Εφαρμοσμένη κβαντομηχανική: Άτομα
Πανεπιστήμιο Κρήτης
Τμήμα Φυσικής
Έτος: 2016
Διδάσκων: Στέφανος Τραχανάς
Περιγραφή Μαθήματος
Όπως είναι ήδη σαφές από τον τίτλο του, τούτο εδώ είναι ένα μάθημα κβαντομηχανικής προσανατολισμένο όμως εξαρχής όχι τόσο στον μαθηματικό φορμαλισμό της και την ανάπτυξη της θεωρίας καθ' εαυτή, αλλά στον πραγματικό κόσμο που η θεωρία καλείται να εξηγήσει και που η κατανόησή του αποτελεί τη βάση όλης της σύγχρονης τεχνολογίας. Θεωρώντας γνωστές τις βασικές αρχές και τις πιο απλές εφαρμογές της το μάθημα ξεκινά με μια εισαγωγική εβδομάδα που έχει σαν στόχο να δημιουργήσει το αναγκαίο κοινό υπόβαθρο γνώσεων για όλους τους φοιτητές. Το κύριο μέρος του μαθήματος αρχίζει με τη θεωρία της αρχής του Pauli και των βασικών προσεγγιστικών μεθόδων και προχωρά αμέσως στην εφαρμογή τους στον κόσμο των ατόμων με βασικό στόχο την κατανόηση του περιοδικού συστήματος των στοιχείων.
Video-Διαλέξεις
Διάλεξη 01: Βασική κβαντομηχανική
Η χρονανεξάρτητη εξίσωση Schrödinger, οι κβαντικοί αριθμοί nℓm και η φυσική τους σημασία. Από την τροχιακή στροφορμή στο σπίν.
Διάλεξη 02: Η αρχή του Pauli
Η αρχή της μη διακρισιμότητας των ταυτόσημων σωματιδίων. Η αρχή του Pauli για σωματίδια με σπίν 1/2 . Οι κυματοσυναρτήσεις χώρου και σπίν και η μεταξύ τους σχέση.
Διάλεξη 03: Προσεγγιστικές μέθοδοι
Το θεώρημα του ... πιο φτωχού! Η αφετηρία της μεθόδου των μεταβολών. Η φυσική της μεθόδου. Μια σύντομη εισαγωγή στη μέθοδο των διαταραχών.
Διάλεξη 04: Άτομα: Ποιοτική περιγραφή
Η ακριβής περιγραφή ενός πολυηλεκτρονιακού ατόμου. Το πρόβλημα των ηλεκτρονιακών απώσεων. Ο μικρός περιοδικός πίνακας. Ο κανόνας του Hund και η θεωρητική του εξήγηση με βάση την αρχή του Pauli. Έργο ιοντισμού: Οι γενικές τάσεις μεταβολής του πάνω στον μικρό περιοδικό πίνακα.
Διάλεξη 05: Άτομα: Προσεγγιστικοί υπολογισμοί
Σύντομη εισαγωγή στη θεωρία διαταραχών. Ανασκόπηση: Οι δύο βασικές προσεγγιστικές μέθοδοι της Κβαντομηχανικής. Προκαταρκτικά: Ποια είναι η διαταραχή.