Программа дисциплины «Квантовая механика»

«Квантовая механика»

для специальности 5В011000 - «Физика»

ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

ДЛЯ ПРЕПОДАВАТЕЛЯ

Семей

ПРЕДИСЛОВИЕ

1. РАЗРАБОТАНО

Составитель _______ «__» ____ 2013г. Маусымбаев С.С., д.п.н., профессор
2. ОБСУЖДЕНО

2.1. На заседании кафедры «Физики»

Протокол № 1 от 11.09.2013 года
Заведующий кафедрой ___________ Маусымбаев С.С.
2.2. На заседании учебно-методического бюро физико-математического факультета

Протокол №1 от 12.09.2013года

3. УТВЕРЖДЕНО

Одобрено и рекомендовано к изданию на заседании Учебно-методического совета университета
Протокол № от « »______ 2013года
Председатель УМС ____________ Искакова Г.К.
4. ВВЕДЕНО ВПЕРВЫЕ

Содержание

1. 
   Область применения
   
2. 
   Нормативные ссылки
   
3. 
   Общие положения
   
4. 
   Содержание учебной дисциплины (модуля)
   
5. 
   Перечень тем для самостоятельной работы студентов
   
6. 
   Учебно-методическая карта по дисциплине
   
7. 
   Карта обеспеченности учебно-методической литературой
   
8. 
   Литература
   

2. 
   НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ
   

Настоящая программа дисциплины для преподавателя устанавливает порядок организации учебного процесса по дисциплине «Физика» в соответствии с требованиями и рекомендациями следующих документов:

- Государственный общеобязательный стандарт образования соответствующего уровня образования;

- Типовой учебный план специальности «5В011000» – «Физика»;

- СТУ 042-СГУ-4-2013 Стандарт университета «Общие требования к разработке и оформлению учебно-методических комплексов дисциплин»;

- ДП 042-1.01-2013 Документированная процедура «Структура и содержание учебно-методических комплексов дисциплин».

2. 
   ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
   

Особенности новедения микрообъекта. Состояния и наблюдения в квантовой механике. Уравнение Шредингера и законы сохранения. Одномерное движение. Движение в центрально – симметричном поле. Элементы теории представлений. Приближенные методы в квантовой механике. Спин электрона. Системы тождественных частиц. Атомы и молекулы. Элементы теории излучения.

- подготовка специалистов, умеющих грамотно решать многочисленные практически и теоретически важные задачи, в том числе возникающие на стыке различных научных направлений;

- формировать основные понятия и представления нерелятивистской квантовой механики -фундаментальной физической теории, изучающей движение микрочастиц во внешних полях при скоростях далеких от скорости света.

- дать студентам глубокое понимание закономерности микромира. Студент должен получить четкое представление о физической природе явлений, подчиняющихся квантовым законам, научиться интерпретировать квантовые процессы. Главное внимание следует уделить фундаментальным общим и приближенным методам, с тем, чтобы студент знал границы их применимости и умел ими эффективно пользоваться на практике.

- показать особенности квантового описания движения частиц в потенциальных полях;

- показать квантовые подходы к описанию атома, рассеяния частиц, переходов между состояниями.

3.4 Результаты обучения:

В результате изучения дисциплины студент должен:

- основные понятия и фундаментальные законы квантовой теории;

- знаниями, достаточными для использования квантовых представлений при анализе микромира;

- основные квантовые понятия, используемые при изучении микромира;

- объяснять фундаментальные понятия нерелятивистской квантовой механики, физически интерпретировать квантовые процессы;

- общие законы квантовой механики;

- представление о границах применимости квантовой теории;

- навыки работы с научной, учебно-методической и справочной литературой,

- навыки решения основных практических задач.
3.5 Пререквизиты курса:

• 
  механика
  
• 
  молекулярная физика
  
• 
  электричество и магнетизм
  
• 
  оптика
  
• 
  физика атома и атомного ядра
  
• 
  классическая механика
  
• 
  электродинамика и СТО
  
• 
  математический анализ
  
• 
  методы математической физики
  
• 
  аналитическая геометрия и линейная алгебра
  
• 
  теория вероятности и математическая статистика
  

• 
  статистическая физика
  
• 
  теория атомного ядра и элементарных частиц
  
• 
  электронная теория вещества
  

Таблица 1

Таблица 2

Наименование тем и их содержание	Количество часов
1	2
МОДУЛЬ I. Общие положения квантовой теории
Лекционные занятия
О необходимости перехода к квантовым понятиям. Необходимость вероятностной интерпретации движения квантовой частицы. Волновая функция. Принцип суперпозиции. -Особенности поведения микрообъектов. Гипотеза де Бройля. Элементы теории вероятности. Принцип неопределенности Гейзенберга. Описание состояния частицы в квантовой механике. Волновая функция.	1
Операторы физических величин. Линейные и эрмитовы операторы. -Операторы и их свойства. Линейные и эрмитовые операторы. Самосопряженность операторов.	1
Свойства собственных функций операторов. Средние значения физических величин. Условия совместной измеримости наблюдаемых величин. -Собственные значения и собственные функции операторов. Условия совместной измеримости. Соотношение неопределенностей.	1
Уравнение Шредингера. Уравнение непрерывности в квантовой механике. -Полное и стационарное уравнения Шредингера. Плотность потока вероятности и тока.	1
Изменение со временем средних значений наблюдаемых. Теоремы Эренфеста. Интегралы движения. -Интегралы движения. Симметрия пространства и времени. Четность квантовых состояний.	1
Частица в одномерной прямоугольной потенциальной яме. Линейный гармонический осциллятор. - Энергия и волновые функции гармонического осциллятора. Надбарьерное рассеяние и прохождение частиц через барьер.	1
Общие свойства движения в центрально-симметричном поле. Частица в кулоновском поле. - Свободное движение частицы, ее волновые функции. Частица в кулоновском поле, ее энергия и волновые функции.	1
Практические занятия
Операторы в квантовой механике. Свойства линейности и эрмитовости операторов. Произведение операторов. Вычисление коммутаторов	2
Операторы физических величин. Операторы координаты, импульса, кинетической энергии и Гамильтона	2
Уравнение Шредингера. Решение уравнения Шредингера	1
Стационарные состояния. Нахождение решения уравнения Шредингера для стационарных задач	1
Законы сохранения. Сохранение энергии и момента импульса	1
МОДУЛЬ II. Приложения квантовой теории
Лекционные занятия
Элементы теории представлений. Приближенные методы в квантовой механике. - Теория представлений. Приближенные методы. Предельный переход к классической механике	1
Спин и волновая функция частицы со спином. Уравнение Шредингера для частицы со спином. - Спин. Волновая функция с учетом спина. Уравнение Шредингера со спином. Обменное взаимодействие.	1
Волновая функция системы частиц. Уравнение Шредингера для системы частиц. Принцип Паули. -Операторы для системы частиц. Тождественные частицы. Применение принципа Паули.	1
Оператор Гамильтона и уравнение Шредингера для атома. Атом водорода. - Уравнение Шредингера для атома. Типы связей. Энергетические уровни атома водорода	1
Вероятность квантовых переходов. - Квантовые переходы. Элементы теории излучения	1
Неопределенность и ширина уровня - Неопределенность и ширина энергетического уровня, квазистационарное состояние и время жизни	1
Борновское приближение. - Амплитуда рассеяния. Формула Резерфорда	1
Молекулы. - Типы связей в молекулах.	1
Практические занятия
Одномерное движение. Решение задач на одномерное движение	1
Потенциальные барьеры. Определение коэффициента прозрачности и отражения	1
Движение в кулоновском поле. Нахождение формулы для энергии водородоподобного атома.	1
Теория возмущений. Рассмотрение возмущения при наличии вырождения	1
Теория спина. Нахождение собственных функции и собственных значений оператора спина.	1
Атомы. Задачи на принцип Паули. Парагелий и ортогелий. Задачи на заполнение энергетических состояний атомов	1
Теория излучения. Нахождение коэффициента Эйнштейна	1
Упругое рассеяние.	1

5 ПЕРЕЧЕНЬ ТЕМ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ

5.1. Динамические переменные в квантовой механике

5.2. Динамические уравнения квантовой механики

5.3. Законы сохранения физических величин

5.4. Некоторые приложения квантовой механики

5.5. Приближенные методы

5.6. Учет спина частицы

5.7. Многочастичная система. Переходы между состояниями

5.8. Теория излучения

5.9. Упругое рассеяние частиц

6. 
   УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКАЯ КАРТА ПО ДИСЦИПЛИНЕ
   

Таблица 3

Тема		Наглядные пособия, ТСО, плакаты, стенды	Вопросы для самостоятельного изучения	Форма контроля
Лекционного занятия	Практического занятия
1	2	3	4	5
Введение. Общие положения квантовой теории		К.ф.№67,68 Пл.№66,97,162	Гипотезы Планка, Эйнштейна, Бора и де Бройля	Проверка конспекта
Динамические переменные в квантовой	Операторы в квантовой механике		Операторы	Проверка домашнего задания
Уравнение Шредингера и его применение	Собственные функции и собственные значения	Пл. №165	Импульсное представление	Проверка конспекта
Общие свойства движение в центральных полях	Изменение квантово-механических величин со времением		Линейный осциллятор	Проверка домашнего задания
Приближенные методы в квантовой механике	Прохождение частиц через потенциальный барьер		Эффект Штарка	Проверка конспекта
Элементы теории представлений	Движение в кулоновском поле		Квантовые переходы	Проверка конспекта
Теория излучения	Момент количества движения в квантовой механике		Упругое рассеяние	Проверка конспекта

6. 
   КАРТА ОБЕСПЕЧЕННОСТИ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЙ ЛИТЕРАТУРОЙ
   

Таблица 4

Наименование учебников, учебно-методических пособий	Количест-воэкземп-ляров	Количе-ство студен- тов	Про- цент обеспе- ченно-сти
Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. Квантовая механика. –М.: Наука., 1995г	/6	/4
Мултановский В.В., Василевский А.С. Курс теоретической физики Квантовая механика. – М.: Просвещение. 1991 г	/11	/4
Шпольский Э.В. Атомная физика. Т.2 – М.: Наука. 1983	/49	/4
Галицкий В.М., Карнаков Б.М. Задачи по квантовой механике Ч 1,2. 2001 г	/25	/4
Кожамкулов Т.А., Жусупов М.А., Иманбеков О.Е., Кванттық механика. Алматы Қазақ университеті, 2006 г.	25/	28/4
Дополнительная литература
Тарасов Л.В. Основы квантовой механики. М. Высшая школа, 1982	/5	/5
Балашов В.В., Долинов В.К. Курс квантовой механики. М. МГУ, 1982	/20	/7
Маусымбаев С.С. Кванттық механика. А. Ғылым, 1992	41/	28/
Маусымбаев С.С. Кванттық теорияның шығуы және дамуы. А., Қайнар, 1995	25/	28/
Маусымбаев С.С. Кванттық теория терминдерінің орысша-қазақша сөздігі, А., РБК, 1993	25/	28/
Маусымбаев С.С. Кванттық механика. А., «Халықаралық жазылым агенттігі», 2007	39/	28/
Гречко Л.И., Сугаков В.И. и др. Сборник задач по теоретической физике. М. Высшая школа, 1983	/10	/4
Иродов И.Е. Сборник задач по атомной и ядерной физике. М., Атомиздат, 1971	/5	/4
Истеков К.К., Косов В.Н. Квантовая механика А., Триумф «Т», 2007.	/25	/4
Всего:		28/4	100/100

8.ЛИТЕРАТУРА:
Основная литература:

1. 
   Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. Квантовая механика. –М.: Наука., 1995г
   
2. 
   Мултановский В.В., Василевский А.С. Курс теоретической физики Квантовая механика. – М.: Просвещение. 1991 г
   
3. 
   Шпольский Э.В. Атомная физика. Т.2 – М.: Наука. 1983.
   
4. 
   Галицкий В.М., Карнаков Б.М. Задачи по квантовой механике Ч 1,2. 2001 г.
   
5. 
   Кожамкулов Т.А., Жусупов М.А., Иманбеков О.Е., Кванттық механика. Алматы Қазақ университеті, 2006 г.
   

Дополнительная литература:

1. 
   Тарасов Л.В. Основы квантовой механики. М. Высшая школа, 1982
   
2. 
   Балашов В.В., Долинов В.К. Курс квантовой механики. М. МГУ, 1982
   
3. 
   Маусымбаев С.С. Кванттық механика. А. Ғылым, 1992
   
4. 
   Маусымбаев С.С. Кванттық теорияның шығуы және дамуы. А., Қайнар, 1995
   
5. 
   Маусымбаев С.С. Кванттық теория терминдерінің орысша-қазақша сөздігі, А., РБК, 1993
   
6. 
   Маусымбаев С.С. Кванттық механика. А., «Халықаралық жазылым агенттігі», 2007
   
7. 
   Гречко Л.И., Сугаков В.И. и др. Сборник задач по теоретической физике. М. Высшая школа, 1983
   
8. 
   Иродов И.Е. Сборник задач по атомной и ядерной физике. М., Атомиздат, 1971
   
9. 
   Истеков К.К., Косов В.Н., Квантовая механика А, Триумф «Т», 2007.
   

Каталог: ebook -> umkd
umkd -> Мамандығына арналған Сұлтанмахмұттану ПӘнінің ОҚУ-Әдістемелік кешені
umkd -> Қазақстан Республикасының
umkd -> Қазақстан Республикасының
umkd -> Студенттерге арналған оқу әдістемелік кешені
umkd -> ПӘннің ОҚУ Әдістемелік кешені 5В011700 «Қазақ тілі мен әдебиеті» мамандығына арналған «Ұлы отан соғысы және соғыстан кейінгі жылдардағы қазақ әдебиетінің тарихы (1941-1960)» пәнінен ОҚытушыға арналған пән бағдарламасы
umkd -> «Балалар әдебиеті» пәніне арналған оқу-әдістемелік материалдар 2013 жылғы №3 басылым 5 в 050117 «Қазақ тілі мен әдебиеті»
umkd -> ПӘннің ОҚУ-Әдістемелік кешенінің
umkd -> 5 в 011700- Қазақ тілі мен әдебиеті
umkd -> 5 в 011700- Қазақ тілі мен әдебиеті
umkd -> «Филология: қазақ тілі» мамандығына арналған

жүктеу/скачать 179,22 Kb.

Достарыңызбен бөлісу: