SZZL4

Předmět: Kvantová a statistická fyzika

Katedra/Zkratka: OPT/SZZL4

Rok: 2011

Garant: 'Prof. RNDr. Zdeněk Hradil, CSc.'

Anotace: Základní experimenty kvantové mechaniky, de Brogliho vlnová délka, Stern-Gerlachův experiment, záření absolutně černého tělesa,

Přehled látky:
1.Základní experimenty kvantové mechaniky, de Brogliho vlnová délka, Stern-Gerlachův experiment, záření absolutně černého tělesa, fotoefekt. Základní konstanty a veličiny mikrosvěta, Planckova konstanta, Bohrův poloměr, Comptonova vlnová délka, Bohrův magneton. 2.Základní pojmy kvantové mechaniky, representace fyzikálních veličin, kvantový stav a operátory, superpozice stavů a interference. 3.Měření v kvantové mechanice, statistická interpretace, kompatibilní a nekompatibilní měření, relace neurčitosti. 4.Dynamika kvantových systémů. Stacionární a časově závislá Schrödingerova rovnice, hustota toku pravděpodobnosti, stacionární stavy. Heisenbergovy pohybové rovnice. 5.Řešení pro jednoduché kvantové systémy, potenciálová jáma, harmonický oscilátor, spin a dvouhladinový model kvantového systému. Příklady: laser, maser a NMR. 6.Schrödingerova rovnice pro atom vodíku, centrifugální potenciál, separace proměnných, kvantová čísla, spin, elektronové konfigurace, soustava prvků. 7.Symetrie v kvantové mechanice, zákony zachování. Identické částice, rotace, operátor parity a operátor permutace. 8.Statistická mechanika a statistický smysl termodynamických zákonů. Fázový prostor, pravděpodobnost rozdělení, Maxwellův-Boltzmannův rozdělovací zákon, rychlost molekul. 9.Mikrokanonický, kanonický a grandkanonický statistický soubor, partiční funkce. 10.První princip termodynamiky, entropie, druhý princip termodynamiky. Termodynamické potenciály. Souvislost mezi statistickými a termodynamickými veličinami. 11.Základní pojmy kvantové statistiky. Bose-Einsteinův rozdělovací zákon. Fermi-Diracův rozdělovací zákon. Záření absolutně černého tělesa. Planckův zákon. 12.Elektronový obal atomu. Základní modely atomů a jejich elektronová stuktura. Atomová spektra a jejich vlastnosti. Rentgenové záření. Mendělejevův periodický systém prvků. 13.Jádro atomu. Základní parametry a modely jádra atomu, jaderné síly, mezonové pole, silné a elektromagnetické interakce. Typy jaderných reakcí (mono a binukleární), účinný průřez, energetická bilance jaderných procesů. Přirozená a umělá radioaktivita.