Введение в квантовую физику

2018/2019

Статус: Майнор

Кто читает: Факультет физики

Где читается: Факультет физики

Когда читается: 3, 4 модуль

Преподаватели: Глазков Василий Николаевич, Красникова Юлия Владимировна, Лемзяков Сергей Анатольевич

Язык: русский

Кредиты: 5

Контактные часы: 60

Полная версия программы учебной дисциплины

Аннотация

Все мы учились в школе, и поэтому все слышали о квантовых явлениях, квантовой физике и необычных явлениях в мире микрочастиц. Однако так сложилось, что квантовая теория в школьной программе физики занимает не самое заметное место. Во многом это связано с чисто технической невозможностью рассматривать многочисленные (необычные и интересные) физические явления, относящиеся к квантовой физике, на достаточно строгом уровне (что часто требует владения достаточно сложным математическим аппаратом). В чёмто это связано и с тем, что квантовая физика это одна из завершающих тем курса физики в школе и может сказываться нехватка учебных часов для изучения этой темы. В результате в школьной программе из вопросов квантовой физики остаются некоторые вопросы строения атома (боровская модель атома водорода), фотоэффект и давление света (которое, строго говоря, квантовым эффектом не является). В результате такого поверхностного изучения может возникать существенный пробел в формировании научной картины мира — обрывочные знания порой страшнее незнания. И почти каждый может найти в памяти какие-то «заклинания»: «корпускулярно-волновой дуализм», «волновая природа частиц», «неопределённость». При этом уже трудно понять или вспомнить, откуда возникли эти «заклинания», что они означают. И начинается неуёмный полет фантазии. Из-за этого квантовая физика занимает почётное второе место (после теории относительности) в попытках ниспровержения «неправильных», «непонятных», «противоречащих здравому смыслу» теорий. Поэтому одной из задач нашего курса будет вспомнить и ПОНЯТЬ, что квантовая физика это не набор мистических «заклинаний», а логичная, связанная область научного знания, достоверно подтверждённая многочисленными экспериментами и наблюдениями. Другое, может быть даже более важное, значение изучения квантовой физики для нас будет заключаться в возможности проследить, как развивается научное познание мира. На примере квантовой теории можно увидеть, как возникает новая область научного знания — от проблем в существующей картине мира к их пониманию и объяснению, и как эта новая область оказывается неразрывно связана с уже существующими областями.

Цель освоения дисциплины

формирование у студентов знаний об основах квантовой теории и о важных экспериментальных фактах, связанных с квантовой физикой;
формирование общей научной культуры, формирование понимания связи между развитием науки и экспериментальными фактами, лежащими в основе этого развития.
формирование цельной естественнонаучной картины мира;

Планируемые результаты обучения

умеет решать задачи по теме курса, понимать взаимосвязь разных физических явлений

Содержание учебной дисциплины

Возникновение квантовой физики. Квантовые явления, связанные с взаимодействием излучения и вещества.
Волновые свойства частиц, описание частиц в квантовой физике, строение атомов и молекул.
Макроскопические квантовые явления: металлы, сверхпроводники, сверхтекучесть.
Элементы ядерной физики.

Элементы контроля

Контрольная работа
Экзамен

Промежуточная аттестация

Промежуточная аттестация (4 модуль)
0.5 * Контрольная работа + 0.5 * Экзамен

Программа дисциплины