Moderna fizika I

Vpis v letnik (opravljeni izpiti iz Fizike I in II in Matematike I in II).
Pozitivna ocena vaj in opravljene domače naloge pogoj za opravljanje izpita.

Posebna teorija relativnosti:

Galilejeva transformacija in hitrost svetlobe, poskus Michelsona in Morleya. Osnovni načeli posebne teorije relativnosti. Lorentzova transformacija, prostor-čas, podaljšanje časa in skrčenje dolžin. Četverci, skalarni produkt četvercev. Četverci gibalne količine, hitrosti in sile. Zakon o ohranitvi gibalne količine. Sistemi delcev, trki.

Lorentzova transformacija jakosti električnega polja in gostote magnetnega polja.

Kvantna fizika:

Težave klasične fizike: stabilnost atomov, sevanje črnega telesa, fotoefekt. Delci kot valovanje, verjetnostna amplituda, valovna funkcija, načelo nedoločenosti. Fizikalne količine kot operatorji. Schroedingerjeva enačba, lastne vrednosti in lastna stanja energije. Delec v neskončni potencialni jami, razvoj po lastnih stanjih energije.

Harmonično nihalo. Diracov zapis. Tok delcev. Odsekoma konstanten potencial, tunelski pojav.

Schroedingerjeva enačba v 3 dim. Delec v škatli. Vrtilna količina: komutacijska pravila, lastne vrednosti, krogelne funkcije, rotator. Vodikov atom: lastne vrednosti energije, lastna stanja. Tirni magnetni moment, Stern-Gerlachov poskus, spin. Dvonivojski sistem. Seštevanje vrtilnih količin. Sklopitev spin-tir.

Zeemanov pojav. Prehodi s sevanjem, izbirna pravila, širina spektralnih črt. Več-elektronski atomi: enodelčna stanja, Paulijevo izključitveno načelo, periodni sistem. Vidni in rentgenski spektri. Energijski nivoji elektronov v periodičnem potencialu, Kronig Penneyev model, pojem pasov.

Kemijske vezi: ionska vez, kovalentna vez, van der Wallsova vez.

Molekularne vibracije, rotacije in spektri.

J. Strnad, Fizika, 3. del. DMFA, Ljubljana, 2002.
J. J. Brehm, W. J. Mullin, Introduction to the structure of matter. Wiley, 1989.
J. Berstein, P.M. Fishbane, S. Gasiorowitz, Modern Physics. Prentice Hall, 2000.
J. W. Rohlf, Modern Physics from a to Z0. Wiley, 1994.
K. Krane, Modern Physics. 2. ed. , Wiley, 1996.
T. Čopič, Zapiski in računalniške simulacije. Dostopno na spletu: http://www.fiz.fmf.uni-lj.si/~tine/fizikaII.html.

Seznaniti z osnovami relativnostne teorije in kvantne fizike kot podlage za obravnavo pojavov v mikroskopskem svetu.

Znanje in razumevanje:
Poznavanje in razumevanje principa nedoločenosti, pomena valovne funkcije, superpozicije, fizikalnih količin kot operatorjev, lastnih vrednosti in lastnih funckij operatorjev

Uporaba:
Reševanje preprostih kvantnih problemov
Refleksija:
Abstraktno modeliranje fizikalnih sistemov
Prenosljive spretnosti - niso vezane le na en predmet:
Podlaga za razumevanje mikroskopskih pojavov: fizike atomov, molekul, jeder, osnovnih delcev, trdne snovi

Predavanja, seminarji, individualne konzultacije, računske vaje, domače naloge.

2 pisna kolokvija iz vaj, pisni izpit
Ustni izpit
(ocene: 5 (negativno), 6-10 (pozitivno), ob upoštevanju Statuta UL)

Simon Širca:

[1] S. Širca, M. Horvat, Računske metode za fizike, DMFA, Ljubljana 2011. (Also available as S. Širca, M. Horvat, Computational Methods in Physics, Springer-Verlag, Berlin 2018).

[2] S. Širca, Verjetnost v fiziki, DMFA, Ljubljana 2021 (Also available as S. Širca, Probability for Physicists, Springer-Verlag, Berlin 2016.)
[3] O. Gayou, S. Širca et al., Phys. Rev. Lett. 88 (2002) 092301.

[4] S. Abrahamyan, S. Širca et al., Phys. Rev. Lett. 108 (2012) 112502.

[5] J. C. Bernauer, S. Širca et al., Phys. Rev. Lett. 105 (2010) 242001.