|
Lecturer(s)
|
-
Vlček Karel, doc. Mgr. Ph.D.
|
|
Course content
|
Quantum physics: experimental results, wave-corpuscle duality, Heisenberg uncertainty relations, Schrodinger equation, energy quantization, spontaneous and stimulated emission (laser), postulates of quantum theory, potential well, tunnel effect, harmonic oscillator, atom and molecule of hydrogen. Statistical physics: basic principles of quantum statistics, fermions and bosons.
|
|
Learning activities and teaching methods
|
- Contact hours
- 65 hours per semester
- Preparation for an examination (30-60)
- 50 hours per semester
- Preparation for formative assessments (2-20)
- 15 hours per semester
|
| prerequisite |
|---|
| Knowledge |
|---|
| formulovat Newtonovy pohybové zákony a popsat matematické prostředky pro jejich řešení |
| charakterizovat vlastnosti harmonického oscilátoru a jeho rezonance |
| formulovat termodynamické věty a definovat statistickou entropii |
| formulovat zákony elektrostatiky a elektrokinetiky |
| popsat vlastnosti elektromagnetického pole, sestavit Maxwellovy rovnice |
| Skills |
|---|
| řešit diferenciální rovnice popisující zákony mechaniky a interpretovat jejich výsledky |
| analyzovat interakci dvou harmonických oscilátorů a vysvětlit vznik a vlastnosti charakteristických oscilačních módů a energií |
| odvodit účinnost cyklických termodynamických procesů |
| odvodit vlastnosti elektromagnetického záření ve vakuu řešením Maxwellových rovnic |
| Competences |
|---|
| N/A |
| N/A |
| N/A |
| learning outcomes |
|---|
| Knowledge |
|---|
| vysvětlit princip vlnově-částicové duality mikrosvěta |
| popsat pravděpodobnostní charakter částicové vlny, vysvětlit Heisenbergovu relaci neurčitosti |
| sestavit Schrödingerovu rovnici jakožto fundamentální zákon popisující mikročástici |
| popsat kvantování fyzikálních veličin a s tím související kvantová čísla, popsat strukturu atomu vodíku |
| vysvětlit princip metastabilních stavů a podstatu laseru |
| zobecnit Schrödingerovu rovnici pro relativistické mikročástice, vysvětlit existenci spinu a antičástic |
| formulovat princip nerozlišitelnosti mikročástic, popsat jejich výměnný charakter, popsat strukturu atomu helia |
| porovnat zákony kvantové statistiky se zákony statistiky klasické |
| Skills |
|---|
| vyjmenovat a objasnit důvody vzniku kvantové fyziky |
| aplikovat Heisenbergovy relaci neurčitosti na odhad měřitelnosti fyzikálních veličin |
| řešit a interpretovat výsledky Schrödingerovy rovnice v jednoduchých případech |
| na základě Ehrenfestova teorému vysvětlit, proč a jak kvantové veličiny mikročástic souvisejí s klasickými veličinami makročástic |
| analyzovat a zdůvodnit vliv relativistických efektů na objev zcela nových vlastností mikročástic |
| porovnat kvantové statistické vlastnosti souboru nerozlišitelných fermionů a bosonů, výsledky uvést do souvislosti se supravodivostí látek |
| Competences |
|---|
| vychází z požadavků formulovaných v předpokladech předmětu a dále je rozvíjí a zdokonaluje - samostatně získává další odborné znalosti, dovednosti a způsobilosti studiem teoretických poznatků oboru v anglicky psané literatuře - prezentuje vhodným způsobem svou práci i sám sebe před publikem, věcně a kvalifikovaně argumentuje v odborné rozpravě - jednoduchým způsobem dokáže přesvědčit i laické publikum o mimořádných zvláštnostech zákonů mikročástic a jejich potenciálních možností pro tvorbu nových technologií našeho makrosvěta |
| teaching methods |
|---|
| Knowledge |
|---|
| Lecture supplemented with a discussion |
| Textual studies |
| Practicum |
| Skills |
|---|
| Practicum |
| Task-based study method |
| Competences |
|---|
| Discussion |
| Students' portfolio |
| assessment methods |
|---|
| Knowledge |
|---|
| Combined exam |
| Test |
| Skills |
|---|
| Combined exam |
| Test |
| Competences |
|---|
| Combined exam |
|
Recommended literature
|
-
Beiser, Arthur. Úvod do moderní fyziky. Praha : Academia, 1975.
-
GRIFFITHS, D. J., SCHROETER, D. F. Introduction To Quantum Mechanics. 3. vyd. Cambridge: Cambridge University Press, 2018. ISBN 978-11-071896-3-8.
-
Ibach, Harald; Lüth, Hans. Solid-state physics : an introduction to principles of materials science. [3rd ed]. Berlin : Springer, 2003. ISBN 3-540-43870-X.
-
Krempaský, Július. Fyzika. 2. preprac. vyd. Bratislava : Alfa, 1988.
-
KULHÁNEK, P. Vybrané kapitoly z teoretické fyziky. Praha: AGA, 2016.
-
Slavík, Jan. Řešené příklady z fyziky. 2., Moderní fyzika. 2., přeprac. vyd. Plzeň : Západočeská univerzita, 2003. ISBN 80-7082-984-2.
-
Úlehla, Ivan; Suk, Michal; Trka, Zbyšek. Atomy, jádra, částice : Celost. vysokošk. učebnice pro stud. matematicko-fyzikálních a přírodověd. fakult. 1. vyd. Praha : Academia, 1990. ISBN 80-200-0135-2.
|