FYSA2031 Kvanttimekaniikka, osa A (4–6 op)

Avaa opintojakson esite Sisussa

Opinnon taso:

Aineopinnot

Arviointiasteikko:

0-5

Suorituskieli:

suomi

Vastuuorganisaatio:

Fysiikan laitos

Opetussuunnitelmakaudet:

2017-2018, 2018-2019, 2019-2020

Kuvaus

Sisältö

Aaltofunktio ja sen ominaisuudet; paikka- ja liikemääräoperaattorit, epämääräisyysperiaate; ajasta riippumaton Schrödingerin yhtälö ja kvantittuminen; vapaa hiukkanen, tasoaalto, liikemäärä liikevakiona; potentiaalikaivo ja harmoninen värähtelijä; muita yksiulotteisia potentiaaleja, sidotut ja sirontatilat; Hilbertin avaruus, hermiittiset operaattorit ja niiden matriisiesitykset, Diracin merkintä.

Suoritustavat

Harjoitustehtävät, laboratoriotyöt, perinteinen tentti.

Arviointiperusteet

Opintojakson suorittamiseen vaaditaan, että opiskelija saa vähintään opettajan määräämän hyväksymispisterajan mukaisen kokonaispistemäärän arvioinnin kohteista (harjoitustehtävät, laboratoriotyöt, tentti). Opettaja päättää arvioinninkohteiden osuudet opintojakson kokonaispisteistä.

Osaamistavoitteet

Opintojakson suoritettuaan opiskelija ymmärtää aaltofunktion ja sen tilastollisen tulkinnan ja osaa käsitellä todennäköisyysjakaumia joissa diskreettejä tai jatkuvia muuttujia. Hän ymmärtää kvanttimekaanisen operaattorin merkityksen sekä osaa käsitellä paikka- ja liikemääräoperaattoria ja ymmärtää niiden komplementaarisuuden. Hän osaa käsitellä Schrödingerin yhtälöä sekä aalto- että operaattorimekaniikan menetelmin. Hän ymmärtää yksiulotteisen harmonisen värähtelijän merkityksen ja osaa ratkaista yksiulotteisia (paloittain jatkuvia) potentiaaliongelmia. Hän ymmärtää sidottujen ja sirottavien kvanttitilojen sekä aaltopaketin merkityksen, kvanttimekaniikan lineaarisuuden ja siihen liittyvän formaalin rakenteen sekä hermiittisen operaattorin merkityksen ja ominaisuudet.

Lisätietoja

Ajankohta syyslukukauden 1. periodi. Nanotieteen koulutusohjelmassa opintojakso suoritetaan 4 op laajuisena ilman laboratoriotöitä, jos se on osa kandidaatintutkinnon pääaineopintoja.

Esitietojen kuvaus

Fysiikan peruskurssit, erityisesti FYSA2001 Moderni fysiikka, osa A sekä lineaarialgebran (ja -analyysin) tiedot.

Kirjallisuus

Griffiths: Introduction to Quantum Mechanics. 2nd Edition, Cambridge University Press, ISBN-10 1107179866, ISBN-13 9781107179868.

Suoritustavat

Tapa 1

Valitaan kaikki merkityt osat

Suoritustapojen osat

Julkaisematon arviointikohde