FYS2140 – Kvantefysikk

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 til emnet

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.

Spesielle opptakskrav

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

Du må ha:

  • Matematikk R1 (eller Matematikk S1 og S2) + R2

Og en av disse:

  • 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.

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 8 timer undervisningstilbud per uke:

  • 4 timer forelesning
  • 2 timer gruppeundervisning
  • 2 timer åpent regneverksted 

Emnet vil inkludere 11 sett med ukesoppgaver, hvorav minimum 6 må leveres inn og godkjennes for å kunne ta avsluttende eksamen.

Reglement for obligatoriske innleveringer kan finnes her.

Eksamen

Minimum 6 obligatoriske ukesoppgaver må være godkjent for å kunne gå opp til avsluttende eksamen.

Den endelige karakteren gis med grunnlag i skriftlig hjemmeeksamen (teller 20%) og avsluttende skriftlig eksamen (teller 80%). 

Hjelpemidler til eksamen

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

Eksamensspråk

Eksamensoppgaven gis på norsk. Du kan besvare eksamenen på norsk, svensk, dansk eller engelsk.

Karakterskala

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

Adgang til ny eller utsatt eksamen

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

Tilrettelagt eksamen, kildebruk, begrunnelse og klage

Se mer om eksamen ved UiO

Sist hentet fra Felles Studentsystem (FS) 12. des. 2019 12:15:34

Fakta om emnet

Studiepoeng
10
Nivå
Bachelor
Undervisning
Vår
Eksamen
Vår
Undervisningsspråk
Norsk