KARTA KURSU DLA STUDIÓW DOKTORANCKICH

KARTA KURSU DLA STUDIÓW DOKTORANCKICH- FIZYKA
Nazwa
Mechanika kwantowa I
Nazwa w j. ang.
Quantum mechanics I
Kod
Punktacja ECTS
Koordynator
prof. zw. dr hab. Jacek Migdałek
Zespół dydaktyczny
prof. zw. dr hab. Jacek Migdałek
3
Opis kursu (cele kształcenia)
Zapoznanie studentów z zaawansowanymi zjawiskami kwantowymi oraz wypracowanie sprawności
rachunkowej przy rozwiązywaniu problemów kwantowomechanicznych.
Efekty kształcenia
Efekt kształcenia dla kursu
Doktorant:
Odniesienie do efektów
dla studiów
doktoranckich
DKW01
Wie, Ŝe mechanika kwantowa to narzędzie
opisu stanów układów skwantowanych
D_W02
DKW02
Zna Równanie Schroedingera, Równanie
Kleina-Gordona, Równanie Diraca i ich
rozwiązania
D_W03
DKW03
Zna opis układów jedno i dwuelektronowych
narzędziami nierelatywistycznej i
relatywistycznej mechaniki kwantowej
D_W05
DKW04
Zna opis struktury atomu wieloelektronowego
w świetle nierelatywistycznej i relatywistycznej
mechaniki kwantowej
D_W05
DKW05
Zna systematykę stanów energetycznych i
rodzaje sprzęŜeń momentów pędu w atomie
wieloelektronowym
D_W05
DKW06
Zna metodę pola samouzgodnionego w ujęciu
nierelatywistycznym (metoda Hartree-Focka) i
relatywistycznym (metoda Diraca-Focka)
D_W09,
D_W11,
D_W14
DKW07
Rozumie rolę korelacji międzyelektronowych i
zna metody ich uwzględniania takie jak
wielokonfiguracyjna metoda pola
samouzgodnionego i metody oddziaływania
konfiguracji
D_W09,
D_W11,
D_W14
DKW08
Zna inne przybliŜone metody opisu struktury
układów wieloelektronowych takie jak metody
potencjałów modelowych
D_W09,
D_W11,
D_W14
Wiedza
1
DKW09
Zna definicje charakterystyk radiacyjnych
atomów wieloelektronowych, takich jak
prawdopodobieństwa przejść elektronowych,
czasy Ŝycia, siły i moce oscylatora linii
widmowych i aktualny stan badań w tej
dziedzinie
DKW10
Zna przykłady obliczeń struktury i
D_W16,
charakterystyk radiacyjnych układów
D_W20
wieloelektronowych z uwzględnieniem efektów
relatywistycznych i korelacji
międzyelektronowych
Efekt kształcenia dla kursu
Doktorant:
Umiejętności
Odniesienie do efektów
dla studiów doktoranckich
DKU01
Potrafi stosować narzędzia mechaniki
kwantowej do opisu stanów układów
skwantowanych
D_U01
DKU02
Potrafi krytycznie analizować wyniki obliczeń
teoretycznych
D_U06
DKU03
Zna podstawowe czasopisma naukowe
publikujące wyniki nadań z dziedziny fizyki
D_U07
DKU04
Potrafi korzystać z literatury fachowej, w tym
anglojęzycznej
D_U08
DKU05
Czyta ze zrozumieniem literaturę fachową
D_U20
Efekt kształcenia dla kursu
Doktorant:
Kompetencje
społeczne
D_W20
Odniesienie do efektów
dla studiów doktoranckich
DKSK01
Korzysta z róŜnych źródeł informacji w celu
podnoszenia poziomu wiedzy i umiejętności,
ma nawyk permanentnego uzupełniania
swojej wiedzy
D_K01,
D_K04
DKSK02
Posiada umiejętność prezentowania oraz
uzasadniania i obrony swoich poglądów
naukowych
D_K09
DKSK03
Wykazuje umiejętność rozumienia i
stosowania w praktyce zdobytej wiedzy
D_K12
DKSK04
Ma świadomość znaczenia podejmowania
badań naukowych w dziedzinie fizyki dla
rozwoju nauki i rozwoju cywilizacyjnego
D_K15
2
Organizacja
zajęcia w grupach
Forma zajęć
Wykład
(W)
A
Liczba godzin
K
L
S
P
Z
30
Opis metod prowadzenia zajęć
Podczas wykładów preferowane są metody aktywizujące i motywujące: metody dyskusji, intuicyjne
przedstawianie pojęć abstrakcyjnych oraz historyczne sytuacje problemowe, które doprowadziły do
wyłonienia się danej koncepcji lub teorii; motywujące są wzmianki o zastosowaniach fizycznych
poszczególnych pojęć.
Forma zaliczenia
kursu
Kryteria oceny
Uwagi
Egzamin
Zaliczenie z oceną
Zaliczenie
x
Ocena końcowa jest oceną odpowiedzi na egzaminie ustnym.
BARDZO DOBRY
Student posiada wiedzę i umiejętności wymienione w punktach W1 – W10, U1 – U5
oraz kompetencje K1 – K4 i wykazuje samodzielność, operatywność i twórcze
podejście w ich stosowaniu w procesie edukacyjnym.
DOBRY
Student posiada wiedzę i umiejętności wymienione w punktach W1 – W10, U1 – U5
oraz kompetencje K1 – K4. Wykorzystuje je w procesie edukacyjnym według
wskazówek nauczyciela akademickiego.
DOSTATECZNY
Student posiada wiedzę i umiejętności wymienione w punktach W1 – W10, U1 – U5
oraz kompetencje K1 – K4. Stosuje je w procesie edukacyjnym według
szczegółowych instrukcji nauczyciela akademickiego.
NIEDOSTATECZNY
Student nie opanował wiedzy wymienionej w punktach W1 – W10 ani nie osiągnął
większości wspomnianych umiejętności i kompetencji.
Treści merytoryczne (wykaz tematów)
Wykład: Mechanika kwantowa narzędziem badań struktury układów wieloelektronowych –
Prof. Jacek Migdałek
1. Mechanika kwantowa jako narzędzie opisu stanów układów skwantowanych:
Równanie Schroedingera. Równanie Kleina-Gordona. Równanie Diraca.
2. Atom wodoru i jony wodoropodobne w świetle nierelatywistycznej mechaniki kwantowej
3. Atom helu i jony helopodobne w nierelatywistycznej mechaniki kwantowej
4. Relatywistyczna mechanika kwantowa układów jedno i dwuelektronowych
5. Atom wieloelektronowy - teoria nierelatywistyczna
6. Atom wieloelektronowy – teoria relatywistyczna
7. Systematyka stanów i rodzaje sprzęŜeń w atomie wieloelektronowym
8. Metoda pola samouzgodnionego w ujęciu nierelatywistycznym (metoda Hartree-Focka)
i relatywistycznym (metoda Diraca-Focka)
3
9. Korelacje międzyelektronowe i metody ich uwzględniania.
10. Wielokonfiguracyjne metody pola samouzgodnionego
11. Metody oddziaływania konfiguracji
12. Metody potencjałów modelowych
13. Charakterystyki radiacyjne atomów wieloelektronowych. Prawdopodobieństwa przejść elektronowych.
Moce oscylatora linii widmowych
14. Przykłady obliczeń struktury i charakterystyk radiacyjnych układów wieloelektronowych z uwzględnieniem efektów relatywistycznych i korelacji międzyelektronowych ( w oparciu o wyniki własne)
a) układy z jednym elektronem walencyjnym
b) układy z dwoma elektronami walencyjnymi
Wykaz literatury podstawowej
1. B. Średniawa - Mechanika kwantowa, PWN Warszawa 1970-2000
2. L .I. Schiff - Mechanika kwantowa, PWN Warszawa 1977
3. R. L. Liboff - Wstęp do mechaniki kwantowej, PWN Warszawa 1987
3. I. I. Sobelman - Wwedenie w teoriu atomnykh spektrow, Moskwa 1963 (tłum. ang. Pergamon Press)
4. J. C.Slater - Quantum Theory of Atomic Spectra, McGraw-Hill N. York 1960
5. E.U. Condon, G.H. Shortley - Theory of Atomic Spectra, University Press Cambridge 1963
6. D. R. Hartree - The Calculations of Atomic Structure, J. Wiley & Sons, London 1957
7. R. D. Cowan - The theory of Atomic Structure and Spectra, Univ. of California, Berkeley 1981
8. J. Migdałek - Model- potential methods in atomic structure calculations,
Zesz. Nauk. Uniw. Jag. MXV, Prac. Fiz. Zesz. 32, Kraków 1990
Wykaz literatury uzupełniającej
1. I. Białynicki – Birula, M. Cieplak, J. Kamiński - Teoria kwantów, PWN
2. L. W. Tarasow - Podstawy mechaniki kwantowej,
3. P. A. M. Dirac - The Principles of Quantum Mechanics,
4. D. J. Griffiths - Introduction to Quantum Mechanics.
4