Εισαγωγή στην Κβαντική Φυσική

ΜΑΘΗΣΙΑΚΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ

Με την ολοκλήρωση του μαθήματος οι φοιτητές/ήτριες θα διαθέτουν:

• Γνώση και κριτική κατανόηση της ανάγκης εισαγωγής της κβαντομηχανικής.
• Γνώση και βασική κατανόηση θεμελιωδών εννοιών της κβαντομηχανικής.
• Γνώση και κατανόηση του μαθηματικού φορμαλισμού της κβαντομηχανικής.
• Γνώση και δεξιότητες στην επίλυση μονοδιάστατων προβλημάτων.
• Ικανότητα ανάδειξης των κβαντικών μηχανισμών σε σύγχρονες εφαρμογές.

 

Αναλυτικά, οι φοιτητές θα είναι σε θέση:

• Να περιγράψουν προβλήματα στο μικρόκοσμο με την κβαντομηχανική.
• Να αναλύσουν τα βασικά κβαντομηχανικά μεγέθη που σχετίζονται με συγκεκριμένο πρόβλημα.
• Να εφαρμόσουν τις κατάλληλες μαθηματικές αρχές που διέπουν την κβαντομηχανική.
• Να επιλύουν βασικά προβλήματα κβαντομηχανικής.
• Να εφαρμόσουν τις γνώσεις τους για την ερμηνεία σύγχρονων εφαρμογών με τις έννοιες της κβαντικής φυσικής.

 

Γενικές Ικανότητες

• Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση των απαραίτητων τεχνολογιών: μελέτη και ανάλυση προβλημάτων στο μικρόκοσμο με την κβαντομηχανική.
• Αυτόνομη εργασία: επίλυση ενδιάμεσων ασκήσεων στο τέλος κάθε ενότητας.

 

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

Το περιεχόμενο της θεωρίας του μαθήματος κατανέμεται σε 13 εβδομάδες ως εξής:

1. 1η Εβδομάδα: Εισαγωγή, αναθεώρηση της κλασικής θεωρίας
2. 2η Εβδομάδα: Η κβάντωση της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας
3. 3η Εβδομάδα: Η κβάντωση στα άτομα, θεωρία του Bohr, αρχή κυματοσωματιδιακού δυισμού.
4. 4η Εβδομάδα: Υλικά κύματα, εξίσωση του Schrodinger
5. 5η Εβδομάδα: Βασικές στατιστικές έννοιες, ερμηνεία της κυματοσυνάρτησης
6. 6η Εβδομάδα: Εισαγωγή τελεστών, αρχή της αβεβαιότητας
7. 7η Εβδομάδα: Ολοκληρωμένη στατιστική ερμηνεία και επέκτασή της στο συνεχές φάσμα
8. 8η Εβδομάδα: Μετρήσεις στην κλασική και στην κβαντική φυσική, διατήρηση πιθανότητας και η χρονική εξέλιξη κβαντομηχανικού συστήματος
9. 9η Εβδομάδα: Η μαθηματική γλώσσα της κβαντομηχανικής
10. 10η Εβδομάδα: Συμμετρία και νόμοι διατήρησης
11. 11η Εβδομάδα: Απειρόβαθο και τετραγωνικό δυναμικό, δέσμιες καταστάσεις σωματιδίων
12. 12η Εβδομάδα: Καταστάσεις σκέδασης, φαινόμενο σήραγγας
13. 13η Εβδομάδα: Ανασκόπηση και προετοιμασία τελικής εξέτασης

 

ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΦΟΙΤΗΤΩΝ

Γραπτή Εξέταση: 80%
Ενδιάμεσες Ασκήσεις: 20%
Προαιρετικά: επίλυση ασκήσεων για προετοιμασία στην τελική εξέταση.

 

ΣΥΝΙΣΤΩΜΕΝΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

1. Στοιχειώδης κβαντική φυσική, Στέφανος Τραχανάς, Εκδόσεις ΙΤΕ-Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης, ISBN 978-960-524-345-6, 2012.
2. Κβαντομηχανική Ι, Θεμελιώδεις αρχές, απλά συστήματα, δομή της ύλης, Στέφανος Τραχανάς,
    ΙΤΕ-Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης, ISBN 978-960-524-206-0, 2009.
3. Σύγχρονη Φυσική, R. Serway, C. Moses, C. Moyer, Εκδόσεις ΙΤΕ-Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης, ISBN 978-960-524-059-2, 2009.