DADES IDENTIFICATIVES 2023_24
Assignatura (*) FÍSICA QUÀNTICA Codi 17274108
Ensenyament
Grau en Enginyeria Matemàtica i Física (2021)
Cicle 1r
Descriptors Crèd. Tipus Curs Període Horaris i dates d'examen
6 Obligatòria Segon 2Q
Modalitat i llengua d'impartició
Departament Química Física i Inorgànica
Coordinador/a
DE GRAAF , CORNELIS
Adreça electrònica coen.degraaf@urv.cat
Professors/es
DE GRAAF , CORNELIS
Web http://https://campusvirtual.urv.cat/local/alternatelogin/index.php
Descripció general i informació rellevant

Competències
Tipus A Codi Competències Específiques
 CE1 Integrar els fonaments de les àrees més importants de la matemàtica, la física i l'enginyeria.
 CE2 Establir connexions entre conceptes, eines i problemes relacionats de les matemàtiques, la física i l'enginyeria.
 CE5 Entendre, desenvolupar i analitzar models quantitatius per a problemes d'enginyeria.
 CE6 Formular hipòtesis sobre problemes de l'enginyeria i analitzar aquests problemes críticament utilitzant el mètode científic.
 CE7 Identificar els nous reptes físics i matemàtics que es plantegen en la solució de problemes d'enginyeria.
Tipus B Codi Competències Transversals
 CT1 Utilitzar informació en llengua estrangera d'una manera eficaç.
 CT2 Gestionar la informació i el coneixement mitjançant l'ús eficient de les TIC.
Tipus C Codi Competències Nuclears

Resultats d'aprenentage
Tipus A Codi Resultats d'aprenentatge
 CE1 És capaç d'identificar les variables independents de cada potencial termodinàmic
Entén les observacions que han donat lloc a el desenvolupament de la mecànica quàntica
Coneix el model de Bohr i el postulat de De Broglie
Coneix els postulats de la mecànica quàntica
Té les nocions bàsiques de la representació d'un estat quàntic mitjançant vectors d'un espai Hilbert
 CE2 Desenvolupa els algoritmes bàsics per a problemes no lineals, així com és conscient de les seves limitacions
Sap construir operadors a partir d'observables físics
Sap resoldre l'equació de Schrödinger per a alguns sistemes unidimensionals: partícula en un pou, oscil·lador harmònic, barrera de potencial (efecte túnel)
És capaç de resoldre l'equació de Schrödinger de l'àtom d'hidrogen mitjançant la separació de variables
 CE5 Entén el concepte de formació d'enllaços covalents
 CE6 Comprèn com buscar solucions de les equacions de Maxwell sota distribucions de càrrega i / o corrent amb condicions de contorn concretes, obtenint així les formes de les ones electromagnètiques tant en l'espai lliure com guiades
Comprèn, a un nivell introductori, la utilitat i les característiques de dispositius d'enginyeria com les guies d'ones i i les antenes
 CE7 Entén les observacions que han donat lloc a el desenvolupament de la mecànica quàntica
Tipus B Codi Resultats d'aprenentatge
 CT1 Utilitza informació en llengua estrangera d'una manera clara i eficaç
 CT2 Domina les eines per gestionar la pròpia identitat i les activitats en un entorn digital
Cerca i obté informació de manera autònoma amb criteris de fiabilitat i pertinença
Organitza la informació amb les eines adequades (en línia i presencials) que li permetin desenvolupar les seves activitats acadèmiques
Elabora informació amb les eines i formats adequats a la situació comunicativa, i ho fa de manera honesta
Utilitza les TIC per compartir i intercanviar informació
Tipus C Codi Resultats d'aprenentatge

Continguts
Tema Subtema
First steps in the Quantum world - Three laser experiments to illustrate the shortcomings of the common understanding of matter based on classical mechanics
- A basic mathematical description of a quantum state
- Stern-Gerlach experiment: electron spin
- Probabilities, expectation values and measurements
Origin of Quantum Physics - Historical overview (black-body radiation, photoelectric effect, electron diffraction, de Broglie wave length)
- Bohr's atom model
- Wave packets
Some useful mathematical concepts - Hilbert space
- Dirac notation
- Operators
- Eigenvalues and eigenvectors
Postulates of quantum mechanics - Abstract representation of the quantum state as a state vector of a Hilbert space
- Establish the relation between operators and physical observables
- The possible outcomes of the measurement of a physical observable
- The effect of a measurement on the quantum state
- Schrödinger equation, time evolution
Model systems - Free particle
- Particle in a box
- Potential step
- Tunneling
- Particle on a sphere
- Harmonic oscillator
Towards real-world problems - Hydrogen atom
- Perturbation theory
- Variational method
- Many particle systems
- Heitler-London wave function of H2

Planificació
Metodologies  ::  Proves
  Competències (*) Hores a classe
Hores fora de classe
(**) Hores totals
Activitats Introductòries
CE1
1 0 1
Sessió Magistral
CE1
CE2
CE5
CE6
CE7
42 46 88
Resolució de problemes, exercicis
CE1
CE2
CE5
CE6
CE7
CT1
CT2
15 40 55
Pràctiques a través de TIC
CE1
CE2
CE5
CE6
CE7
CT1
CT2
2 6 8
Atenció personalitzada
0 0 0
 
Proves objectives de tipus test
CT1
CT2
1 0 1
Proves mixtes
CE1
CE5
CE7
CT1
1 0 1
Proves pràctiques
CE2
CE5
CT1
CT2
1 0 1
 
(*) En el cas de docència no presencial, són les hores de treball amb suport vitual del professor.
(**) Les dades que apareixen a la taula de planificació són de caràcter orientatiu, considerant l’heterogeneïtat de l’alumnat

Metodologies
Metodologies
  Descripció
Activitats Introductòries Activitats Introductòries
Sessió Magistral Sessió Magistral
Resolució de problemes, exercicis Resolució de problemes, exercicis
Pràctiques a través de TIC Pràctiques a través de TIC
Atenció personalitzada Atenció personalitzada

Atenció personalitzada
Descripció

Atenció personalitzada


Avaluació
Metodologies Competències Descripció Pes        
Proves mixtes
CE1
CE5
CE7
CT1
one partial exam, one final exam 80%
Proves pràctiques
CE2
CE5
CT1
CT2
Take-home exercise 20%
Proves objectives de tipus test
CT1
CT2
-- 0%
Altres  
 
Altres comentaris i segona convocatòria

Evaluation of the course is done by one partial exam, one final exam and a report on the take home exercise. The weights of these tests are 0.2, 0.6, 0.2, respectively. The final exam covers all topics discussed during the lectures. Electronic devices are not allowed during the exam.

Evaluation in the second call consists of a unique global exam. The final mark of the second call is the mark of the (no averaging with earlier exams). Electronic devices are not allowed during the exam.


Fonts d'informació

Bàsica Zettili, Nouredine, Quantum Mechanics, Concepts and Applications (2nd edition), Wiley, 2009
Kok, Pieter, A first introduction to Quantum Physics (book series: Undergraduate Lecture Notes in Physics), Springer, 2018

Complementària Sakurai. J.J., Modern Quantum mechanics (revised edition), 1994, Addison-Wesley
Cohen-Tannoudji, C., Quantum Mechanics, Vol. 1: Concepts, tools, and applications, Wiley, 1991

Recomanacions


(*)La Guia docent és el document on es visualitza la proposta acadèmica de la URV. Aquest document és públic i no es pot modificar, llevat de casos excepcionals revisats per l'òrgan competent/ o degudament revisats d'acord amb la normativa vigent