Kvanttimekaniikan perusteet kaksitilasysteemin avulla: tilavektorit,
operaattorit, mittauksen rooli ja todenäköisyystulkinta. Kvanttimekaaninen aikakehitys ja
Schrödingerin yhtälö. Aaltomekaniikkaa yhdessä ulottuvuudessa:
paloittain jatkuvat kuoppa- ja porraspotentiaalit. Vetyatomin elektronia
kuvaavat kolmiulotteisen Schrödingerin yhtälön ratkaisut.
FYS1010 Matemaattiset apuneuvot I ja FYS1011 Matemaattiset apuneuvot II. Voidaan suorittaa samaan aikaan kurssin FYS1012 Matemaattiset apuneuvot III kanssa.
Kurssin suoritettuaan opiskelija osaa kertoa miksi kvanttimekaniikkaa tarvitaan ja tuntee kvanttimekaniikan teoreettiset perusteet. Opiskelija osaa käsitellä kaksitilasysteemiä ja muodostaa usean kaksitilasysteemin tensoritulon. Opiskelija osaa kvanttimekaniikan aikakehityksen yleiset ominaisuudet ja tunnistaa Schrödingerin yhtälön. Opiskelija tuntee kvanttimekaniikan muotoilun aaltomekaniikan termein ja osaa ratkaista yksiulotteisia potentiaaliongelmia. Opiskelija osaa soveltaa kvanttimekaniikan todennököisyystulkintaa vetyatomin elektronia kuvaaviin kvanttimekaanisiin ratkaisuihin ja tuntee orbitaalin käsitteen.
Luentomoniste. Lisämateriaalina esim. McIntyre, Manogue & Tate, Quantum Mechanics: A Paradigms Approach (Pearson) Harris, Modern Physics (Pearson)
Suoritustavat
Kurssi toteutetaan lähiopetuksena. Kurssin viikkottaisiin tapahtumiin
osallistuminen on pakollista. Tarkemmat tiedot käytänteistä esitetään
kurssin alussa ja kurssin verkkosivulla.
Opintojakso voidaan toteuttaa erilaisena toteutuksena osana koulutusohjelman jatkuvan oppimisen tarjontaa.
Arviointimenetelmät
ja -kriteerit
Kurssi arvostellaan asteikolla 0-5. Arvosanaan vaikuttavat kurssikoe,
laskuharjoitukset ja muut kurssilla käytettävät aktiviteetit. Arvosanan
määräytymisperusteet ilmoitetaan kurssin alussa.
Oppimista
tukevat aktiviteetit ja opetusmenetelmätViikottaiset luennot, opiskelijan itsenäinen työskentely, viikoittain
palautettavat laskuharjoitukset, joita lasketaan osittain laskupajoissa
assistenttien tuella pienryhmissä ja osittain itsenäisesti.
Laskuharjoitukset palautetaan assistenteille jotka pisteyttävät ne.
Kohderyhmät
Fysikaalisten tieteiden kandiohjelman opiskelijat ja muiden koulutusohjelmien opiskelijat. Opintojakso on tarjolla Avoimen yliopiston kautta suomenkielisenä.
Järjestämisajankohta
opetusperiodin tarkkuudella
Opintojakso järjestetään vuosittain kevätlukukaudella 4. periodissa.
Opintojakso kuuluu pakollisena fysiikan (FYS2100), fysiikan laaja-alaisen kandin (FYS2200), teoreettisen fysiikan (FYS2300) ja meteorologian (FYS2500) aineopintokokonaisuuksiin. Muilla fysikaalisten tieteiden opintosuunnilla opintojakson voi sisällyttää valinnaisiin aineopintoihin. Muiden koulutusohjelmien opiskelijat voivat sisällyttää opintojakson fysikaalisten tieteiden opintokokonaisuuksiin (FYS1901 ja FYS1902), teoreettisen fysiikan opintokokonaisuuksiin (FYS1501 ja FYS1502) tai fysiikan aineopintokokonaisuuteen (FYS2700).
Opintojakso kuuluu pakollisena myös fysiikan aineenopettajan aineopintokokonaisuuteen MFK-F200.
