Учебный курс «Квантовая теория рассеяния и излучения»



Скачать 266.77 Kb.
страница1/4
Дата22.04.2013
Размер266.77 Kb.
ТипУчебный курс
  1   2   3   4



Учебный курс «Квантовая теория рассеяния и излучения» является частью профессионального цикла подготовки бакалавра физики. Дисциплина изучается студентами четвертого курса физического факультета. Программа курса подготовлена в соответствии с требованиями образовательного стандарта третьего поколения.

Цели курса – дать представление об основных понятиях, идеях и методах теории релятивистских уравнений, квантовой теории рассеяния и излучения света, научить студентов делать простейшие оценки и решать элементарные задачи из этих разделов физики, сформировать общекультурные и профессиональные навыки физика-исследователя. Односеместровый курс «Квантовая теория рассеяния и излучения» состоит из лекционных и практических занятий, сопровождаемых регулярной индивидуальной работой преподавателя со студентами в процессе сдачи семестровых домашних заданий, а также самостоятельной работой.

Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы, 108 академических часов (из них 72 аудиторных). Программой дисциплины предусмотрены 36 часов лекционных и 36 часов практических занятий, а также 36 часов самостоятельной работы.


Автор

канд. физ.-мат. наук, доцент Р. Н. Ли,

Программа учебного курса подготовлена в рамках реализации Программы развития НИУ-НГУ на 2009–2018 г. г.

 Новосибирский государственный

университет, 2010

Приложение № 2.
Примерная программа учебного курса (учебной дисциплины)
Программа курса «Квантовая теория рассеяния и излучения» составлена в соответствии с требованиями к обязательному минимуму содержания и уровню подготовки дипломированного специалиста бакалавра по профессиональному циклу дисциплин (Б.3) по направлению «011200 Физика», а также задачами, стоящими перед Новосибирским государственным университетом по реализации Программы развития НГУ.

Автор (авторы) к.ф.-м.н., доцент Ли Роман Николаевич

Факультет: физический

Кафедра: теоретической физики
1. Цели освоения дисциплины (курса)

Дисциплина (курс) «Квантовая теория рассеяния и излучения» имеет своей целью:

Дать набор базовых знаний по теме курса. Позволить получить достаточные навыки для решения реальных задач по рассеянию частиц, излучению и рассеянию света. Обеспечить базу для дальнейшего обучения, и, в частности, для курса «Квантовая физика».
2. Место дисциплины в структуре образовательной программы

Курс относится к циклу общефизических дисциплин. Курс опирается на многие курсы, которые проходились студентами на предыдущих годах обучения.
Из физических дисциплин это, прежде всего, квантовая механика, электродинамика, специальная теория относительности. Из математических дисциплин это, прежде всего, методы математической физики, теория алгебр групп Ли, теория дифференциальных уравнений. Кроме того, требуется, конечно, знание основ линейной алгебры, математического и функционального анализа, умение применять свои знания для решения конкретных задач. Курс является естественным продолжением курса «квантовая механика», который читается в 5-6 семестрах на третьем году обучения. Часть курса, посвященная релятивистским уравнениям, является важной не только для будущих специалистов в области физики высоких энергий. Оказывается, что релятивистские уравнения естественно появляются и в области физики твердых тел. Например, некоторые необычные свойства графена естественно объясняются с помощью уравнения Дирака для квазичастиц. Вторая и третьи части курса, посвященные рассеянию и излучению, важны для понимания современных методов исследования структуры вещества и принципов функционирования некоторых физических приборов.

Освоение данного курса необходимо как предшествующее для курса «Квантовая физика», который читается во втором семестре пятого года обучения. Представление чисел заполнения, теория рассеяния и излучения, рассматриваемые в данном курсе существенно помогут обучающимся в овладении основами квантовой физики.
3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины


  • общекультурные компетенции: ОК-1, ОК-5, ОК-17, ОК-18, ОК-20, ОК-21;

  • профессиональные компетенции: ПК-1 –ПК-4 , ПК-5, ПК-10.

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

  • Знать основные принципы релятивистской волновой механики, теории рассеяния частиц, теории рассеяния и излучения света. Представлять характерные масштабы атомных явлений.

  • Уметь решать типичные задачи по темам курса, делать оценки различных физических величин.

  • Владеть в достаточном объеме математическими приемами, необходимыми для решения задач и выполнения оценок.


4. Структура и содержание дисциплины: курс «Квантовая теория рассеяния и излучения»

Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы, 108 часов.






п/п


Раздел

дисциплины

Семестр

Неделя семестра

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах)

Формы текущего контроля успеваемости

(по неделям семестра)

Форма промежуточной аттестации

(по семестрам)

1

Уравнение Клейна-Гордона, Лоренц-инвариантность, калибровочная инвариантность, дискретные симметрии C,P,T

7

1

2 часа лекций

2 часа семинаров

Самостоятельная работа студентов (в том числе индивидуальная сдача семестровых домашних заданий),

2 час.

В начале каждого очередного занятия проверка задач, заданных на дом.

2

Сохраняющийся ток, проблемы с вероятностной интерпретацией,

7




1 час лекций

1 часа семинаров







3

Нерелятивистское разложение, релятивистские поправки к спектру в кулоновском поле.

7

2

1 часа лекций

1 часа семинаров

2 час.




4

Уравнение Дирака, калибровочная инвари антность, дискретные симметрии C,P,T

7

3

2 часа лекций

2 часа семинаров

2 час.




5

Лоренц-инвариантность, преобразование волновой функции, сохраняющийся ток

7




2 часа лекций

2 часа семинаров







6

Парадокс Клейна, невозможность одночастичной интерпретации для уравнения Дирака. Море Дирака, позитроны.

7

4

2 часа лекций

2 часа семинаров

2 час.




7

Спиральность, сохранение спиральности в ультрарелятивизме, движение спина в э/м поле

7

5

2 часа лекций

2 часа семинаров

2 час.




8

Нерелятивистское разложение, томасовская прецессия, тонкое расщепление уровней атома водорода.

7




2 часа лекций

2 часа семинаров







9

Вторичное квантование, представление чисел заполнения, операторы рождения-уничтожения, наблюдаемые в представлении чисел заполнения, ψ-оператор, каноническое квантование .

7

6

3 часа лекций

1 час семинаров

2 час.

Контрольная работа по пройденному материалу.

10

Общая постановка задачи рассеяния. Амплитуда рассеяния, дифференциальное и полное

сечение рассеяния.


7

7

1 час лекций

2 часа семинаров

2 час.

Разбор контрольной работы

11

Борновское приближение. Условия применимости. Второе борновское приближение. Нерелятивистское рассеяние в кулоновском поле в борновском приближении.

7

8

1 час лекций

2 часа семинаров

2 час.




12

Релятивистское рассеяние в кулоновском поле – формула Мотта. Сохранение спиральности в ультрарелятивизме.







1 час лекций

1 час семинаров







13

Условие унитарности, оптическая теорема

7

9

1 час лекций




2 час.




14

Рассеяние в центральном поле, фазы рассеяния, парциальные амплитуды и сечения. Условие конечности сечения.




10

2 часа лекций

2 часа семинаров

2 час.




15

Рассеяние в кулоновском поле, формула Резерфорда.







2 часа лекций

2 часа семинаров







16

Рассеяние медленных частиц, длина рассеяния. Рассеяние на мелком и виртуальном уровне. Эффективный радиус взаимодействия.




11

2 часа лекций

2 часа семинаров

2 час.




17

Резонансное рассеяние на квазидискретной уровне. Рассеяние быстрых частиц




12

1 час лекций

2 часа семинаров

2 час.




18

Рассеяние с учетом спина. Поляризационное состояние, поляризационная матрица плотности. Борновское приближение. Изменение поляризации при релятивистском рассеянии в кулоновском поле.







1 часа лекций

1 часа семинаров




Контрольная работа по пройденному материалу.

19

Каноническое квантование электромагнитного поля. Фотоны, представление чисел заполнения. Сферические волны, электрический и магнитный тип, P-четность.




13

2 часа лекций

1 час семинаров

2 час.

Разбор контрольной работы

20

Излучение света при переходах в атоме. Время жизни возбужденного состояния.

7

14

1 час лекций

1 час семинаров

2 час.




21

Дипольное приближение. Мультипольное разложение.







1 час лекций

2 часа семинаров







22

Правила отбора. Оценки матричных элементов и ширин. Индуцированное излучение.




15

1 час лекций

1 часа семинаров

2 час.




23

Рассеяние света. Комптоновское рассеяние, томсоновский предел, рэлеевское рассеяние.

7

16

1 час лекций

1 часа семинаров

3 час.




24

Рассеяние релятивистских заряженных частиц во втором порядке теории возмущений.


7




1 час лекций

1 час семинаров

3 часа.

Экзамен

Итого










36

часов

36

часов

36

часов






Содержание отдельных разделов и тем.
  1   2   3   4

Похожие:

Учебный курс «Квантовая теория рассеяния и излучения» iconЗаседание 1а пленарные доклады Председатель С. В. Гапонов 11. 40 12. 25
Неоклассическая теория рассеяния рентгеновского излучения на свободных и слабосвязанных электронах
Учебный курс «Квантовая теория рассеяния и излучения» icon«Развитие методов математической физики для задач квантовой физики и теории распространения волн»
Пектральная теория операторов, методы гомогенизации, псевдодифференциальные операторы, разностные операторы, квантовая теория рассеяния,...
Учебный курс «Квантовая теория рассеяния и излучения» iconКвантовая оптика. Теория относительности. Атом и атомное ядро
Если лазер мощности p испускает n фотонов за 1 с, то длина волны излучения лазера равна
Учебный курс «Квантовая теория рассеяния и излучения» iconКвантовая Теория Твердого Тела, часть 1 4 курс, 7 семестр, 36 часов

Учебный курс «Квантовая теория рассеяния и излучения» iconКвантовая Теория Твердого Тела, часть 4 курс, 8 семестр, 32 часа

Учебный курс «Квантовая теория рассеяния и излучения» iconВлияние легирования на рассеяние излучения в монокристаллах германия
Исследовано рассеяние излучения в легированном кристаллическом германии; показаны особенности, связанные с видом примеси (сурьма,...
Учебный курс «Квантовая теория рассеяния и излучения» iconО регулярности структуры неоднородностей рассеяния оптического излучения и их связи с метеопараметрами полканов ю. А
«проявлению» такой структуры при ана­лизе сигнала рассеяния. Обнаружена высокая степень корреляции парамет­ров выявленной структуры...
Учебный курс «Квантовая теория рассеяния и излучения» iconЭлектродинамический анализ характеристик излучения и рассеяния решеток плоских волноводов 01. 04. 03 радиофизика
Электродинамический анализ характеристик излучения и рассеяния решеток плоских волноводов
Учебный курс «Квантовая теория рассеяния и излучения» iconВлияние излучения на движение каналированных частиц
...
Учебный курс «Квантовая теория рассеяния и излучения» iconПрограмма : 28 Теория взаимодействия элементарных частиц и квантовая теория поля Руководитель программы: проф. М. А. Браун
Программа: 28 Теория взаимодействия элементарных частиц и квантовая теория поля
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org