Kursplan för Kvantfysik

Kursplan fastställd 2023-02-08 av programansvarig (eller motsvarande).

Kursöversikt

  • Engelskt namnQuantum physics
  • KurskodTIF395
  • Omfattning9 Högskolepoäng
  • ÄgareTKTFY
  • UtbildningsnivåGrundnivå
  • HuvudområdeKemiteknik med fysik, Teknisk fysik
  • InstitutionFYSIK
  • BetygsskalaTH - Mycket väl godkänd (5), Väl godkänd (4), Godkänd (3), Underkänd

Kurstillfälle 1

  • Undervisningsspråk Svenska
  • Anmälningskod 57140
  • Max antal deltagare170
  • Blockschema
  • Sökbar för utbytesstudenterNej

Poängfördelning

0123 Laboration 1,5 hp
Betygsskala: UG
1,5 hp
    0223 Inlämningsuppgift 4,5 hp
    Betygsskala: TH
    4,5 hp
      0323 Tentamen 3 hp
      Betygsskala: TH
      3 hp
      • 23 Okt 2023 fm J
      • 05 Jan 2024 fm J
      • 19 Aug 2024 em J

      I program

      Examinator

      Gå till kurshemsidan (Öppnas i ny flik)

      Behörighet

      Grundläggande behörighet för grundnivå
      Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

      Särskild behörighet

      Samma behörighet som det kursägande programmet.
      Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

      Kursspecifika förkunskaper

      Linjär algebra, flervariabelanalys och mekanik.

      Syfte

      Denna kurs syftar till att deltagaren ska bekanta sig med kvantfysikens grundläggande principer. Deltagaren ska genom kursen skaffa sig de matematiska och konceptuella verktygen för att beskriva fysikaliska system i ett kvantmekaniskt sätt och tillämpa dessa verktyg för att förutsäga praktiskt relevanta kvantmekaniska fenomen. Kursen syftar vidare till att ta fram kopplingen mellan kvantmekaniska begrepp och klassisk fysik, kemi och teknologiska tillämpningar. Betoningen ligger på problemlösning.

      Lärandemål (efter fullgjord kurs ska studenten kunna)

      1. Beskriva kvantmekaniska system genom att använda kvanttillstånd, vågfunktioner och sannolikhetsamplituder.
      2. Förutsäga partikelrörelse i endimensionella och tredimensionella (sfäriskt symmetriska) potentialer,inklusive ”partikel i en låda”, den harmoniska oscillatorn och väteatomen.
      3. Förklara kvantmekaniska fenomen med hjälp av vågfunktionens kollaps, interferens, och osäkerhets- samt uteslutningsprinciperna.
      4. Redogöra för hur kvantmekaniska metoder tillämpas i kemi och teknologi.

      Innehåll

      1. Experimentell bakgrund: varför behövs kvantfysik?
      2. Sannolikhet och sannolikhetsamplituder
      3. Tillstånd och vågfunktioner
      4. Position- och rörelsemängdsoperatorer samt Hamiltonianen
      5. Mätning och väntevärden
      6. Tidsberoende och tidsoberoende Schrödingerekvationer
      7. Fria partiklar
      8. Endimensionella potentialer: bundna tillstånd, spridning och tunnling
      9. Den harmoniska oscillatorn
      10. Störningsteori
      11. Rotationer, rörelsemängdsmoment och spinn
      12. Väteatomen (inkl. finstruktur)
      13. Flerpartikelsystem
      14. Atomer och molekyler
      15. Kvantdatorer

      Organisation

      Föreläsningar och räkneövningar. En laboration vid vald tid under kursens gång.

      Litteratur

      "Introduction to Quantum Mechanics" av David J. Griffiths

      Examination inklusive obligatoriska moment

      Består av tre delar:
      1. Inlämningsuppgifter (20% x 3)
      2. Laboration (obligatorisk närvaro)
      3. Tentamen (40%)

      För att bli godkänd (3) krävs minst 40 % av totalpoängen från de tre inlämningsuppgifterna, minst 40 % av totalpoängen på tentan och att ha blivit godkänd på en laboration. För att erhålla högre betyg behövs, förutom ovanstående, att den viktade summan från inlämningsuppgifterna (viktad som 60 %) och tentan (viktad som 40 %) överstiger 60 % (för betyg 4) respektive 80 % (för betyg 5).

      Kursens examinator får examinera enstaka studenter på annat sätt än vad som anges ovan om särskilda skäl föreligger, till exempel om en student har ett beslut från Chalmers om pedagogiskt stöd på grund av funktionsnedsättning.