PRIRODNO MATEMATIČKI FAKULTET UNIVERZITETA U NIŠU
ODSEK ZA FIZIKU

STRUČNI NAZIV : diplomirani fizičar za opštu fiziku

 
KVANTNA MEHANIKA
 
Semestar
Fond časova
V
VI
Predavanja
3
3
Teorijske vežbe
2
2
Laboratorijske vežbe
-
-
Praktična obuka
-
-
 
NASTAVNI SADRŽAJ

1 . Izvori mehanike .

Zračenje crnog tela. Fotoelektrični efekat. Komptonov efekat. Atomski spektri i Borov model atoma vodonika. Štern--Gerlahov eksperiment. Ugaoni moment i spin. De Brolj ijeva hipoteza, talasne osobine materije.

2. Talasna funkcija i princip neodređenosti.

Interpretacija talasne funkcije. Talasna funkcija za čestice sa određenim momentom. Talasni paketi. Hajzenbergov princip neodređenosti.

3 . Šredingerova jednačina .

Vremenski zavisna Šredingerova jednačina. Održanje verovatnoće . Očekivane vrednosti , operatori . Prelaz sa kvantne na klasičnu mehaniku , Erenfestova teorema . Vremenski nezavisna Šredingerova jednačina , stacionarna stanja . Kvantovanje energije . Osobine energetskih svojstvenih funkcija . Opšte rešenje vremenski zavisne Šredingerove jednač ine za vremenski nezavisne potencijale . Šredingerova jednačina u impulsnom prostoru .

4. Primeri jednodimenzionalnih problema .

Opšte formule. Slobodna čestica. Potencijalni stepenik''. Potencijalna barijera. Beskonačno duboka potencijalna jama. Potencijalna jama konačne dubine. Linearni harmonijski oscilator. Periodični potencijal.

5. Formalizam kvantne mehanike .

Stanje sistema. Dinamičke varijable i operatori. Razvoj po svojstvenim funkcijama. Komutirajuće observable, kompatibilnost i Hajzenbergove relacije neodređenosti. Unitarne transformacije. Matrične reprezentacije talasnih funkcija i operatora. Šredingerova jednačina i vremenska evolucija sistema. Šredingerova, Hajzenbergova i interakciona slika. Principi simertije i zakoni održanja.

6. Ugaoni moment .

Orbitalni ugaoni moment. Orbitalni ugaoni moment i prostorne rotacije. Svojstvene vrednosti i svojstvene funkcije operatora L 2 i L_z. č estica na sferi i kruti rotator. Uopš teni ugaoni moment, spektar operatora J 2 i J_z. Matrična reprezentacija operatora ugaonog momenta. Spinski ugaoni moment. Spin 1 Ukupni ugaoni moment. Sabiranje ugaonih momenata.

7. Šredingerova jednačina za trodimenzionalne probleme .

Razdvaja nje promenljivih u Dekatrovim koordinatama. Centralni potencijal, razdvajanje promenljivih u sfernim koordinatama. Slobodna čestica. Atom vodonika. Trodimenzionalni izotropni harmonijski oscilator.

8. Aproksimativne metode za vremenski nezavisne probleme .

Vremenski nezavisna perturbaciona teorija za nedegenerisane energetske nivoe . Vremenski nezavisne teorije perturbacije za degenerisane energetske nivoe. Varijacioni metod.

9. Aproksimativne metode za vremenski zavisne probleme .

Vremenski zavisna teorija perturbacija, opšte postavke. Vremenski nazavisna perturbacija. Periodična perturbacija. Adijabatska aproksimacija. Trenutna (iznenadna) aproksimacija.

10. Višečestični problemi .

Uvod. Sistemi identičnih čestica. Čestice spina 1/2 Fermi--gas. Dvoelektronski atomi. Vieš elektronski atomi. Molekuli.

11. Interakcija zračenja sa kvantnim sistemima .

Interakcija elektromagnetnog polja sa jednoelektronskim atomima. Perturbaciona teorija za harmonijske perturbacije i brzina prelaza. Spontana emisija. Izborna pravila za elektri č ne dipolne prelaze . Fotojonizacija .

12. Interakcija kvantnih sistema sa spoljašnjim elektrinim i magnetnim poljima .

Štarkov efekat. Interakcija čestice spina 1/2 sa magnetnim poljem. Jednoelektronski atomi u spoljašnjem magnetnom polju. Magnetna rezonanca.

13. Kvantna teorija rasejanja .

Eksperiment rasejanja i efikasni presek. Potencijalno resejanje, opšte osobine. Metod parcijalnih talasa. Primena metoda parcijalnih talasa. Matrica prelaza i Bornova aproksimacija. Rasejanje identičnih čestica. Rasejanje koje uključuje složene sisteme.

14. Kvantna statistika .

Matrica gustine. Matrica gustine za čestice spina 1/2, polarizacija. Jednačina kretanja za matricu gustine. Kvantno--mehanički ansambli.

15. Osnove ralativističke kvantne mehanike.

Opšte osobine relativističkih jednačina. Jednačina Klejna--Gordona. Dirakova jednačina. Jednačina slobodnog elektrona. Fina struktura nivoa energije atoma vodonika. Stanja sa negativnom energijom. Lembov pomeraj. Fizička svojstva vakuuma.

16. Merenja i interpretacije .

Skrivene varijable. Paradoks Ajntajn--Podolski--Rozen. Belova teorema. Problemi merenja.

 

 

Oblici nastave: Predavanja, računske vežbe i kolokvijumi.

 

Način polaganja ispita: Pismeno i usmeno. Pismeni deo ispita je eliminatoran.

 

 

Literatura:

1 . Bransden B.H. and Joachain C.J., INTRODUCTION TO QUANTUM MECHANICS, Longman Scientific & Technical, Burnt Mill, Harlow, 1990.

2. M. Nikolić , I. Mančev i A. Tančić ., ZBIRKA ZADATAKA IZ KVANTNE MEHANIKE, Filozofski fakultet, Niš , 1997.

3. ???????? ?.?., ???????? ?.?., ????? ?.?., ????? ? ?? ?????????? ????????, ?????, ?????? 1981.

 

Šifra literature:

4. Bransden B.H. and Joachain C.J., PHYSICS OF ATOMS AND MOLECULES, Longman Scientific & Technical, Burnt Mill, Harlow, 1990.

5. Constantinescu F. and Magyari E., PROBLEMS IN QUANTUM MECHANIC, Pergamon Press, Oxford, 1978.

6. Ter Haar D., SELECTED PROBLEMS IN QUANTUM MECHANIC, Infosearch Limited, London 1972.

7. ??????? ?.?, ?????????? ?.?., ??????? ????? ?? ?????????? ???????, ??????????????? ??????????? ???????-??????? ? ?????? ?????????? , ?????? 1957.

8. ?????? ?.?., ??????? ?.?., ????????? ?.?., ?????????? ?.?., ??????? ????? ?? ??????? ??????? ??????, ?????? ?????, ?????? 1972.

9. ?????? ?.?., ? ? ????? ?.?., ??????? ????? ?? ????????????? ??????: ?????????? ????????, ???????? ??????? ??????, ????????????, ?????? 1979.

10. ?????? ?.?., ?????? ?.?., ?????????? ????????, ?????, ?????? 1989.

11. ?????? ?., ????? ? ?? ?????????? ????????, ??? 1 ? ??? 2, ???, ?????? 1974.

12. ?????? ?., ?????????? ????????, ??? 1 ? ??? 2, ?????, ?????? 1978.

13 . ?????? ?., ??????? ????????, ???., ??????? 1983.

14. ??????? ?.?., ?????????? ???????? ?????, ?????? 1973.

 

 

Ispitna pitanja