Atomová fyzika

Sylabus

- Vývoj poznatků o atomu a částicích, Rutherfordův experiment a model. Rozptylový experiment, účinný průřez, pravděpodobnostní charakter procesů v mikrosvětě včetně výpočtů s použitím účinného průřezu.

- Částicové vlastnosti záření, vlnové vlastnosti částic (experimenty a detailní interpretace s důrazem na kontrast mezi pohledem „klasické“ a kvantové fyziky).

- Poznatky o spektrech atomů (optická, rentgenová, …) a ilustrace spekter současných světelných zdrojů. Podrobná diskuse Bohrova modelu a kvantové mechaniky jednoduchého systému (harmonický oscilátor, vodíkový atom), s opakováním znalostí z přednášky Kvantová mechanika a doplněním některých technických detailů, např. o formalismu momentu hybnosti.

- Zavedení magnetického pole do popisu atomů a do kvantové mechaniky. Experimentální objev spinu elektronu a jeho popis v kvantové teorii.

- Fermiony a bosony, Pauliho princip, příklady konstrukce vlnové funkce víceelektronového systému, elektronové stavy ve složitějších atomech, periodická soustava prvků. Základy chemické vazby.

- Interpretační otázky kvantové mechaniky, kvantová informatika.

- Ionizace a další jevy při průchodu nabitých částic hmotou, průchod fotonů hmotou. Aplikace při hodnocení biologického účinku záření, výpočtu dávky, lékařské aplikace.

Anotace

Cílem předmětu je podrobně probrat několik ilustrativních témat z atomové fyziky s využitím návaznosti na absolvovanou kvantovou mechaniku, propojování poznatků z jednotlivých přednášek a hledáním současných aplikací. Jednotlivá témata jsou uvedena přednáškou, od posluchačů se vyžaduje příprava prezentace, která by mohla sloužit k výkladu středoškolákům a která je podrobena zevrubné diskusi a doplněna výkladem dalšího materiálu.

Nedílnou součástí práce je vyhledávání a využívání webových zdrojů, hodnocení jejich vhodnosti a spolehlivosti.