aplikace; přibližné metody kvantové mechaniky; základní představy kvantového popisu souborů stejných mikroobjektů; základní představy chemické vazby; vzájemný vztah mezi vysokoškolskou a středoškolskou verzí kvantové mechaniky.

Osnova

• 1. Matematický aparát kvantové mechaniky a jeho fyzikální interpretace (vlnová funkce a vektor stavu, princip superpozice, hermiteovské operátory, rozvoj do vlastních funkcí, reprezentace, fyzikální veličiny v kvantové mechanice, měření v mikrosvětě, střední hodnoty fyzikálních veličin, princip neurčitosti).
• 2. Schrödingerova rovnice (časový vývoj stavu mikroobjektu, obecná Schrödingerova rovnice, fyzikální důsledky Schrödingerovy rovnice, příčinnost v kvantové mechanice, stacionární Schrödingerova rovnice, vlastnosti stacionárních stavů).
• 3. Nejjednodušší aplikace kvantové mechaniky (skokové modely potenciálu - termoemise, autoemise, kontaktní potenciál, radioaktivita, přeměna jader, molekuly a jejich interakce, pásový model pevných látek; harmonický oscilátor, souvislost mezi degenerací energiových hladin a symetrií problému).
• 4. Přibližné metody (nespojité potenciály, WKB aproximace, odhad charakteristik základního stavu vázaného mikroobjektu, poruchová metoda, variační metoda).
• 5. Moment hybnosti v kvantové mechanice (komutační relace a vlastní hodnoty, kvantování a degenerace, geometrická interpretace, skládání momentů hybnosti).
• 6. Mikroobjekt v centrálně symetrickém poli (rozptylové a vázané stavy, kvantování energie a momentu hybnosti, radiální a úhlová hustota pravděpodobnosti).
• 7. Atom vodíku (energiové spektrum, grafické znázornění nábojové hustoty v atomu vodíku, hybridizace).
• 8. Spin (spinová hypotéza, Sternův-Gerlachův experiment, Pauliho rovnice, spinové efekty v atomu vodíku).
• 9. Kvantověmechanický popis mnohačásticových systémů (princip nerozlišitelnosti, výměnná interakce, systémy bosonů a fermionů, Pauliho vylučovací princip, jednočásticová aproximace, metoda selfkonzistentního pole, víceelektronové atomy, Mendělejevova periodická tabulka, chemická vazba).
• 10. Kvantová mechanika na vysoké a střední škole (přehled nejfrekventovanějších elementarizovaných postupů a jejich kritická analýza).

Literatura

• SKÁLA, Lubomír. Úvod do kvantové mechaniky. Vyd. 1. Praha: Academia, 2005, 281 s. ISBN 8020013164. info
• PIŠÚT, Ján, Ladislav GOMOLČÁK a Vladimír ČERNÝ. Úvod do kvantovej mechaniky. 2. vyd. Bratislava: Alfa, 1983, 551 s. info
• Wichman, Eyvind H. Quantum Physics (Berkeley Physics Course, Vol.IV). New York: McGraw-Hill Book Company. (Ruský překlad: Kvantovaja fizika. Moskva: Nauka, 1974.)
• CELÝ, Jan. Základy kvantové mechaniky pro chemiky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1981, 176 s. info
• CELÝ, Jan. Základy kvantové mechaniky pro chemiky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1983, 161 s. info
• LACINA, Aleš. Cvičení z kvantové mechaniky pro posluchače učitelství fyziky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1989, 103 s. ISBN 8021000678. URL info

Výukové metody

Přednáška a cvičení; dvě písemné kontrolní práce v průběhu semestru.

Metody hodnocení

Zkouška: písemná a ústní

Informace učitele

Přístup ke zkoušce je pro posluchače denního studia podmíněn splněním požadavků stanovených ve cvičení: 1. Aktivní účast (max. 3 neúčasti). 2. Alespoň 60% úspěšnost na dvou písemkách v průběhu semestru (možnost dvou opravných termínů).*** Podmínky pro podání přihlášky ke zkoušce pro studenty kombinovaného studia: 1. Absolvování tří konzultací během semestru, v rámci nichž bude probrána logická struktura discipliny, okomentováno její zpracování v doporučené studijní literatuře a zadány požadavky pro samostatnou práci nahrazující cvičení (pokud je student neabsolvuje prezenčně spolu s posluchači denního studia). 2. Úspěšné absolvování dvou prezenčních kontrolních písemných prací shrnujících přibližně první třetinu, resp. první dvě třetiny sylabu předmětu.

Další komentáře

Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.

F6030 Kvantová mechanika

Rozsah

4/2/0. 6 kr. (příf plus uk plus > 4). Ukončení: zk.

Vyučující

doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc. (přednášející)
RNDr. Eva Kutálková, Ph.D. (cvičící)

Garance

doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc.
Ústav fyziky a technologií plazmatu – Fyzikální sekce – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: doc. RNDr. Aleš Lacina, CSc.

Předpoklady

F4050 Úvod do fyziky mikrosvěta || F4060 Úvod do fyziky mikrosvěta

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

• Učitelství fyziky pro střední školy (program PřF, M-SS)

Cíle předmětu

Předmět je úvodním vysokoškolským kurzem nerelativistické kvantové mechaniky. Opírá se o znalost experimentálních předpokladů a fyzikálně-historických souvislostí vzniku této discipliny nabytých v kurzu Obecné fyziky (předmět Úvod do fyziky mikrosvěta). Poněvadž je určen především budoucím učitelům fyziky, klade se v něm hlavní důraz na důkladné objasnění základních pojmů, představ a idejí kvantové mechaniky. Podrobně jsou komentovány nejenom jejich vzájemné, ale i širší souvislosti s hlavním záměrem přesvědčivě ukázat, že (a jak) byl lidský rozum zvládnout oblast přírody nedostupnou přímému smyslovému vnímání až do míry umožňující vědecké a technické aplikace. Nedílnou součástí předmětu je i jejich diskuse a analýza možností elementarizace jejich výkladu na středoškolskou úroveň. [Matematický aparát kvantové mechaniky a jeho fyzikální interpretace. Schrödingerova rovnice. Nejjednodušší aplikace kvantové mechaniky - skokové potenciály. Přibližné metody kvantové mechaniky. Moment hybnosti. Mikrooobjekt ve sféricky symetrickém poli. Atom vodíku. Spin. Kvantová mechanika souborů stejných mikroobjektů. Základní představy chemické vazby. Kvantová mechanika na vysoké a střední škole.]

Osnova

• 1. Matematický aparát kvantové mechaniky a jeho fyzikální interpretace (vlnová funkce a vektor stavu, princip superpozice, hermiteovské operátory, rozvoj do vlastních funkcí, reprezentace, fyzikální veličiny v kvantové mechanice, měření v mikrosvětě, střední hodnoty fyzikálních veličin, princip neurčitosti). 2. Schrödingerova rovnice (časový vývoj stavu mikroobjektu, obecná Schrödingerova rovnice, fyzikální důsledky Schrödingerovy rovnice, příčinnost v kvantové mechanice, stacionární Schrödingerova rovnice, vlastnosti stacionárních stavů). 3. Nejjednodušší aplikace kvantové mechaniky (skokové modely potenciálu - termoemise, autoemise, kontaktní potenciál, radioaktivita, přeměna jader, molekuly a jejich interakce, pásový model pevných látek; harmonický oscilátor, souvislost mezi degenerací energiových hladin a symetrií problému). 4. Přibližné metody (nespojité potenciály, WKB aproximace, odhad charakteristik základního stavy vázaného mikroobjektu, poruchová metoda, variační metoda). 5. Moment hybnosti v kvantové mechanice (komutační relace a vlastní hodnoty, kvantování a degenerace, geometrická interpretace, skládání momentů hybnosti). 6. Mikroobjekt v centrálně symetrickém poli (rozptylové a vázané stavy, kvantování energie a momentu hybnosti, radiální a úhlová hustota pravděpodobnosti). 7. Atom vodíku (energiové spektrum, grafické znázornění nábojové hustoty v atomu vodíku, hybridizace). 8. Spin (spinová hypotéza, Sternův-Gerlachův experiment, Pauliho rovnice, spinové efekty v atomu vodíku). 9. Kvantověmechanický popis mnohačásticových systémů (princip nerozlišitelnosti, výměnná interakce, systémy bosonů a fermionů, Pauliho vylučovací princip, jednočásticová aproximace, metoda selfkonzistentního pole, víceelektronové atomy, Mendělejevova periodická tabulka, chemická vazba). 10. Kvantová mechanika na vysoké a střední škole (přehled nejfrekventovanějších elementarizovaných postupů a jejich kritická analýza).

Literatura

• PIŠÚT, Ján, Ladislav GOMOLČÁK a Vladimír ČERNÝ. Úvod do kvantovej mechaniky. 2. vyd. Bratislava: Alfa, 1983, 551 s. info
• Wichman, Eyvind H. Quantum Physics (Berkeley Physics Course, Vol.IV). New York: McGraw-Hill Book Company. (Ruský překlad: Kvantovaja fizika. Moskva: Nauka, 1974.)
• CELÝ, Jan. Základy kvantové mechaniky pro chemiky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1981, 176 s. info
• CELÝ, Jan. Základy kvantové mechaniky pro chemiky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1983, 161 s. info
• LACINA, Aleš. Cvičení z kvantové mechaniky pro posluchače učitelství fyziky. Vyd. 1. Brno: Rektorát UJEP, 1989, 103 s. ISBN 8021000678. URL info

Metody hodnocení

Výuka: klasická přednáška a klasické cvičení. Zkouška: písemná a ústní

Informace učitele

Přístup ke zkoušce je pro posluchače denního studia podmíněn splněním požadavků stanovených ve cvičení: 1. Aktivní účast (max. 3 neúčasti). 2. Alespoň 60% úspěšnost na písemce ohlášené dva týdny předem (možnost dvou opravných termínů).*** Podmínky pro podání přihlášky ke zkoušce pro studenty kombinovaného studia: 1. Absolvování tří konzultací, v rámci nichž bude probrána logická struktura discipliny, okomentováno její zpracování v doporučené studijní literatuře a zadány požadavky pro samostatnou práci nahrazující cvičení (pokud je student neabsolvuje prezenčně spolu s posluchači denního studia). 2. Úspěšné absolvování dvou prezenčních kontrolních písemných prací shrnujících přibližně první třetinu, resp. první dvě třetiny sylabu předmětu.

Další komentáře

Předmět je vyučován každoročně.
Výuka probíhá každý týden.

• Statistika zápisu (nejnovější)