NFYB10013U  Kvantemekanik 1 (KM1)

Årgang 2014/2015
Engelsk titel

Quantum Mechanics 1 (KM1)

Uddannelse
Bacheloruddannelsen i de fysiske fag
Bacheloruddannelsen i naturvidenskab og it
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.

Målbeskrivelser

Færdigheder                                                           

  • Benytte bølgemekanikken (Schrödingerligningen) til at finde bølgefunktioner i forskellige potentialer, både i 1 og 3 dimensioner.
  • Kende operatorerne for de forskellige målbare størrelser, såsom sted og impuls, og anvende dem til at udregne fysiske forventningsværdier.
  • Udtrykke en Hamiltonoperator i både Dirac- og matriksnotation og efterfølgende finde egenenergier og egenvektorer.
  • Benytte egenvektorer til at beregne af fysiske 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 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 sammenholde den klassiske mekanik med kvantemekanikken og identificere de afgørende forskelle.
Den studerende øver sig i at lave dimensionsanalyse af fysiske problemer og i at løse simple problemer numerisk.

Annonceres senere

Linear algebra, klassisk mekanik, og partielle lineære differentialligninger.
Forelæsninger, regneøvelser, laboratorieøvelser og computerøvelser.
Point
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.
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 eksamensresultatet. 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
Bedømmelsesform
7-trins skala
Censurform
Ingen ekstern censur
Flere interne bedømmere.
Reeksamen
Hvis der er 10 eller færre tilmeldte er reeksamen en mundtlig eksamen, 30 min, uden forberedelse. Hvis der er over 10 tilmeldt, er det en 4-timers skriftlig eksamen. Eksamen udgør 100% af den samlede karakter.

For at kunne deltage i reeksamen skal man have afleveret tilfredsstillende afleveringsopgaver (se under eksamen for en forklaring på tilfredsstillende). Er afleveringsopgaverne ikke vurderet til at være tilfredsstillende får man muligheden for at aflevere dem igen inden reeksamen.
Kriterier for bedømmelse

 Se målbeskrivelse

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