Předmět Seminář z kvantové fyziky pro učitele (NUFY118)

Na serveru studentino.cz naleznete nejrůznější studijní materiály: zápisky z přednášek nebo cvičení, vzorové testy, seminární práce, domácí úkoly a další z předmětu NUFY118 - Seminář z kvantové fyziky pro učitele, Matematicko-fyzikální fakulta, Univerzita Karlova v Praze (UK).

Materiál	Typ	Datum	Počet stažení

Cíl

Seminář navazující a rozšiřující základní kurz kvantové fyziky pro učitelské obory fyziky (NUFY100 Kvantová mechanika) zaměřený na možnosti výuky kvantové fyziky na středoškolské úrovni (tj. bez složitého matematického aparátu). V rámci semináře si posluchači sami vyzkouší možnosti aktivizujícího přístupu k výuce úvodních partií kvantové fyziky, seznámí se s možnostmi grafického znázorňování řešení kvantově mechanických problémů a správnou interpretací obrázků a animací. Dle zájmu jsou do semináře zařazeny i populární témata, se kterými se mohou posluchači ve své budoucí praxi setkat - kvantová teleportace, kvantová kryptografie apod. Během semináře je kladen důraz na aktivní zapojení posluchačů, využití moderní audio-vizuální výpočetní techniky Seminář je určen zejména pro studenty fyzikálních studijních oborů zaměřených na vzdělávání, ale je otevřen i studentům studijního programu Fyzika na MFF UK a chemie a biologie PřF UK.

Sylabus

1. Experimenty a problémy vedoucí ke vzniku a rozvoji kvantové fyziky, aktivizující metody jejich výkladu, atomová spektra, "odvození" Ritzova kombinačního principu z experimentálních dat, vnější a vnitřní fotoelektrický jev, Comptonův rozptyl, kvantování elektromagnetického záření, interferenční experimenty, vlnově-částicový dualismus, Sternův-Gerlachův pokus 2. Rekapitulace základních postulátů kvantové mechaniky, jejich nematematická formulace 3. Grafické znázornění řešení jednoduchých problémů kvantové mechaniky, praktické aplikace potenciálová jáma - nekonečná pravoúhlá jáma, konečná potenciálová jáma potenciálový stupeň a bariéra, tunelový jev harmonický oscilátor sféricky symetrický potenciál řešení atomu vodíku (s důrazem na správné znázornění orbitalů) 4. Vybrané pokročilejší partie a jejich kvalitní zpřístupnění na středoškolské úrovni Diracova symbolika jiné než souřadnicové reprezentace kvantové mechaniky relativistická kvantová mechanika základní myšlenky kvantové teorie pole, Feynmanovy diagramy interpretace kvantové mechaniky testy kvantové mechaniky - ohyb molekul na mřížce, jednofotonové pokusy, which-way experimenty,... "populární témata" - kvantová kryptografie, kvantová teleportace, kvantové počítače,...

Literatura

Skála, L. Úvod do kvantové mechaniky. 1. vyd. Praha: Academia, 2005.Formánek, J. Úvod do kvantové teorie, část I. a II. Praha: Academia, 2004 Formánek, J. Úvod do relativistické kvantové mechaniky a kvantové teorie pole, část 1., 2a a 2b. Praha: Academia, 2004Pišút, J.; Zajac R. O atómoch a kvantování. 1. vyd. Bratislava: Alfa, 1983.Štoll, I. Fyzika pro gymnázia. Fyzika mikrosvěta. 3. přeprac. vyd. Praha: Prometheus, 2006.Feynman R. P.; Leighton R. B.; Sands M. Feynmanovy přednášky z fyziky s řešenými příklady 3/3. 1. vyd. Praha: Fragment, 2002.Halliday, D.; Resnick, R.; Walker, J. Fyzika - část 5: Moderní fyzika. 1. vyd. Brno: Vutium, 2006.Feynman, R. Neobyčejná teorie světla a látky. 1. vyd. Praha: AURORA, 2001.Brant, S.; Dahmen, H. D.; Stroh, T. Interactive Quantum Mechanics. New York: Springer-Verlag, 2003. Belloni, M.; Christian, W.; Cox, A. J. Physlet Quantum Physics. An Interactive Introduction. Pearson, Prentice Hall, New Jersey, 2006.Brandt, S.; Dahmen H. D. The picture book of quantum mechanics. 2nd ed. New York: Springer, 1994.Peres, A. Quantum Theory: Concepts and Methods. Kluwer Academic Publishers, 1995.

Garant

RNDr. Zdeňka Koupilová, Ph.D.RNDr. Vojtěch Kapsa, CSc.