|
|
Main menu for Browse IS/STAG
Course info
KFY / KVF
:
Course description
Department/Unit / Abbreviation
|
KFY
/
KVF
|
Academic Year
|
2023/2024
|
Academic Year
|
2023/2024
|
Title
|
Quantum Physics
|
Form of course completion
|
Exam
|
Form of course completion
|
Exam
|
Accredited / Credits
|
Yes,
5
Cred.
|
Type of completion
|
Combined
|
Type of completion
|
Combined
|
Time requirements
|
Lecture
3
[Hours/Week]
Tutorial
2
[Hours/Week]
|
Course credit prior to examination
|
Yes
|
Course credit prior to examination
|
Yes
|
Automatic acceptance of credit before examination
|
Yes in the case of a previous evaluation 4 nebo nic.
|
Included in study average
|
YES
|
Language of instruction
|
Czech
|
Occ/max
|
|
|
|
Automatic acceptance of credit before examination
|
Yes in the case of a previous evaluation 4 nebo nic.
|
Summer semester
|
9 / -
|
3 / -
|
0 / -
|
Included in study average
|
YES
|
Winter semester
|
0 / -
|
0 / -
|
0 / -
|
Repeated registration
|
NO
|
Repeated registration
|
NO
|
Timetable
|
Yes
|
Semester taught
|
Summer semester
|
Semester taught
|
Summer semester
|
Minimum (B + C) students
|
not determined
|
Optional course |
Yes
|
Optional course
|
Yes
|
Language of instruction
|
Czech
|
Internship duration
|
0
|
No. of hours of on-premise lessons |
0
|
Evaluation scale |
1|2|3|4 |
Periodicity |
každý rok
|
Evaluation scale for credit before examination |
S|N |
Periodicita upřesnění |
|
Fundamental theoretical course |
Yes
|
Fundamental course |
Yes
|
Fundamental theoretical course |
Yes
|
Evaluation scale |
1|2|3|4 |
Evaluation scale for credit before examination |
S|N |
Substituted course
|
KFY/FYA3
|
Preclusive courses
|
N/A
|
Prerequisite courses
|
N/A
|
Informally recommended courses
|
N/A
|
Courses depending on this Course
|
N/A
|
Histogram of students' grades over the years:
Graphic PNG
,
XLS
|
Course objectives:
|
To introduce principles of quantum physics and statistics: their primary physical meaning, consequences, and actual implementation through the mathematical relationships. To allow the students be able to apply these principles to description of structures and properties of simple systems: combination with theoretical tutorials. To give modern physical background for the studies of special disciplines.
|
Requirements on student
|
Credit: class test.
Examination: knowledge of the theory from the lectures and problems from the tutorials.
|
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.
|
Activities
|
|
Fields of study
|
Studentům jsou k dispozici webové stránky na Courseware se všemi podstatnými informacemi a materiály.
|
Guarantors and lecturers
|
|
Literature
|
-
Recommended:
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.
-
Recommended:
Krempaský, Július. Fyzika. 2. preprac. vyd. Bratislava : Alfa, 1988.
-
Recommended:
GRIFFITHS, D. J., SCHROETER, D. F. Introduction To Quantum Mechanics. 3. vyd. Cambridge: Cambridge University Press, 2018. ISBN 978-11-071896-3-8.
-
Recommended:
Slavík, Jan. Řešené příklady z fyziky. 2., Moderní fyzika. 2., přeprac. vyd. Plzeň : Západočeská univerzita, 2003. ISBN 80-7082-984-2.
-
Recommended:
Ibach, Harald; Lüth, Hans. Solid-state physics : an introduction to principles of materials science. [3rd ed]. Berlin : Springer, 2003. ISBN 3-540-43870-X.
-
Recommended:
Beiser, Arthur. Úvod do moderní fyziky. Praha : Academia, 1975.
-
Recommended:
KULHÁNEK, P. Vybrané kapitoly z teoretické fyziky. Praha: AGA, 2016.
-
On-line library catalogues
|
Time requirements
|
All forms of study
|
Activities
|
Time requirements for activity [h]
|
Contact hours
|
65
|
Preparation for formative assessments (2-20)
|
15
|
Preparation for an examination (30-60)
|
50
|
Total
|
130
|
|
Prerequisites
|
Knowledge - students are expected to possess the following knowledge before the course commences to finish it successfully: |
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 - students are expected to possess the following skills before the course commences to finish it successfully: |
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 - students are expected to possess the following competences before the course commences to finish it successfully: |
N/A |
N/A |
N/A |
|
Learning outcomes
|
Knowledge - knowledge resulting from the course: |
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 - skills resulting from the course: |
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 - competences resulting from the course: |
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 |
|
Assessment methods
|
Knowledge - knowledge achieved by taking this course are verified by the following means: |
Combined exam |
Test |
Skills - skills achieved by taking this course are verified by the following means: |
Combined exam |
Test |
Competences - competence achieved by taking this course are verified by the following means: |
Combined exam |
|
Teaching methods
|
Knowledge - the following training methods are used to achieve the required knowledge: |
Lecture supplemented with a discussion |
Textual studies |
Practicum |
Skills - the following training methods are used to achieve the required skills: |
Practicum |
Task-based study method |
Competences - the following training methods are used to achieve the required competences: |
Discussion |
Students' portfolio |
|
|
|
|