Kvantemekanik 1 (KM1)

Kursusindhold

Kurset er en første introduktion til kvantemekanik og lægger vægt på kvantefysikens grundlæggende ideer og metoder på et elementært niveau.
Vi starter med bølgefunktionens betydning og Schrödingerligningen med anvendelser og eksempler på simple modelpotentialer. Derefter videreudvikles begrebsapparatet med matrix (Dirac) notationen. Vi afslutter med en gennemgang af brintatomet og kvantiseringen af impulsmoment og spin.

Engelsk titel

Quantum Mechanics 1 (KM1)

Uddannelse

Bacheloruddannelsen i de fysiske fag
Bacheloruddannelsen i naturvidenskab og it

Målbeskrivelse

Færdigheder                                                           

  • Benytte bølgemekanikken (Schrödingerligningen) til at finde bølgefunktioner for forskellige potentialer i 1 dimension samt  sfæriske symmetrisk potentialer i 3 dimensioner.
  • Kende operatorerne for de forskellige målbare størrelser, såsom sted og impuls, og anvende dem til at udregne fysiske forventningsværdier.
  • Kende de stationære løsninger til brintatomet og kunne bruge dem til at beregne fysiske størrelser.
  • Udtrykke en Hamiltonoperator i både Dirac- og matriksnotation og efterfølgende finde egenenergier og egenvektorer samt beregne forventningsværdier af målbare størrelser
  • Kende principperne for beskrivelsen af spin-1/2 partikler, dvs. Paulis spinmatricer og deres egenvektorer.
  • Anvende målepostulatet til at forudsige sandsynligheder for målinger og beskrive hvordan en måling afhænger af tidligere udførte målinger.
  • Lave en numerisk løsning af den tidsuafhængige Schrödingerligning for et vilkårligt potentiale i én dimension

Viden
Den studerende opnår et indgående kendskab til grundelementerne i en kvantemekanisk beskrivelse af ét-partikelsystemerne og får kendskab til løsningerne for en række elementære kvantesystemer.

Kompetencer
Den studerende får kendskab til den kvantemekaniske beskrivelse af naturen, som danner grundlaget for den moderne fysik.
Den studerende vil kunne overføre teori og metoder fra linæer algebra til at kunne beskrive fysiske systemer, herunder ekspansion af funktioner på et basissæt. Den studerende øver sig i at løse simple fysiske problemer numerisk.

Forelæsninger, regneøvelser, laboratorieøvelser og computerøvelser.

Annonceres senere

Linear algebra, klassisk mekanik, og partielle lineære differentialligninger.

ECTS
7,5 ECTS
Prøveform
Løbende bedømmelse
Skriftlig prøve, 4 timer med opsyn.
Løbende bedømmelse: Tre afleveringsopgaver i løbet af kurset, som tæller hver 10 % af den samlede karakter.
Skriftlig prøve: Den afsluttende skriftlige prøve tæller 70 % af den samlede karakter.
Hver af de to dele af eksamen (løbende evaluering, 30% og skriftlig prøve 70%) skal vurderes til minimum karakteren 02 for at det samlede kursus kan bestås
Ved den skriftlige prøve kan der komme opgaver som skal løses numerisk. Alle studerende skal derfor medbringe en bærbar computer til prøven.

Studerende som tidligere har afleveret tilfredsstillende opgaver, men ikke bestået kurset, kan vælge udelukkende at blive vurderet på den skriftlige prøve. Med tilfredsstillende menes her, at man enten har fået godkendt afleveringerne før de talte med i eksamenskarakteren, eller at man har fået vurderet hver af de tre afleveringer til mindst 50% i et af de år hvor det har talt med i karakteren.
Hjælpemidler
Alle hjælpemidler tilladt

OBS: Hvis eksamen afholdes på ITX, stiller ITX computer til rådighed. Egen computer, tablet eller mobiltelefon må i så fald IKKE medbringes. Lærebøger og noter medbringes i papirform eller på USB-stik.

Bedømmelsesform
7-trins skala
Censurform
Ingen ekstern censur
Flere interne bedømmere.
Kriterier for bedømmelse

 Se målbeskrivelse

Enkeltfag dagtimer (tompladsordning)

  • Kategori
  • Timer
  • Forelæsninger
  • 28
  • Praktiske øvelser
  • 15
  • Teoretiske øvelser
  • 28
  • Eksamen
  • 4
  • Forberedelse
  • 131
  • Total
  • 206