Bartłomiej Wiendlocha

Dydaktyka: wstęp do fizyki kwantowej

Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej AGH
Nanoinżynieria Materiałów oraz Mikro- i Nanotechnologie w Biofizyce. Studia 1 stopnia, 2 rok, semestr zimowy 2025/2026.
Wykłady: poniedziałki, 15.00-16.30, sala B, D-10.

O przedmiocie

• Przedmiot wprowadza w tematykę fizyki kwantowej od jej początków i przełomowych doświadczeń do zastosowania równania Schrödingera do opisu różnych systemów fizycznych. Na ćwiczeniach rachunkowych studenci rozwiązują zadania związane z tematyką wykładów. Przedmiot kończy się egzaminem.
• Sylabus przedmiotu dostępny w bazie Sylabus AGH
  
• Tematyka wykładów
  1. Doświadczalne podwaliny mechaniki kwantowej
  2. Postulaty mechaniki kwantowej, operatory, Równanie Schrödingera, funkcja falowa, interpretacja probablistyczna, zasada nieoznaczoności Heisenberga, równanie Heisenberga
  3. Przykłady rozwiązań równania Schrödingera (stany związane w studni potencjału, stany rozproszeniowe, bariera potencjału, tunelowanie, pakiet falowy, oscylator harmoniczny)
  4. Nierozróżnialność cząstek, zakaz Pauliego, spin, bozony i fermiony.
  5. Moment pędu, ruch w polu sił centralnych
  6. Modele atomu, atom wodoru w teorii Schrödingera, orbitalny i spinowy moment magnetyczny
  7. Oddziaływanie spin-orbita
  8. Rachunek zaburzeń pierwszego rzędu
  9. Atomy wieloelektronowe - zniesienie degeneracji względem momentu pędu, ekranowanie powłok, układ okresowy pierwiastków
  10. Efekty Zeemana i Starka
  11. Cząsteczki dwuatomowe i wiązania chemiczne
  12. Kwantowe gazy fermionów i bozonów.

Materiały Dydaktyczne

• slajdy wykorzystywane na wykładzie 1 i 2.
• Przydatne informacje na temat gęstości stanów
• Zadania na ćwiczenia na stronie dr Gabriela Kuderowicza https://view.fis.agh.edu.pl/staff/kuderowiczg/
  
  
  Polecam Państwa uwadze serwis OPEN AGH a w szczególności internetowe modularne e-podręczniki do fizyki:
  
• Mechanika i Termodynamika
  
• Elektromagnetyzm i Optyka
  
• Elementy Fizyki Współczesnej
  

Literatura:

• Dae Mann Kim, Introductory Quantum Mechanics for Applied Nanotechnology, Wiley 2015. Do pobrania za darmo poprzez BG AGH.
• L. I. Schiff, Mechanika kwantowa, PWN 1977
• R. Eisberg, R. Resnick, Fizyka kwantowa atomów, cząsteczek, ciał stałych, jąder i cząstek elementarnych, PWN 1983
• A. S. Dawydow, Mechanika Kwantowa. PWN 1967
• L. D. Landau, E. M. Lifszyc, Mechanika kwantowa, PWN 2011
• Iwo Białynicki-Birula, Marek Cieplak, Jerzy Kamiński, Teoria kwantów Mechanika falowa, PWN
• Fizyka dla szkół wyższych, tom 3, openstax (darmowy internetowy podręcznik, również w wersji pdf)
• Fizyka, tom 4 i 5, Halliday, Resnick, Walker, PWN. Wersje drukowane lub tutaj dostęp darmowy poprzez BG AGH i platformę IBUK
• Fizyka współczesna / Paul A. Tipler, Ralph A. Llewellyn, wyd. 5, PWN 2011. Wersja angielska: Modern Physics 5th ed (lub 6th ed)
• M. Baj i in.: "Zadania i problemy z fizyki", tom 4.
• I.E. Irodov: "Zadania z fizyki atomowej i jądrowej"
• J. Brojan i in.: "Zbiór zadań z mechaniki kwantowej".

Ogłoszenia

Konsultacje

Zasady zaliczenia przedmiotu

Ocena końcowa jest średnią ważoną ocen z ćwiczeń audytoryjnych (waga 1/3) oraz egzaminu (waga 2/3).