SH1009 Modern fysik 10,5 hp

Modern Physics

  • Utbildningsnivå

    Grundnivå
  • Kursnivå (A-D)

    B
  • Huvudområde

    Fysik
    Teknik
  • Betygsskala

    A, B, C, D, E, FX, F

Det finns inget planerat kurstillfälle.

Lärandemål

Efter fullgjord kurs skall du kunna:

  • Redogöra för den vetenskapliga grunden för modern fysik såsom uppräknat i kursinnehållet
  • Ställa upp och utföra kvantmekaniska beräkningar på enkla system.
  • Tillämpa kvantfysikaliska principer inom naturvetenskap och teknik.
  • Ha praktisk erfarenhet av experimentella metoder inom modern fysik.

Kursens huvudsakliga innehåll

Del I (Moderna fysikens experimentella bakgrund och kvantmekanik), 7,5 hp

Moderna fysikens experimentella bakgrund: Elementär relativitetsteori. Michelson-Morleys experiment. Einsteins postulat för speciell relativitetsteori. Längdkontraktion. Tidsdilatation. Elementär kvantfysik. Plancks strålningslag. Röntgenstrålning och röntgenspektra. Rutherfords atommodell. Atomens struktur. Bohrs atommodell. Atomens energinivåer. Kärnans struktur. Radioaktivt sönderfall. Materievågor (de Broglie-vågor). Vågpaket och Heisenbergs obestämbarhetsrelation. Våg-partikel-dualism.

Kvantmekanik: Kvantmekanikens grunder. Operatorer, postulat och kommuterings-relationer. Schrödingerekvationen tillämpad på enkla potentialer. Tolkning av vågfunktioner. Plana vågor. Harmonisk oscillator. Rörelsemängdsmoment och spinn. Väteatomen samt periodiska systemet. Pauliprincipen. Lägsta ordningens tidsoberoende störningsräkning med tillämpningar och variationskalkyl. Tillämpningar på fysikaliska fenomen såsom fotoelektriska effekten, Comptoneffekten, röntgendiffraktion, elektrondiffraktion, Starkeffekten och Zeemaneffekten. Kvantfysikaliska tillämpningar på naturvetenskap och teknik såsom tunnling, sveptunnelmikroskop, Stern-Gerlachs experiment, atomkärnor, heliumatomen, enklare molekyler och fasta kroppar.

Del II (Laborationer och projektuppgift), 3 hp:

Tre laborationer med skriftliga rapporter (1,5 hp) och en projektuppgift (1,5 hp).

Behörighet

Kunskaper i fysik motsvarande SI1100, SK1100 och SI1140, i matematik motsvarande SF1604, SF1602 och SF1603, i mekanik motsvarande SG1130.

Rekommenderade förkunskaper

Kunskaper i fysik motsvarande SI1100, SK1100 och SI1140, i matematik motsvarande SF1604, SF1602 och SF1603, i mekanik motsvarande SG1130.

Litteratur

Modern Physics, Randy Harris. Pearson / Addison-Wesley.

Examination

  • LAB1 - Laborationer, 1,5, betygsskala: P, F
  • PRO1 - Projekt, 1,5, betygsskala: P, F
  • TEN1 - Tentamen, 7,5, betygsskala: A, B, C, D, E, FX, F

Krav för slutbetyg

Tre frivilliga inlämningsuppgifter och en skriftlig tentamen (TEN1; 7,5 hp.) samt laborationer (LAB1; 1,5 hp.) och en projektuppgift (PRO1; 1,5 hp).

Ges av

SCI/Fysik

Kontaktperson

Bengt Lund-Jensen, lund@particle.kth.se, tel. 5537 8179

Examinator

Bengt Jensen <blj@kth.se>

Versionsinformation

Kursplan giltig från och med HT2008.
Examinationsinformation giltig från och med HT2007.