NFYB24001U Kvantemekanik 1 (KM1)

Årgang 2024/2025
Engelsk titel

Quantum Mechanics 1 (KM1)

Uddannelse

Bacheloruddannelsen i fysik

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.

Målbeskrivelser

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.

 

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.

 

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.

Annonceres senere i Absalon.

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

Linear algebra, klassisk mekanik, og partielle lineære differentialligninger.
Forelæsninger, regneøvelser, laboratorieøvelser og computerøvelser.
  • Kategori
  • Timer
  • Forelæsninger
  • 28
  • Forberedelse (anslået)
  • 117
  • Teoretiske øvelser
  • 28
  • Praktiske øvelser
  • 15
  • Vejledning
  • 14
  • Eksamen
  • 4
  • I alt
  • 206
Skriftlig
Løbende feedback i undervisningsforløbet
Point
7,5 ECTS
Prøveform
Skriftlig stedprøve, 4 timer med opsyn.
Krav til indstilling til eksamen

Fire afleveringer skal godkendes.

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