Předmět Kvantová a statistická fyzika (OPT / SZZA4)

Na serveru studentino.cz naleznete nejrůznější studijní materiály: zápisky z přednášek nebo cvičení, vzorové testy, seminární práce, domácí úkoly a další z předmětu OPT / SZZA4 - Kvantová a statistická fyzika, Přírodovědecká fakulta, Univerzita Palackého v Olomouci (UP).

Materiál	Typ	Datum	Počet stažení

Obsah

Základní experimenty kvantové mechaniky, de Brogliho vlnová délka, Stern-Gerlachův experiment, záření absolutně černého tělesa, fotoefekt. Základní konstanty a veličiny mikrosvěta, Planckova konstanta, Bohrův poloměr, Comptonova vlnová délka, Bohrův magneton.Základní pojmy kvantové mechaniky, reprezentace fyzikálních veličin, kvantový stav a operátory, superpozice stavů a interference. Měření v kvantové mechanice, statistická interpretace, kompatibilní a nekompatibilní měření, relace neurčitosti.Dynamika kvantových systémů. Stacionární a časově závislá Schrödingerova rovnice, hustota toku pravděpodobnosti, stacionární stavy. Heisenbergovy pohybové rovnice.Řešení pohybové rovnice pro jednoduché kvantové systémy, potenciálová jáma, harmonický oscilátor, spin a dvouhladinový model kvantového systému. Příklady: laser, maser a NMR.Schrödingerova rovnice pro atom vodíku, centrifugální potenciál, separace proměnných, kvantová čísla, spin, elektronové konfigurace, soustava prvků. Symetrie v kvantové mechanice, zákony zachování. Identické částice, rotace, operátor parity a operátor permutace.Kinetická teorie plynů, princip molekulárního chaosu, základní rovnice pro tlak plynu, věta o ekvipartici, vnitřní energie ideálního plynu. Maxwellův zákon pro rozložení rychlostí molekul plynů. Střední volná dráha molekuly, reálné plyny, rovnice van der Waalsova, Joule-Thomsonův jev.Statistická mechanika a statistický smysl termodynamických zákonů. Fázový prostor, pravděpodobnost rozdělení, Maxwellův-Boltzmannův rozdělovací zákon, rychlost molekul. Mikrokanonický, kanonický a grandkanonický statistický soubor, partiční funkce. Odvození termodynamických veličin z partiční funkce. Tepelná kapacita krystalů.Základní pojmy kvantové statistiky. Bose-Einsteinův rozdělovací zákon. Fermi-Diracův rozdělovací zákon. Záření absolutně černého tělesa. Planckův zákon.Elektronový obal atomu. Základní modely atomů a jejich elektronová struktura. Atomová spektra a jejich vlastnosti. Rentgenové záření. Mendělejevův periodický systém prvků.Jádro atomu. Základní parametry a modely jádra atomu, jaderné síly, mezonové pole, silné a elektromagnetické interakce. Typy jaderných reakcí (mono a binukleární), účinný průřez, energetická bilance jaderných procesů. Přirozená a umělá radioaktivita. Jaderná energetika.

Získané způsobilosti

Vysvětlit podstatu a interpretovat data, rozlišit a klasifikovat zadaný problém, předpovídat chování daných jevů.

Literatura

Úlehla, I.; Suk, M.; Trka, Z. Atomy, jádra, částice. Academia Praha, 1990. Davidov A. S. Kvantová mechanika, SPN 1978. Sakurai J. J. Modern Quantum Mechanics. Addison-Wesley, New York, 1994. ISBN 0201539292.Kvasnica J. Statistická fyzika, SNTL Praha, 1983. Formánek, J. Úvod do kvantové teorie. Academia, Praha, 1983. Beiser. A. Úvod do moderní fyziky. Academia Praha, 1975. Čulík F., Noga M. Úvod do štatistickej fyziky a termodynamiky. Alfa, Bratislava, 1982. Sakurai, J. J. Modern Quantum Mechanics. Addison-Wesley, New York, 1994. ISBN 0201539292.

Požadavky

Znalosti v rozsahu přednášené problematiky

Garant

prof. RNDr. Zdeněk Hradil, CSc.