Tartalom. Typotex Kiadó

Hasonló dokumentumok
MSC ELMÉLETI FIZIKA SZIGORLAT TÉTELEK. A-01. Tétel A KLASSZIKUS FIZIKA ÉS A NEMRELATIVISZTIKUS KVANTUMMECHANIKA ALAPEGYENLETEI.

Kvantummechanika gyakorlat Beadandó feladatsor Határid : 4. heti gyakorlatok eleje

Bevezetés a modern fizika fejezeteibe. 4. (b) Kvantummechanika. Utolsó módosítás: november 9. Dr. Márkus Ferenc BME Fizika Tanszék

Közös minimum kérdések és Vizsgatételek a Fizika III tárgyhoz

KVANTUMJELENSÉGEK ÚJ FIZIKA

az Aharonov-Bohm effektus a vektorpotenciál problémája E = - 1/c A/ t - φ és B = x A csak egy mértéktranszformáció erejéig meghatározott nincs fizikai

Kvantumos információ megosztásának és feldolgozásának fizikai alapjai

Tárgymutató. dinamika, 5 dinamikai rendszer, 4 végtelen sok állapotú, dinamikai törvény, 5 dinamikai törvények, 12 divergencia,

a Bohr-féle atommodell (1913) Niels Hendrik David Bohr ( )

Bevezetés a modern fizika fejezeteibe. 4. (a) Kvantummechanika. Utolsó módosítás: november 15. Dr. Márkus Ferenc BME Fizika Tanszék

Atommodellek de Broglie hullámhossz Davisson-Germer-kísérlet

Thomson-modell (puding-modell)

A kvantummechanika filozófiai problémái

indeterminizmus a fizikában

Magfizika szeminárium

Atomfizika. FIB1208 (gyakorlat) Meghirdetés féléve 4 Kreditpont 3+2 Összóraszám (elmélet+gyakorlat) 3+2

Szilárdtestek el e ek e tr t o r n o s n zer e k r ez e et e e t

A spin. November 28, 2006

SCHRÖDINGER-EGYENLET SCHRÖDINGER-EGYENLET

A kvantummechanika filozófiai problémái

A kvantummechanika filozófiai problémái

Magszerkezet modellek. Folyadékcsepp modell

Kézirat a Bevezetés a modern fizika fejezeteibe c. tárgyhoz írta: Márkus Ferenc (BME Fizika Tanszék) (utolsó módosítás: november 9.) 4.

[1] (

AZ ELEKTRON MÁGNESES MOMENTUMA. H mágneses erœtérben az m mágneses dipólmomentummal jellemzett testre M = m H forgatónyomaték hat.

ω mennyiségek nem túl gyorsan változnak

Az anyagok kettős (részecske és hullám) természete

Kvantummechanika. - dióhéjban - Kasza Gábor július 5. - Berze TÖK

Császár Attila. Molekularezgések. kvantummechanikája

Hőmérsékleti sugárzás és színképelemzés

2015/16/1 Kvantummechanika B 2.ZH

dinamikai tulajdonságai

Azonos és egymással nem kölcsönható részecskékből álló kvantumos rendszer makrókanónikus sokaságban.

Kifejtendő kérdések június 13. Gyakorló feladatok

Kvantumos jelenségek lézertérben

Kvantummechanikai alapok I.

Hőmérsékleti sugárzás és színképelemzés

Atomok és molekulák elektronszerkezete

Nanotudomány Dióhéjban a kvantummechanikáról. Reichardt András. September 11, 2017

2. ZH IV I.

Az alábbi fogalmak és törvények jelentését/értelmezését/matematikai alakját (megfelelő mélységben) ismerni kell: Newtoni mechanika

Molekulák világa 1. kémiai szeminárium

A kvantummechanika kísérleti előzményei A részecske hullám kettősségről

Az elektromágneses hullámok

XX. századi forradalom a fizikában

Fizikai kémia 2. ZH I. kérdések I. félévtől

Hegedüs Árpád, MTA Wigner FK, RMI Elméleti osztály, Holografikus Kvantumtérelméleti csoport. Fizikus Vándorgyűlés Szeged,

A hőmérsékleti sugárzás

Kvantumszimulátorok. Szirmai Gergely MTA SZFKI. Graphics: Harald Ritsch / Rainer Blatt, IQOQI

January 16, ψ( r, t) ψ( r, t) = 1 (1) ( ψ ( r,

KVANTUMMECHANIKA. a11.b-nek

Univerzalitási osztályok nemegyensúlyi rendszerekben, Ódor Géza

A TANTÁRGY ADATLAPJA

Fizikai mennyiségek, állapotok

Elektronok, atomok. Általános Kémia - Elektronok, Atomok. Dia 1/61

Radiokémia vegyész MSc radiokémia szakirány Kónya József, M. Nagy Noémi: Izotópia I és II. Debreceni Egyetemi Kiadó, 2007, 2008.

1.2 Kötött mikrorészecskék állapotának kvantitatív leírása

Elektronok, atomok. Általános Kémia - Elektronok, Atomok. Slide 1 of 60

Modern fizika vegyes tesztek

Az elméleti mechanika alapjai

DR. BUDO ÁGOSTON ' # i. akadémikus, Kossuth-díjas egyetemi tanár MECHANIKA. Kilencedik kiadás TANKÖNYVKIADÓ, BUDAPEST

Erős terek leírása a Wigner-formalizmussal

Szilárdtestek sávelmélete. Sávelmélet a szabadelektron-modell alapján

1 A kvantummechanika posztulátumai

Elektrodinamika. Maxwell egyenletek: Kontinuitási egyenlet: div n v =0. div E =4 div B =0. rot E = rot B=

a magspin és a mágneses momentum, a kizárási elv (1924) a korrespondencia-elv alkalmazása a diszperziós formulára (1925)

Atomok, elektronok. Általános Kémia - Elektronok, Atomok. Dia 1/61

A Relativisztikus kvantummechanika alapjai

Általános iskolai fizikatanári ( 4+1 ) záróvizsga tételsor

A kvantumelmélet és a tulajdonságok metafizikája

A TételWiki wikiből. c n Ψ n. Ψ = n

Kvantummechanika feladatgyűjtemény

Biofizika. Sugárzások. Csik Gabriella. Mi a biofizika tárgya? Mi a biofizika tárgya? Biológiai jelenségek fizikai leírása/értelmezése

KOVÁCS ENDRe, PARIpÁS BÉLA, FIZIkA II.

Hogyan bírhatjuk szóra a molekulákat, avagy mi is az a spektroszkópia?

2, = 5221 K (7.2)

Atommodellek. Az atom szerkezete. Atommodellek. Atommodellek. Atommodellek, A Rutherford-kísérlet. Atommodellek

Elektronszínképek Ultraibolya- és látható spektroszkópia

Csoportreprezentációk az

I. Fejezetek a klasszikus analízisből 3

Beugró kérdések. Elektrodinamika 2. vizsgához. Számítsa ki a gradienst, divergenciát és a skalár Laplace operátort henger koordinátákban!

Paritássértés FIZIKA BSC III. MAG- ÉS RÉSZECSKEFIZIKA SZEMINÁRIUM PARITÁSSÉRTÉS 1

Elektronok, atomok. Általános Kémia - Elektronok, Atomok. Slide 1 of 60

Fizika II. segédlet táv és levelező

Az anyagszerkezet alapjai. Az atomok felépítése

AZ ELEKTROMÁGNESES SUGÁRZÁS KETTŐS TERMÉSZETE

A kémiai kötés eredete; viriál tétel 1

Wavelet transzformáció

A fény és az igazi véletlen

A Schrödinger-egyenlet és egyszerű alkalmazásai

Bevezetés a részecske fizikába

Stern Gerlach kísérlet. Készítette: Kiss Éva

ATOMMODELLEK, SZÍNKÉP, KVANTUMSZÁMOK. Kalocsai Angéla, Kozma Enikő

Előszó.. Bevezetés. 1. A fizikai megismerés alapjai Tér is idő. Hosszúság- és időmérés.

BŐVÍTETT TEMATIKA a Kondenzált anyagok fizikája c. tárgyhoz

OPTIKA. Fénykibocsátás mechanizmusa fényforrás típusok. Dr. Seres István

Bevezetés a modern fizika fejezeteibe. 4. (e) Kvantummechanika. Utolsó módosítás: december 3. Dr. Márkus Ferenc BME Fizika Tanszék

Mechanika, dinamika. p = m = F t vagy. m t

Optika és Relativitáselmélet II. BsC fizikus hallgatóknak

Bevezetés a részecskefizikába

Átírás:

Tartalom Előszó 13 1. A kvantumelmélet kezdetei 15 1.1. A Planck-féle sugárzási törvény és a szigetelő kristályok hőkapacitása 15 1.2. A fényelektromos jelenség: Lénárd és Einstein 19 1.3. Az atomos gázok színképe: a Rutherford-modelltől a Bohrmodellig 20 1.4. De Broglie: a Bohr-formula értelmezése anyaghullámokkal 23 2. Az anyaghullámok elemi tulajdonságai 25 2.1. Interferenciakísérletek elektrontól C 60 -ig 25 2.2. A szuperpozició elve 26 2.3. Hullámcsomag, csoportsebesség 29 2.4. Mozgás erőtérben 31 2.5. Szemiklasszikus mozgás és átmenet a klasszikus mechanikába 32 2.6. Határozatlansági reláció 33 2.7. Az alapállapot mérete és energiája 35 2.8. Véletlenszerűség és a Born-féle statisztikus értelmezés 36 2.9. Állóhullámok: anyagmegmaradás és komplex amplitúdó 37 3. Schrödinger-egyenlet egy részecskére 39 3.1. A Schrödinger-egyenlet levezetése 39 3.2. A kvantumállapot és a Hamilton-operátor 42 3.3. A hely és impulzus felcserélési relációja 44 3.4. Stacionárius állapotok és az időtől független Schrödinger-egyenlet 45 4. A Schrödinger-egyenlet megoldásainak tulajdonságai 47 4.1. Normálás 47 4.2. A határfeltételek és a spektrum 48 4.3. Anyagmegmaradás és komplex hullámfüggvény: a kontinuitási egyenlet 49 7

8 Tartalomjegyzék 5. A Schrödinger-egyenlet egyszerű megoldásai 51 5.1. Végtelen potenciálgödör kötött állapotai 52 5.2. Tükrözési szimmetria, páros és páratlan megoldások 54 5.3. Véges potenciálgödör 55 5.4. A dobozba zárt részecske, ciklikus határfeltétel, cellák a fázistérben 58 5.5. Alagúteffektus és rezonanciaszórás 61 5.6. A harmonikus oszcillátor stacionárius állapotai 64 6. Az általános formalizmus 69 6.1. Hullámfüggvény és kvantumállapot; megfigyelhető fizikai mennyiségek és operátorok 70 6.2. A mérés statisztikája 72 6.3. Az állapotok Hilbert-tere; teljesség; a kvantummechanikai átlag 74 6.4. Önadjungált operátorok 78 6.5. Operátorok és mátrixok; unitér transzformációk 79 6.6. Folytonos mátrixok; koordináta- és impulzusreprezentáció 83 6.7. Sűrűségmátrix és Wigner-függvény 85 7. Közvetlen következmények 91 7.1. Határozatlansági relációk 91 7.2. Variációs elv a stacionárius állapotokra 93 7.3. Az átlagérték időderiváltja; mozgásállandók; Ehrenfest tételei 94 7.4. Időfejlődés Schrödinger- és Heisenberg-képben 96 7.5. A Hamilton-operátor szimmetriái és a megmaradó mennyiségek 98 7.6. A folytonos szimmetriák generátorai 101 7.7. Általános szimmetriaműveletek: irreducibilis ábrázolások és a spektrum 103 8. A harmonikus oszcillátor: részletek 105 8.1. Az algebrai módszer: keltő és eltüntető operátorok és mátrixelemeik 105 8.2. Koherens állapotok (kvantum-hinta) 108 8.3. Rövid kitekintés: molekula-rezgések, kristályrezgések, csapdába ejtett ion rezgései 110 8.4. A foton 112

9 9. Impulzusmomentum a kvantummechanikában 119 9.1. A pálya-impulzusmomentum operátora; az impulzusmomentum felcserélési relációi 119 9.2. Schrödinger-egyenlet hengerszimmetrikus potenciállal: a Bohr-féle kvantumfeltétel 121 9.3. Schrödinger-egyenlet centrális erőtérben: az energiasajátfüggvények szögfüggése 123 9.4. Szimmetria és szimmetriasértés: paritás; mágneses kvantumszám kontra propellerek és dáliák 126 9.5. Az impulzusmomentum spektruma és mátrixelemei 128 10. A hidrogénatom 133 10.1. A radiális Schrödinger-egyenlet megoldása Coulomb-potenciálra 133 11. Mozgás mágneses térben 139 11.1. Töltött részecske Lagrange-függvénye és Hamilton-operátora mágneses mező jelenlétében 139 11.2. Szabad mozgás: a ciklotron-pályák kvantálása, Landau-szintek 144 11.3. A mértékinvariancia és a vektorpotenciál realitása: Aharonov Bohm-effektus, fluxuskvantálás 146 12. Spin 151 12.1. A feles spin kvantumelmélete: kétkomponensű spinorok és Pauli-mátrixok 151 12.2. Spinorforgatás, kvázispin, qubit 154 12.3. Feles spin állandó mágneses térben: Larmorprecesszió és Rabi-oszcilláció 156 12.4. Repülő feles spin 158 12.5. A feles spin állapotainak mérése (rekonstrukciója) 160 12.6. Mágneses rezonancia 161 13. Perturbációszámítás 165 13.1. Időtől független perturbációszámítás: elfajult és el nem fajult eset 166 13.1.1. Perturbációszámítás nem elfajult esetben 167 13.1.2. Perturbációszámítás elfajult esetben 169 13.2. Időtől függő perturbációk; kölcsönhatási kép; a Fermi-féle aranyszabály 170 13.2.1. Dirac módszere 171 13.2.2. Átmenetek a folytonos spektrumban; a Fermi-féle aranyszabály 173

10 Tartalomjegyzék 13.3. Abszorpció, indukált és spontán emisszió 177 13.3.1. Félklasszikus sugárzáselmélet 179 13.3.2. Spontán emisszió 181 13.3.3. A Planck-törvény Einstein-féle levezetése 186 13.3.4. Dipólátmenetek kiválasztási szabályai 187 14. Szórási folyamatok 191 14.1. Szóráskísérletek: ütközések, reakciók, rugalmatlan és rugalmas szórás, potenciálszórás 191 14.2. Stacionárius potenciálszórás, szórási amplitúdó és hatáskeresztmetszet 192 14.3. Gyors részecske szóródása: Born-közelítés 193 14.4. Összetett tárgy szórási képe 196 14.5. Gömbszimmetrikus potenciál: kifejtés parciális hullámok szerint 197 14.6. Alacsonyenergiás határeset: s-szórás, szórási hossz 200 15. Többrészecskerendszerek kvantummechanikája 203 15.1. A kölcsönható részecskék összefonódása 203 15.2. Tömegközépponti és belső mozgás; elemi és összetett részecskék 205 15.3. Azonos részecskék megkülönböztethetetlensége 207 15.4. Kölcsönhatás nélküli azonos részecskék, egyrészecske-állapotok betöltése, átlagtérközelítés 209 15.5. Atomok és a periódusos rendszer 212 15.6. Viriáltétel 214 15.7. Adiabatikus közelítés, Hellmann Feynman tétel 216 15.8. A kémiai kötés 219 15.9. Impulzusmomentumok összeadása 221 15.10.Einstein Podolsky Rosen paradoxon, Bell-egyenlőtlenség 224 15.11.Környezeti kölcsönhatások, dekoherencia és komplementaritás 230 15.12.Dekoherencia és a sűrűségmátrix 232 16. A szemiklasszikus határeset 235 16.1. Hullámfüggvények WKB közelítésben 236 16.2. Egydimenziós mozgások WKB közelítésben 238 17. Kvantummérés: téma változatokkal 245 17.1. Kvantum-Zénón-effektus 247 17.2. Kölcsönhatás-mentes mérés 249 17.3. Quantum Non-Demolition 250

11 17.4. Kvantum-ugrások 251 17.5. Gyenge mérés utószelekcióval 252 Függelékek 257 A Feynman-féle pályaintegrál 257 B Ion- és atomcsapdák, lézerhśtés 261 C Mśveletek koherens állapotokkal 265 D A kölcsönhatási kép 269 E Dekoherencia: a master-egyenlet 271 E.1. Kétállapotú rendszer oszcillátor-fürdőben: a spin bozon modell 273 E.2. Oszcillátor oszcillátorok fürdőjében 278 E.3. Nagy molekula atomos gázban 280 F A kvantuminformáció elemei 285 F.1. A qubitek hordozói 286 F.2. Az alapvető stratégiák 288 F.3. Kvantum-titkosírás 289 F.4. Klónozás és teleportáció 291 G A Dirac-egyenlet 293 Irodalom 297 Tárgymutató 299