Πληροφορίες μαθήματος

Πληροφορίες μαθήματος

Στην ιστοσελίδα αυτή παρουσιάζουμε πληροφορίες για το μάθημα Εφαρμοσμένη Κβαντική Φυσική, του Τμήματος Φυσικής, με βάση τον οδηγό σπουδών του Τμήματος.

Ο κατάλογος με τα προσφερόμενα μαθήματα του τρέχοντος ακαδημαϊκού έτους βρίσκεται εδώ.

Ο κατάλογος με πληροφορίες για όλα τα μαθήματα του Τμήματος βρίσκεται εδώ.

Κωδικός Φ-703
Τίτλος Εφαρμοσμένη Κβαντική Φυσική
Κατηγορία Β
ECTS 6
Ώρες 6
Επίπεδο Μεταπτυχιακό
Εξάμηνο Χειμερινό
Διδάσκων N. Φλυτζάνης
Πρόγραμμα Δευτέρα, 13:00-15:00, Αίθουσα Σεμιναρίων 2ου ορ.
Πέμπτη, 12:00-14:00, Αίθουσα Σεμιναρίων 2ου ορ.
Ιστοσελίδα Μαθήματος
Σκοπός Μαθήματος Tο μάθημα απευθύνεται σε πρωτοετείς μεταπτυχιακούς φοιτητές αλλά και τεταρτοετείς προπτυχιακούς. Αποτελεί μία εντατική επανάληψη της ύλης της κβαντικής μηχανικής και εφαρμόζεται σε διάφορα προβλήματα με έμφαση στην κατανόηση των βασικών ιδιοτήτων και την επίλυση προβλημάτων.
Διδακτέα Ύλη Σωματίδιο- Κύμα. Περίθλαση φωτός και ηλεκτρονίων. Σχέσεις de Broglie και Planck-Einstein. Εξίσωση Schroedinger και αβεβαιότητα. Αρχή Pauli. Αρχές της κβαντομηχανικής. Συμβολή.
Τελεστές και παρατηρήσιμα μεγέθη. Μεταθέτες και απροσδιοριστία Heisenberg. Συμφωνία και φαινόμενα συμβολής. Παραδείγματα. Κυματοπακέτα.
Πυκνότητα καταστάσεων ελεύθερων ηλεκτρονίων σε 1,2,3-διαστάσεις. Επέκταση σε σχεδόν μονο- και δι-διάστατα συστήματα. Κβαντικά σύρματα και κβαντικά πηγάδια. Αρχή Pauli.
Προσεγγιστική μέθοδος LCAO. Εφαρμογή σε συστήματα δύο καταστάσεων. Εφαρμογή σε συζευγμένα πηγάδια (υπερπλέγματα) η μονοδιάστατη ατομική αλυσίδα.
Χωρική κβάντωση και μονοδιάστατα προβλήματα. Εφαρμογή σε κβαντικά πηγάδια. Διέλευση και φαινόμενο σήραγγας. Σκέδαση σε 1-διάσταση. Πίνακας σκέδασης. Μέθοδος πίνακαδιάδοσης. Εφαρμογή.
Περιοδικό δυναμικό και θεώρημα Bloch. Ζώνες, ενεργός μάζα, οπές. Σύγκριση με μέθοδο ισχυρής δέσμευσης σε 1-δ. Πυκνότητα καταστάσεων.
Αρμονικός ταλαντωτής. Φάσμα και ιδιοσυναρτήσεις. Τελεστές δημιουργίας και καταστροφής. Εφαρμογή σε 1-διάσταση και κβάντωση Η.Μ. κύματος. Σύστημα συζευγμένων αρμονικών ταλαντωτών και φωνόνια.
Στροφορμή, σπίν και σύζευξη. Σφαιρικό δυναμικό και εφαρμογή σε 3-διάστατα προβλήματα, π.χ. κβαντική τελεία. Φάσμα ατόμου υδρογόνου και ιδιοσυναρτήσεις ηλεκτρονίων.
Περιοδικός πίνακας και μονοσωματιδιακές καταστάσεις σε πολυηλεκτρονικά άτομα (θωράκιση, κανόνες Hund ). Μέση αλληλεπίδραση e-e (Hartree).
Μέθοδος WKB. Υπολογισμός πιθανότητας διέλευσης και δέσμιας κατάστασης. Χρονοανεξάρτητη θεωρία διαταραχών (μη εκφυλισμένη, εκφυλισμένη). Εφαρμογές θεωρίας διαταραχών στο άτομο υδρογόνου, αλληλεπίδραση σπιν-τροχιάς. Αλλες εφαρμογές π.χ. μία από Stark φαινόμενο, Zeeman φαινόμενο, διαταραχή k.p σε στερεά, κτλ. Μέθοδος μεταβολών. Εφαρμογή στο άτομο He, αλληλεπίδραση ανταλλαγής.
LCAO και μόρια. Υβριδισμός (Si). Ταλάντωση και περιστροφή μορίων.
Σκέδαση σε 3-διαστάσεις και προσέγγιση Born. Εφαρμογή για σκέδαση από ατέλειες, περιοδικό πλέγμα κτλ.
Χρονοεξαρτημένη διαταραχή. Χρυσός κανόνας Fermi. Υπολογισμός ρυθμού μετάβασης. Αυθόρμητη ακτινοβολία. Σχέσεις Einstein.
Συστήματα σε ισσοροπία (ηλεκτρόνια φωτόνια, ...) και κατανομές.
Ηλεκτρόνια σε στερεά (Bloch σε 3-δ). Ζώνες Brillouin. Μέθοδος ισχυρής δέσμευσης. Εφαρμογές σε τετραεδρικούς ημιαγωγούς.
Ηλεκτρόνιο σε ηλεκτρομαγνητικό πεδίο. Αλληλεπίδραση φωτός με στερεό. Οπτικές ιδιότητες, συντελεστής απορόφησης, διηλεκτρική σταθερά, ταλαντωτική ισχύς(ένταση), κύριο βήμα απορρόφησης. Εφαρμογές. Εξιτόνια.
Φαινόμενα μεταφοράς εκτός ισσοροπίας. Χρόνος αποκατάστασης και μέση ελεύθερη διαδρομή. Εξίσωση Boltzmann στην προσέγγιση χρόνου επαναφοράς. Φαινόμενα μεταφοράς, αγωγιμότητα, ευκινησία.
Βιβλιογραφία Σημειώσεις Ν. Φλυτζάνη
A. F. Levi, “Applied Quantum Mechanics”, Cambridge.
Yariv, "Theory and Applications of Quantum Mechanics".
K. F. Brennan, "The Physics of Semiconductors with Applications to Optoelectronic Devices".