Учебная программа компонента по выбору Квантовая механика Редакция №1 от 09 июня 2016г

Кафедра физики

Курс- 3

Количество кредитов - 2

Лекций - 15

Практические занятия - 15

Лабораторные занятия -

СРО - 60

экзамен - 6 семестр

Составитель

Джелилова Ф.С., преподаватель _________________ « 02.06 » 2016г.
2 ОБСУЖДЕНО

2.1 На заседании кафедры физики

Протокол от «09»06. 2016 года, № 11
Заведующий кафедрой: Маусымбаев С.С. ______________
2.2 На заседании учебно-методического бюро естественно-математического факультета

Протокол от «08. 06 » 2016 года, № 5.

Одобрено и рекомендовано к изданию на заседании Учебно-методического совета университета

Протокол от №1, 08.09. 2016 года.
Председатель УМС, проректор по учебно-методической работе

Искакова Г.К. _____________________________________________________

1. Пояснительная записка: 2

Цель дисциплины

Задачи дисциплины

Компетенции (результаты обучения)

2. Введение 3

3. Основные разделы дисциплины 4

4. Перечень тем практических занятий 5

5. Перечень тем лабораторных занятий 6

6. Перечень тем самостоятельной работы обучающихся 6

7. Список рекомендуемой литературы 7

1 Пояснительная записка:

Дисциплина «Квантовая механика» относится к циклу базовых дисциплин - обязательный компонент (БД-ОК .№3).

- 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.
Компетенции (результаты обучения):

В результате изучения дисциплины студент должен:

- основные понятия и фундаментальные законы квантовой теории;

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

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

- решения основных практических задач.

быть компетентным:

- умение интерпретировать результаты физического эксперимента и использования в практической деятельности современных физических явлений и законов;

- при производстве конкретных задач физики;

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

Операторы физических величин. Линейность и эрмитовость операторов. Коммутаторы. Собственные функции и собственные значения операторов. Соотношение неопределенностей физических величин. Уравнение Шредингера. Уравнение Гамильтона. Интегралы движения. Потенциальная яма. Уравнение непрерывности в квантовой механики. Линейный гармонический осциллятор. Матричная формулировка квантовой механики. Движение частицы в поле центральных сил. Коэффициенты Клебша – Гордана и их свойства. Спин электрона. Теория водородоподобного атома. Спектры. Теория возмущения для стационарных состояний. Векторное уравнение. Системы тождественных частиц в квантовой механике. Фермионы и бозоны. Принцип Паули. Спектральные термы. Правило Хунда. Релятивистские уравнения квантовой механики. Уравнения Дирака. Решения уравнения Дирака для свободной частицы.

3.1.1.Вероятность описание состояний физических систем. Волновая функция.

3.1.2.Физические величины в квантовой механике.

3.1.3.Операторы важнейших физических величин.

3.1.4. Состояния с определенными значениями физических величин.

3.1.5. Соотношение неопределенностей.

3.1.6. Уравнение Шредингера.

3.1.7. Уравнение Шредингера для одной частицы. Уравнение непрерывности.

3.1.8. Изменение средних значений физических величин со временем. Интегралы движения.

3.1.9. Стационарные состояния.

3.1.10. О нахождении волновых функций нестационарных состояний.

3.1.11. Линейный гармонический осциллятор. Четность состояния.

3.1.12. Прямоугольная потенциальная яма.

3.1.13. Представление Шредингера и представление Гейзенберга.

3.1.14. Понятие вектора состояния. Обозначения Дирака «бра» и «кет»

3.1.15. Матричная формулировка кантовой механики.

3.1.16. Чистые и смешанные состояния.
3.2. Раздел 2. Движение в сферически симметричном поле. Математический аппарат теории момента количества движения.

3.2.1. Движение частицы в сферически-симметричном поле (дискретный спектр)

3.2.2. Стационарные состояния для потенциалов притяжения с быстрым затуханием.

3.2.3. Движение частицы в кулоновском поле.

3.2.4. Спиновая волновая функция частицы.

3.2.5. Сложение моментов количества движения.

3.3.1. Вариационный метод

3.3.2. Адиабатическое приближение.

3.3.3. Квазиклассическое приближение.

3.3.4. Теория возмущений для стационарного уравнения Шредингера.

3.3.5. Магнитные и электрические свойства вещества

3.4.1. Понятие симметрии в квантовой механике

3.4.2. Применение теории групп в квантовой механике

3.4.3. Теорема Вигнера-Эккарта

3.4.5. Симметрия молекул и твердого тела .Обращение времени
4. Перечень тем (практических), семинарских занятий

1. Волновая функция и ее свойства

2. Операторы в квантовой механике.

3. Операторы физических величин.

4. Уравнение Шредингера.

5. Теория спина.

6. Стационарное состояния

7. Потенциальная яма

8. Потенциальный барьер

9. Гармонический осциллятор

5.1. О необходимости перехода к квантовым понятиям.

5.2. Корпускулярно-волновой дуализм

5.3. Операторы физических величин. Линейные и эрмитовы операторы

5.4. Свойства собственных функций операторов

5.5. Уравнение Шредингера

5.6. Изменение со временем средних значений наблюдаемых

5.7. Частица в одномерной прямоугольной потенциальной яме

5.8. Общие свойства движения в центрально-симметричном поле

5.9. Элементы теории представлений. Приближенные методы в квантовой механике

5.10. Спин и волновая функция частицы со спином

6.1.1. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. Квантовая механика. –М.: Наука., 1995г

6.1.2. Мултановский В.В., Василевский А.С. Курс теоретической физики Квантовая механика. – М.: Просвещение. 1991 г

6.1.3. Шпольский Э.В. Атомная физика. Т.2 – М.: Наука. 1983.

6.1.4. Галицкий В.М., Карнаков Б.М. Задачи по квантовой механике Ч 1,2. 2001 г.

6.1.5. Кожамкулов Т.А., Жусупов М.А., Иманбеков О.Е., Кванттық механика. Алматы Қазақ университеті, 2006 г.

6.2.1. Тарасов Л.В. Основы квантовой механики. М. Высшая школа, 1982

6.2.2. Балашов В.В., Долинов В.К. Курс квантовой механики. М. МГУ, 1982

6.2.3. Маусымбаев С.С. Кванттық механика. А. Ғылым, 1992

6.2.4. Маусымбаев С.С. Кванттық теорияның шығуы және дамуы. А., Қайнар, 1995

6.2.5. Маусымбаев С.С. Кванттық теория терминдерінің орысша-қазақша сөздігі, А., РБК, 1993

6.2.6. Маусымбаев С.С. Кванттық механика. А., «Халықаралық жазылым агенттігі», 2007

6.2.7. Гречко Л.И., Сугаков В.И. и др. Сборник задач по теоретической физике. М. Высшая школа, 1983

6.2.8. Иродов И.Е. Сборник задач по атомной и ядерной физике. М., Атомиздат, 1971

6.2.9. Истеков К.К., Косов В.Н., Квантовая механика. А, Триумф «Т», 2007.

6.3.1. Полные курсы по общей физике http://www.ph4s.ru.

6.3.2. http://www.toehelp.ru Сайт содержит необходимую литературу (Книги) и др.

6.3.3. Свободная энциклопедия Википедия http://ru.wikipedia.