Vanwege de coronamaatregelen kan de onderwijsvorm of tentaminering afwijken. Zie voor actuele informatie de betreffende cursuspagina’s op Brightspace.

Studiegids

nl en

Quantum Mechanics 1

Vak
2021-2022

For English please select the English page top right

Toegangseisen

Analyse 1,2, en 3, Lineaire Algebra 1, Klassieke Mechanica a en Classical Mechanics b. Het is nodig Lineaire Algebra 2 tegelijkertijd te volgen of de stof al te beheersen.

Beschrijving

In de cursus Quantummechanica 1 zetten wij de stap van de klassieke beschrijving van macroscopische objecten met de wetten van de klassieke mechanica, naar de beschrijving van “deeltjes” met een afmeting en massa die zo klein zijn dat ze een quantummechanische aanpak vereisen.
Allereerst wordt de Schrödingervergelijking geïntroduceerd, en de golffunctie met zijn statistische interpretatie. In het tweede deel van het college volgt een formele beschrijving met de introductie van de Hilbertruimte en de herformulering van de quantummechanica in termen van lineaire algebra. Het uiteindelijke doel is een bijna volledige quantumbeschrijving van het waterstofatoom. Hiervoor is het nodig om naar bolsymmetrische systemen in drie dimensies te kijken, en komen de quantumbeschrijving van impulsmoment en spin aan bod.

De onderwerpen die worden behandeld omvatten: de Schrödingervergelijking, Heisenbergs onzekerheidsrelatie, de golffunctie en zijn statistische interpretatie, stationaire toestanden, het golfpakket, Hilbertruimte, tunneling, een deeltje in een oneindige vierkante potentiaalput, de harmonische oscillator, een vrij deeltje, operatoren, ladder operatoren, de Dirac notatie, eigenwaardevergelijkingen, impulsmoment en spin, en de quantumbeschrijving van het waterstofatoom.

Leerdoelen

De quantummechanica is vreemd en tegen-intuïtief, maar tegelijkertijd bijzonder nauwkeurig en effectief in het beschrijven van de resultaten van experimenten. Echte kennis en begrip van de quantummechanica vergen studie van vele eenvoudige voorbeeldsystemen en oefening met de benodigde wiskunde. In dit college doet de student de benodigde kennis op om eenvoudige problemen in de quantummechanica zelf op te lossen, en bouwt daarmee intuïtie en begrip van de quantumwereld.

Rooster

Rooster
Voor gedetailleerde informatie ga naar Timetable in Brightspace

Onderwijsvorm

De colleges volgen het boek van Giffiths en Schroeter, en de student wordt geacht het materiaal voor elk college te lezen (ongeveer 15 pagina's per week). De colleges worden in het Engels gegeven, in de zaal voor zover toegestaan binnen de Covid-maatregelen. De colleges worden in het Engels aangeboden.

Werkcolleges vinden plaats in deelgroepen. Assistenten bieden stapsgewijze instructie bij behandeling van voorbeelden voor het oplossen van problemen, afgewisseld met blokken tijd waarin de student zelfstandig, of in groepjes, aan oplossing van problemen werkt. Ook gedurende deze tijd kan steeds hulp worden ingeroepen.
Zie Brightspace

Toetsing en weging

Schriftelijk tentamen met open vragen. Er is een mogelijkheid om het tentamen te herkansen.

Literatuur

Introduction to Quantum Mechanics, third edition,D.J. Griffiths and D.F. Schroeter,Cambridge University Press,ISBN 978-1-107-18963-8

Brightspace

Bij de cursus wordt gebruik gemaakt van Brightspace. Dit biedt onder ander een overzicht van het cursusmateriaal en het programma per week, alle powerpoint presentaties van de colleges, de vooraf opgenomen videoblokken, de opnamen van de colleges om terug te kijken, de werkcollegeopgaven en -uitwerkingen, en voorbeelden van tentamens en hun uitwerkingen van eerdere jaren.
Registratie voor Brightspace verloopt via uSis d.m.v inschrijving voor een studieonderdeel (tentamen) met studieactiviteit

Contact

Contactgegevens Docent: Prof.dr. Jan van Ruitenbeek)