Page tree
Skip to end of metadata
Go to start of metadata

1. Opintojakson nimi

Kvanttifysiikan perusteet

Grunderna i kvantfysik

Basics of Quantum Physics

2. Opintojakson tunniste (koodi)

FYS2003

Vastaavat opintojaksot:

  • 53703 Kvanttifysiikan perusteet, 5op
  • FYS2003 Avoin yo: Kvanttifysiikan perusteet, 5op
  • FYS2023 Kvantfysikens grunder, 5 op
  • BSPH2004 Introduction to quantum physics, 5 op

3. Opintojakso pakollisuus/valinnaisuus

Opintojaksosta vastaa fysikaalisten tieteiden kandiohjelma.

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.

Opintojakso on tarjolla muiden koulutusohjelmien opiskelijoille. Muiden koulutusohjelmien opiskelijat voivat sisällyttää opintojakson fysikaalisten tieteiden opintokokonaisuuteen (FYS1900), teoreettisen fysiikan opintokokonaisuuteen (FYS1500) tai fysiikan aineopintokokonaisuuteen (FYS2700).

4. Opintojakson taso (alempi/ylempi/tohtori /eurooppalaisen viitekehyksen(EQF) tasot 6,7,8)

Kanditaso=alempi korkeakoulututkinto/EQF-taso 6

5. Opintojakson suositeltu suoritusajankohta/vaihe

Suositeltu suoritusajankohta fysikaalisten tieteiden kandiohjelmassa: 1. tai 2. opiskeluvuosi, periodi III. Katso tarkemmat opintosuuntakohtaiset ohjeet opintojen ajoitusmalleista.

6. Opintojakson järjestämisajakohta lukukauden/ periodin tarkkuudella

Opintojakso järjestetään vuosittain kevätlukukaudella 3.periodissa.

7. Opintojakson laajuus opintopisteinä

5 op

8. Opintojaksosta vastaava opettaja

Kimmo Tuominen

9. Opintojakson osaamistavoitteet

Kurssin suoritettuaan opiskelija osaa kertoa miksi kvanttimekaniikkaa tarvitaan ja tuntee kvanttimekaniikan teoreettiset perusteet. Opiskelija osaa käsitellä kaksitilasysteemiä ja muodostaa usean kaksitilasysteemin tensoritulon. Opiskelija osaa muodostaa ja analysoida yksinkertaisia kvanttipiirejä kvanttiporttien avulla. 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.

10. Opintojakson toteutus

Kurssi toteutetaan lähiopetuksena. Kurssin viikkottaisiin tapahtumiin osallistuminen on pakollista. Tarkemmat tiedot käytänteistä esitetään kurssin alussa ja kurssin verkkosivulla.

11. Edeltävät opinnot tai edeltävä osaaminen

FYS1010 Matemaattiset apuneuvot I ja FYS1011 Matemaattiset apuneuvot II. Voidaan suorittaa samaan aikaan kurssin FYS1012 Matemaattiset apuneuvot III kanssa.


12. Suositeltavat valinnaiset opinnot

Suositellaan vähintään samanaikaista Matemaattiset apuneuvot III suorittamista

13. Opintojakson sisältö

Kvanttimekaniikan perusteet kaksitilasysteemin avulla: tilavektorit, operaattorit, mittauksen rooli ja todenäköisyystulkinta. Kubitin käsite ja kvanttilaskennan alkeita. Kvanttimekaaninen aikakehitys ja Schrödingerin yhtälö. Aaltomekaniikkaa yhdessä ulottuvuudessa: paloittain jatkuvat kuoppa- ja porraspotentiaalit. Vetyatomin elektronia kuvaavat kolmiulotteisen Schrödingerin yhtälön ratkaisut.


14. Suositeltava tai pakollinen kirjallisuus

Luentomoniste. Lisämateriaalina esim. McIntyre, Manogue & Tate, Quantum Mechanics: A Paradigms Approach (Pearson) Harris, Modern Physics (Pearson)


15. Oppimista tukevat aktiviteetit ja opetusmenetelmät

Viikottaiset luennot, opiskelijan itsenäinen työskentely, viikoittain palautettavat laskuharjoitukset, joita lasketaan osittain laskupajoissa assistenttien tuella pienryhmissä ja osittain itsenäisesti. Laskuharjoitukset palautetaan assistenteille jotka pisteyttävät ne.


16. Arviointimenetelmät ja –kriteerit sekä arvosteluasteikko

Kurssi arvostellaan asteikolla 0-5. Arvosanaan vaikuttavat kurssikoe, laskuharjoitukset ja muut kurssilla käytettävät aktiviteetit. Arvosanan määräytymisperusteet ilmoitetaan kurssin alussa.

 

17. Opetuskieli


-kotimaiset kielet suomi/ruotsi
-ruotsi
-englanti






  • No labels