Kursen behandlar grundläggande kunskaper inom området kvantfysik. Kursen inleds med en beskrivning av de experiment och idéer som ledde fram till kvantmekaniken. Vågfunktionen och dess sannolikhetstolkning samt Schrödingerekvationen introduceras och tillämpas på endimensionella problem. Den kvantmekaniska bilden av väteatomen beskrivs och kvanttal för rörelsemängdsmoment och spinn introduceras. Finstruktur i atomspektra och Zeemaneffekt beskrivs översiktligt och optiska spektra för enkla atomer tas upp.
Atomkärnans uppbyggnad och egenskaper behandlas, liksom olika typer av radioaktivt sönderfall, kärnreaktioner, fission och fusion. Strålningens växelverkan med materia tas upp och en orientering om dess påverkan på levande organismer ges. En orientering om elementarpartikelfysik ingår även.
Förväntade studieresultat
Efter genomgången kurs ska den studerande:
- vara väl insatt i några av de experiment som visar att den klassiska fysiken inte räcker till för att förklara atomers struktur och den elektromagnetiska strålningens växelverkan med materia,
- ha kunskap om våg-partikeldualiteten och Heisenbergs obestämbarhetsrelation, vågfunktionen och dess sannolikhetstolkning samt Schrödingerekvationen,
- kunna använda Schrödingerekvationen för enkla kvantfysikaliska problem
- ha kunskap om den kvantmekaniska bilden av väteatomen med tillhörande kvanttal,
- känna till Pauliprincipen och kunna förklara uppbyggnaden av periodiska systemet samt känna till något om atom- och molekylspektra,
- ha kunskap om atomkärnans uppbyggnad, olika typer av radioaktivt sönderfall, kärnreaktioner, fission och fusion samt något om kärnfysikens medicinska tillämpningar,
- vara orienterad om standardmodellen för elementarpartiklar,
- ha utvecklat sin förmåga att analysera och lösa fysikaliska problem,
- ha utvecklat förmågan att planera och genomföra experiment samt att värdera de experimentella resultaten,
- ha utvecklat sin förmåga att skriftligt och muntligt redovisa experimentella undersökningar och problemlösningar.
Behörighetskrav
Univ: MATB20 Analys 3, B samt FYSB06 Vågrörelselära, B eller motsvarande.
Undervisningens upplägg
Undervisningen bedrivs i form av föreläsningar, seminarier, gruppdiskussioner och räkneövningar samt handledning vid laborationer. Laborationer, vissa gruppövningar och seminarier är obligatoriska moment i kursen. Normalt ingår 5-8 gruppdiskussioner. Minst en gruppdiskussion behandlar didaktiska aspekter på kvantfysik/kärnfysik som erbjuds i första hand studenter som tänker bli lärare. Laborationer och vissa gruppdiskussioner redovisas skriftligt och/eller muntligt. Under kursen ska studenten ges tillfälle att utvärdera kursens mål, värdera och bedöma hur kursen administrerats och hur kurstiden disponerats, utvärdera formerna för kunskapsredovisning samt ge synpunkter på kurslitteratur och övrigt undervisningsmaterial. Dessutom ska studenten ges möjlighet att värdera sin egen arbetsinsats.
Examination
Kunskapsredovisningen sker normalt genom muntliga och skriftliga redovisningar under kursens gång samt genom ett skriftligt prov vid kursens slut. Vilka redovisningar som utgör grund för betygssättning redovisas vid kursstart.
På de skriftliga och muntliga redovisningarna sätts normalt betyget Underkänd (U) eller Godkänd (G). På det skriftliga provet sätts betyget Underkänd (U), Godkänd (G) eller Väl godkänd (VG).
På hela kursen ges något av betygen Underkänd (U), Godkänd (G) eller Väl godkänd (VG). För att bli godkänd på hela kursen krävs att muntliga och skriftliga redovisningar är godkända samt att det skriftliga provet är godkänt.
Studerande, som två gånger har underkänts i prov, har rätt att hos styrelsen för institutionen för fysik begära att annan lärare utses att bestämma betyg åt henne/honom vid förnyat prov. Den som godkänts i ett prov får ej undergå förnyat prov för högre betyg.
TILLGODORÄKNANDE
Tillgodoräknande prövas individuellt.
Litteratur
Giltig från:
2007 vecka 35
Modern physics Serway Raymond A., Moses Clement J., Moyer Curt A. 3. ed. : Belmont, Calif. : Brooks/Cole : 2004 : xv, 600, [31] s. : ISBN: 0-534-49339-4 (stud. ed.) Se Umeå UB:s söktjänst
