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.

I laboratoriet vil vi udføre eksperimenter, der introducerer og træner fundamentale kvantefænomener.

Engelsk titel

Quantum Mechanics 1 (KM1)

Uddannelse

Bacheloruddannelsen i fysik
 

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, impuls og energi, og anvende dem til at udregne fysiske forventningsværdier.
  • Kende de stationære løsninger til brintatomet og kunne bruge dem til at beregne fysiske størrelser.
  • Kende og kunne den anvende den kvantemekaniske beskrivelse for impulsmomenter.
  • 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.
  • Kunne udføre målinger på simple kvantesystemer og rapportere systematisk på resultaterne, inklusive eksperimentel afprøvning af grundlæggende kvanteteori.

 

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 vil kunne benytte eksperimentelle observationer til at motivere grundlæggende koncepter og lovmæssigheder i kvantemekanik.

Forelæsninger, regneøvelser, laboratorieøvelser og computerøvelser.

Annonceres senere i Absalon.

Kan fx være "Introduction to Quantum Mechanics" af D. Griffiths.

Linear algebra, klassisk mekanik, og partielle lineære differentialligninger.

Skriftlig
Løbende feedback i undervisningsforløbet
ECTS
7,5 ECTS
Prøveform
Skriftlig stedprøve, 4 timer med opsyn.
Krav til indstilling til eksamen

Det er et krav for at deltage i eksamen at følgende er godkendt og gyldigt senest en uge før eksamen: 

Fire afleveringer. 

Hvis en aflevering ikke godkendes i første forsøg kan den genafleveres op til en uge efter bedømmelsen (eller i forbindelse med reeksamen).

Hjælpemidler
Alle hjælpemidler tilladt
Bedømmelsesform
7-trins skala
Censurform
Ekstern censur
Reeksamen

Samme som ordinær eksamen.

Hvis der er 10 eller færre tilmeldte, ændres reeksamen til en mundtlig prøve på 30 minutter uden forberedelsestid. 

Der kan ikke ses bort fra krav om aflevering af opgaver. Studerende der ikke opfylder kravet skal følge kurset igen. Hvis den studerende har deltaget, men ikke fået godkendt afleveringer, skal de godkendes senest 2 uger før reeksamen.

Kriterier for bedømmelse

 Se målbeskrivelse

Enkeltfag dagtimer (tompladsordning)

  • Kategori
  • Timer
  • Forelæsninger
  • 28
  • Forberedelse (anslået)
  • 117
  • Teoretiske øvelser
  • 28
  • Praktiske øvelser
  • 15
  • Vejledning
  • 14
  • Eksamen
  • 4
  • Total
  • 206

Kursusinformation

Undervisningssprog
Dansk
Kursusnummer
NFYB24001U
ECTS
7,5 ECTS
Niveau
Bachelor
Varighed

1 blok

Placering
Blok 3
Skemagruppe
B
Kapacitet
Ingen begrænsning – medmindre du tilmelder dig i eftertilmeldingsperioden (BA og KA) eller som merit- eller enkeltfagsstuderende.
Studienævn
Studienævn for Fysik, Kemi og Nanoscience
Udbydende institut
  • Niels Bohr Institutet
Udbydende fakultet
  • Det Natur- og Biovidenskabelige Fakultet
Kursusansvarlige
  • Kim Splittorff   (5-7774706d784472666d326f7932686f)
  • Klaus Mølmer   (12-76776c807e39787a7778707d4b796d74397680396f76)
Underviser

Klaus Mølmer
Kim Splittorff
Leonardo Midolo (lab koordinator)

Gemt den 14-02-2024

Are you BA- or KA-student?

Are you bachelor- or kandidat-student, then find the course in the course catalog for students:

Courseinformation of students