Behörighetskrav

60 hp inklusive Transformmetoder, Tillämpad mekanik I/Mekanik II och Elektromagnetism I. Vågor och optik och Fysikens matematiska metoder ska vara genomgångna.

Mål

Efter godkänd kurs ska studenten kunna

• redogöra för den grundläggande kvantmekanikens begrepp och språk,
• utföra enkla beräkningar för kvantmekaniska system utifrån Schrödingerekvationen,
• beskriva atomer och molekyler samt elektronhöljets fysik utifrån kvantmekaniska samband,
• utföra spektroskopiska undersökningar av olika ämnen och tolka resultaten,
• redogöra för kvantfysikens betydelse för tekniska tillämpningar,
• redovisa resultat av experimentella undersökningar muntligt på engelska och belysa deras kvantmekaniska tolkning.

Innehåll

Kvantfysikens experimentella bakgrund, partiklar och atommodeller, fotonen, fotoelektriska effekten, väteliknande atomers spektrum. Översiktligt om speciell relativitetsteori. Spektrum. Korrespondensprincipen. Våg-partikeldualitet, sannolikheter, vågfunktioner, Schrödingerekvationen, vågpaket. Väntevärden, operatorer, osäkerhetsrelationer. Diracformalism.

Endimensionella system, stationära tillstånd, partikel i låda, harmonisk oscillator, transmission, tunnling och reflektion.

Tredimensionella system, väteatomen och enelektronatomer, rörelsemängdsmoment och centralrörelse, övergångar, energinivådiagram, tidsoberoende störningsteori. Flerelektronatomer, spinn, addition av rörelsemängdsmoment, identiska partiklar, fermioner och bosoner, Pauliprincipen, elektronkonfigurationer, Zeemaneffekt, spinn-bankoppling, centralfältsapproximationen, finstrukturnivåer, periodiska systemet, optiska övergångar och röntgenstrålning, spektroskopi.

Översiktligt om tvåatomiga molekyler: bindning, vibrations- och rotationsrörelse, övergångar.

Kvantfysikens betydelse inom tekniska tillämpningar.

Undervisning

Föreläsningar, lektioner, laborationer.

Examination

Skriftlig tentamen vid kursens slut (9 hp) tillsammans med frivillig mittkursexamination. Godkänd mittkursexamination ger bonuspoäng som kan användas på sluttentan och vid ordinarie omtentamenstillfällen.

Laborationer samt muntlig redovisning av laboration på engelska (1 hp).

Om särskilda skäl finns får examinator göra undantag från det angivna examinationssättet och medge att en enskild student examineras på annat sätt. Särskilda skäl kan t.ex. vara besked om särskilt pedagogiskt stöd från universitetets samordnare för studenter med funktionsnedsättning.

Övriga föreskrifter

Kursen kan inte tillgodoräknas som 1FA521 Kvantfysik.