Timeplan, pensum og eksamensdato

Velg semester

Kort om emnet

Emnet gir en grunnleggende innføring i kvantefysikk, og begynner med en beskrivelse av den historiske utviklingen tidlig i forrige århundre som gjorde det nødvendig å bruke kvantefysikk for å beskrive fenomener som blant annet stråling fra et sort legeme, den fotoelektriske effekt, og Comptonspredning. Fra dette ståstedet utvikler vi så den formelle kvantemekanikken og lærer å regne på enkle systemer ved å bruke Schrödingerligningen, Heisenbergs uskarphetsrelasjon, spinn og Pauliprinsippet. Konkrete anvendelser av kvantemekanikken for å forklare fenomener som tunnellering, atomers egenskaper i det periodiske system, molekyler, samt noe elementær kjerne- og partikkelfysikk blir gjennomgått.

Hva lærer du?

Etter å ha fullført emnet:

  • kjenner du til hovedtrekkene ved den historiske utviklingen av kvantemekanikken og kan diskutere og tolke eksperimenter som avslører materiens bølgeegenskaper, samt hvordan dette motiverer behovet for å erstatte klassisk mekanikk med en bølgeligning.
  • forstår du sentrale begreper og prinsipper i kvantemekanikken slik som Schrödingerligningen, bølgefunksjonen og dens statistiske tolkning, uskarphetsrelasjonen, stasjonære og ikke-stasjonære tilstander, tidsutvikling, samt sammenhengen mellom kvantemekanikk og lineær algebra. Dette inkluderer en forståelse av grunnleggende begreper i statistikk slik som forventningsverdier og varians.
  • kan du på egen hånd løse Schrödingerligningen for enkle systemer i én til tre dimensjoner, både analytisk og ved hjelp av robuste numeriske metoder; bruke løsningen til å beregne sannsynligheter, forventningsverdier, tidsutvikling og uskarpheter; og kunne gi konsise fysiske tolkninger av og begrunnelser for de matematiske resultatene.
  • behersker du begrepene angulærmoment og spinn, samt reglene for kvantisering og addisjon av disse. Du kan gjøre rede for fenomenene Zeemaneffekt og spinn-bane-kobling, hva som menes med identiske partikler og kvantestatistikk, og regne på systemer av identiske partikler, for eksempel for å bestemme bølgefunksjonens symmetriegenskaper og totalt spinn.
  • kan du forklare fysiske egenskaper til elementærpartikler, nukleoner, atomer, molekyler og faste stoffer med utgangspunkt i kvantemekanikken.
  • har du utviklet evnen til selvstendig analytisk arbeid med fysikk gjennom en større hjemmeeksamen.
  • har du kunnskap om hvorfor både tradisjonelle og numeriske løsningsmetoder er viktig for faget, og har erfaringer med å anvende begge typer metoder ved problemstillinger innen kvantefysikk.

Opptak og adgangsregulering

Studenter må hvert semester søke og få plass på undervisningen og melde seg til eksamen i Studentweb.

Dersom du ikke allerede har studieplass ved UiO, kan du søke opptak til våre studieprogrammer, eller søke om å bli enkeltemnestudent.

Forkunnskaper

Obligatoriske forkunnskaper

I tillegg til generell studiekompetanse eller realkompetanse må du dekke spesielle opptakskrav:

En av disse:

  • Matematikk R1
  • Matematikk (S1+S2)

Og en av disse:

  • Matematikk (R1+R2)
  • Fysikk (1+2)
  • Kjemi (1+2)
  • Biologi (1+2)
  • Informasjonsteknologi (1+2)
  • Geofag (1+2)
  • Teknologi og forskningslære (1+2)

De spesielle opptakskravene kan også dekkes med fag fra videregående opplæring før Kunnskapsløftet, eller på andre måter. Les mer om spesielle opptakskrav.

Anbefalte forkunnskaper

Overlappende emner

Vi gjør oppmerksom på at informasjon om overlapp mot gamle og nye emner ikke er fullstendig. Ta eventuelt kontakt med Fysisk institutt på studieinfo@fys.uio.no.

Undervisning

Det er obligatorisk oppmøte til første forelesning. Du mister plassen på emnet dersom gyldig forfall til første forelesning ikke er meldt til Fysisk institutt studieinfo@fys.uio.no før forelesningen starter!

Emnet går over et helt semester med fire timer forelesning hver uke, samt fire timer regneverksted. Emnet vil inkludere 12 sett med ukesoppgaver, hvorav minimum 6 må leveres inn og godkjennes.

Eksamen

Minimum seks obligatoriske ukesoppgaver (minimum to av settene 1-4, to av settene 5-8 og to av 9-12) må være godkjent for å kunne gå opp til avsluttende eksamen.

En skriftlig hjemmeeksamen i form av en innleveringsoppgave teller 20 prosent av karakteren. Avsluttende skriftlig eksamen (4 timer) teller 80 prosent. For å få bestått i emnet må man ha bestått både hjemmeeksamenen og den avsluttende eksamen.

Hjelpemidler

  • Rottman: "Matematisk formelsamling"
  • Øgrim og Lian: "Fysiske størrelser og enheter" eller Angell og Lian: "Fysiske størrelser og enheter."
  • Godkjent kalkulator.
  • Ett A4 ark med egne notater (begge sider av arket).

Karakterskala

Emnet bruker karakterskala fra A til F, der A er beste karakter og F er stryk. Les mer om karakterskalaen.

Begrunnelse og klage

Adgang til ny eller utsatt eksamen

Dette emnet tilbyr både utsatt og ny eksamen. Les mer:

Tilrettelagt eksamen

Søknadskjema, krav og frist for tilrettelagt eksamen.

Evaluering av emnet

Vi gjennomfører fortløpende evaluering av emnet, og med jevne mellomrom ber vi studentene delta i en mer omfattende evaluering.

 

 

Fakta om emnet

Studiepoeng

10

Nivå

Bachelor

Undervisning

Hver vår

Eksamen

Hver vår

Undervisningsspråk

Norsk