Kursen behandlar grundläggande kunskaper om begrepp och relationer inom kvantfysiken och den är en bas för fortsatta studier inom fysiken, t.ex. fasta tillståndets fysik, och dess tillämpningar. I anslutning till kursens centrala områden ges exempel på tekniska tillämpningar av relevans för energiproduktion. I kursen behandlas ljusets kvantisering och materievågor, grundläggande kvantmekanik innefattande väteatomen och spinn, atomfysik och molekylfysik med koppling till elementär laserteknik, kärnfysik med reaktorteknik och strålskydd, samt värmestrålning.
Förväntade studieresultat
Efter genomgången kurs ska den studerande kunna:
- beskriva 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,
- beskriva våg-partikeldualiteten och Heisenbergs obestämbarhetsrelation, vågfunktionen och dess sannolikhetstolkning samt Schrödingerekvationen,
- förklara och använda Schrödingerekvationen för enkla kvantfysikaliska problem,
- beskriva den kvantmekaniska bilden av väteatomen med tillhörande kvanttal,
- redogöra för Pauliprincipen och förklara uppbyggnaden av periodiska systemet samt översiktligt redogöra för optiska spektra och molekylspektra,
- redogöra för atomkärnans uppbyggnad, olika typer av radioaktivt sönderfall, kärnreaktioner, fission och fusion samt något om kärnfysikens energitekniska tillämpningar,
- beskriva standardmodellen för elementarpartiklar,
- tillämpa kunskaper för att analysera och lösa kvantfysikaliska problem,
- planera och genomföra experiment samt att värdera experimentella resultat,
- skriftligt och muntligt redovisa experimentella undersökningar och problemlösningar.
Behörighetskrav
Univ: För tillträde till kursen krävs Differentialekvationer (MATB24, 5p) samt El- och vågrörelselära (5FY012, 7,5 hp) eller motsvarande kunskaper.
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. Laborationer och vissa gruppdiskussioner redovisas skriftligt och/eller muntligt.
Examination
Kunskapsredovisningen sker dels i form av muntlig och skriftlig rapportering av laborationer, dels i form av ett prov vid kursens slut. Provet är normalt skriftligt. På rapporter sätts något av betygen Underkänd (U) eller Godkänd (G). Vid det avslutande provet sätts något av betygen Underkänd (U), Godkänd (3), Icke utan beröm godkänd (4) eller Med beröm godkänd (5).
På hela kursen sätts något av betygen Underkänd (U), Godkänd (3), Icke utan beröm godkänd (4) eller Med beröm godkänd (5). För att bli godkänd på hela kursen krävs att samtliga prov och obligatoriska moment är godkända. Den som godkänts i ett prov får ej undergå förnyat prov för högre betyg.
En student som utan godkänt resultat har genomgått två prov för en kurs eller en del av en kurs, har rätt att få en annan examinator utsedd, om inte särskilda skäl talar emot det (HF 6 kap. 22 §). Begäran om ny examinator ställs till styrelsen för Institutionen för fysik.
TILLGODORÄKNANDE
Tillgodoräknande prövas individuellt.
Litteratur
Giltig från:
2008 vecka 2
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
