FAFA 55, Ht2013 Kvantfysikaliska koncept Heiner Linke, heiner.linke@ftf.lth.se Kvantfysik: Vad handlar kursen om? Kursprogram: inlärningsmål, betygsättning etc.
Kvant -fysik: Alla former av energi och materie uppträder i kvanta : små, väldefinierade delmängder. Ljus består utav fotoner, energipaket som inte går att dela på. Laddning kommer i form av elektroner med var sin elementarladdning e. Även en elektrons energi kan inte ha vilket värde som helst.
Allting kan beskrivas med hjälp vågor Alla partiklar och energipaket uppför sig som vågor! Partikel och våg samtidigt?! Partikel - våg dualiteten.
Vågbilden har konsekvenser Obestämbarhetsrelationer Sannolikhetstolkning Vi behöver ge upp en del säkerhet och behöver vänja oss vid sannolikheter Schrödingerekvationen beskriver vågorna.
Fler konstiga effekter Tunnling: att kunna gå genom en vägg utan att skada väggen eller sig själv! (om man är mycket liten...) Tillämpas i elektroniska komponenter Superposition: att vara två saker (t.ex. död och levande) samtidigt. Kan leda till kvantdatorer, datorer som för vissa typer av problem kan bli mycket kraftfullare än dagens datorer. Entanglement: en händelse på ett ställe påverkar med omedelbar effekt vad som händer långt borta. Kan tillämpas redan nu för super-avlyssningssäker informationsöverföring.
Om kursen (se kursprogram): Kurshemsida Kursböcker Poäng och betygsättning 3 hp för godkänt projekt samt tre laborationer. Inget betyg. 6 hp för godkända inlämningsuppgifter (20%) och tentamen (80%). Betygsatt. Föreläsningar. Se veckoplan på kurshemsidan. Övningar Obligatoriska övningar (måndag/tisdag). Fast tid. Se Uppgifter på hemsidan för förhandsinfo. Frivilliga övningar (torsdag). Valfri tillfälle. Inlämningsuppgifter Inlämning senast fredag kl 13.00 (fack utanför H221 om ni bestämmer något annat med handledaren) Obligatoriska uppgifter Extrauppgifter Laborationer Laboration 1: Läsvecka 1. Förberedelsuppgifter. Ingen rapport. Laboration 2: Läsvecka 3. Förberedelsuppgifter. Ingen rapport. Laboration 3: Läsvecka 4-7. Teoridiskussioner, praktisk del, laborationsrapport.
Inlärningsmål (se kursplan) KVANTMEKANIK Fundamentala upptäckter och experiment i kvantmekanik; Tillämpningar av kvantmekanik; Att kunna tolka och analysera enkla kvantmekaniska problemställningar; Att kunna genomföra och tolka enkla kvantmekaniska beräkningar; ATT VARA EN BRA FYSIKSTUDENT att kunna korrekt redogöra för övnings- och tentamensuppgifter; att kunna designa, genomföra, utvärdera och tolka enkla experiment; att kunna skriva en fullständig laborationsrapport; att kunna aktivt delta i en argumenterande diskussion rörande fysikaliska problem; ATT VARA EN BRA STUDENT att praktisera aktivt och kritiskt lärande (deep processing). att veta hur jag själv lär mig bäst att medvetet kunna använda olika studietekniker. --> Learning logs
Hur lyckas man i denna kursen (och i alla andra)? Häng med från början. Läs i boken innan föreläsningen. Anteckna under föreläsningen. Snarast möjligt efter föreläsningen: tänk genom och arbeta genom dina anteckningar; läs i boke; komplettera dina egna anteckningar med hjälp av boken Praktisera aktivt lärande ( deep processing ): Tänk genom resonemang. Formulera om. Förklara för dig själv och andra. Leta efter samband. Hitta kopplingar inom materialet, hitta likheter och olikheter i resonemangen. Prata och skriv mycket. Lär dig att använda fysikers språk! Träna mycket. När du lär dig nya tankesätt förandrar sig din hjärna sig rent fysiskt (plasticitet). Denna process kräver träning! Övningar och inlämningsuppgifter: Det är bra att arbeta i grupp, men: tänk själv och, till slut, lös uppgifterna själv! Prova på uppgifterna först själv (innan övningar, innan grupparbete). Läs i boken för att förstå vad uppgifterna syftar på. Arbeta gärna i grupp för att lösa svårare uppgifter. Passa på att prata fysik i grupper och övningar. Formulera koncept, principer och resonemang med dina egna ord, i tal och skrift. Innan du lämnar in, skriv rent dina uppgifter. Börja om från början, testa dig själv: förstår jag varför denna väg når fram till lösningen?
Hemsida Hemsidan är ett viktigt kommunikationsmedel och jag förväntar mig att ni kollar den i varje fall ett par gånger per vecka, framförallt om ni missar en föreläsning. Kursprogram, gruppindelning, tentamens information Nyheter Uppgifter : övningsuppgifter och inlämningsuppgifter Laborationer: handledningar och förberedelseuppgifter Veckoplan: läsuppgifter
Ljus med en viss frekvens f0 har våglängden = 800 nm. Vilken frekvens har ljus med våglängden 400 nm? 1) f0 2) 0,5 f0 3) 2f0 4) 4f0 5) Något annat
Ljus av med en viss frekvens f0 har våglängden = 800 nm. Vilken frekvens har ljus med våglängden 400 nm? 1) f0 2) 0,5 f0 3) 2f0 4) 4f0 5) Något annat c = f = const f = c/
En våg beskrivs av funktionen y(x) = y0 sin ((2π/ ) x) Vad är värdet hos y i punkten x = /4? 1) y = 0 2) y = (π/2) y0 3) y = y0 4) y = -y0 5) Något annat
En våg beskrivs av funktionen y(x) = y0 sin ((2π/ ) x) Vad är värdet hos y i punkten x = /4? 1) y = 0 2) y = (π/2) y0 3) y = y0 4) y = -y0 5) Något annat
Interferens från två punktkällor (vatten)
Young s dubbelspaltexperiment. Hur man skapar två kohärenta ljuskällor med hjälp av bara en sol.