Guía docente de Mecánica Cuántica (2671142)
Grado
Rama
Módulo
Materia
Curso
Semestre
Créditos
Tipo
Profesorado
Teórico
- Manuel María Pérez-Victoria Moreno de Barreda. Grupo: A
- Mikael Rodríguez Chala. Grupo: B
Práctico
- Francisco Javier Nicolás Arnaldos Grupo: 2
- Manuel María Pérez-Victoria Moreno de Barreda Grupo: 1
- Mikael Rodríguez Chala Grupos: 3 y 4
Tutorías
Manuel María Pérez-Victoria Moreno de Barreda
Email- Martes de 10:00 a 12:00 (Despacho 20)
- Miércoles de 10:00 a 12:00 (Despacho 20)
- Jueves de 10:00 a 12:00 (Despacho 20)
Mikael Rodríguez Chala
Email- Miércoles de 15:00 a 17:00 (Despacho 3 Módulo A)
Francisco Javier Nicolás Arnaldos
Email- Martes de 10:00 a 11:00 (Despacho 29)
- Miércoles de 10:00 a 10:30 (Despacho 29)
Prerrequisitos y/o Recomendaciones
- Se recomienda haber superado las materias de: Física, Métodos Matemáticos, Algebra Lineal y Geometría, Matemáticas, Mecánica y Ondas y Física Cuántica.
Breve descripción de contenidos (Según memoria de verificación del Grado)
- Postulados de la Mecánica Cuántica.
- Partículas idénticas.
- Composición de momentos angulares.
- Métodos aproximados para situaciones no estacionarias.
- Teoría de colisiones
Competencias
Competencias generales
- CG01. Capacidad de análisis y síntesis
- CG02. Capacidad de organización y planificación
- CG03. Comunicación oral y/o escrita
- CG06. Resolución de problemas
- CG07. Trabajo en equipo
- CG08. Razonamiento crítico
- CG09. Aprendizaje autónomo
- CG10. Creatividad
Competencias específicas
- CE01. Conocer y comprender los fenómenos y las teorías físicas más importantes.
- CE02. Estimar órdenes de magnitud para interpretar fenómenos diversos.
- CE05. Modelar fenómenos complejos, trasladando un problema físico al lenguaje matemático.
- CE07. Trasmitir conocimientos de forma clara tanto en ámbitos docentes como no docentes.
- CE09. Aplicar los conocimientos matemáticos en el contexto general de la física.
Resultados de aprendizaje (Objetivos)
- El alumno comprenderá:
- los límites de la física clásica;
- la relevancia de los fenómenos cuánticos a distintas escalas;
- la estructura lógica de la mecánica cuántica;
- la utilidad de los espacios vectoriales y los números complejos en física;
- la importancia de las simetrías en física;
- las peculiaridades del mundo microscópico;
- el papel de las colisiones en la descripción de ese mundo;
- la diferencia entre cuestiones “físicas” y cuestiones que no lo son.
- El alumno estará capacitado para:
- manejar el formalismo matemático y aplicarlo a la resolución de problemas;
- usar con propiedad el lenguaje de la mecánica cuántica;
- manejar con seguridad conceptos como espín, observable o sección eficaz;
- usar simetrías y leyes de conservación para estudiar procesos físicos;
- interpretar los resultados de sus cálculos.
Programa de contenidos teóricos y prácticos
Teórico
- Tema 1. Principios de la mecánica cuántica.
Experimento de Stern-Gerlach. Estados puros. Observables. Autovalores, autoestados y proyectores. Medida y probabilidad. La matriz densidad. Sistemas compuestos. Espectro continuo: formalismo de Dirac.
- Tema 2. Simetrías
Simetría en mecánica cuántica. Teorema de Wigner. Grupos de simetría y sus representaciones. Observables como generadores de simetrías continuas.
- Tema 3. Traslaciones temporales
Evolución temporal. Hamiltoniano. Imágenes de Schrödinger y de Heisenberg. Leyes de conservación.
- Tema 4. Traslaciones espaciales
Operador posición. Momento. Función de onda. Límite clásico. Propagador. Integral de caminos.
- Tema 5. Rotaciones
El grupo de rotaciones. Momento angular. Representaciones irreducibles. Momento angular orbital. Espín. Composición de momento angular. Operadores tensoriales.
- Tema 6. Simetrías discretas e internas.
Paridad. Inversión temporal. Isospín.
- Tema 7. Partículas idénticas.
Simetría bajo permutaciones. Teorema de espín-estadística. Sistemas de partículas idénticas. Operadores de creación y destrucción.
- Tema 8. Teoría de perturbaciones dependiente del tiempo.
Imagen de interacción. Serie de Dyson. Probabilidad de transición. Transición al continuo.
- Tema 9. Teoría de colisiones.
Formalismo asintótico. La matriz S. Amplitudes de colisión y sección eficaz. Teorema óptico. Serie de Born. Métodos estacionarios: operadores de Green, estados de colisión y ecuación de Lippman-Schwinger. Ondas parciales.
Práctico
- Talleres de problemas: dedicados a resolver problemas propuestos.
- Presentaciones de los estudiantes, si el tiempo disponible lo permite.
Bibliografía
Bibliografía fundamental
- J.J. Sakurai, Modern Quantum Mechanics, Addison-Wesley
- J.R. Taylor, Scattering Theory, J. Wiley.
- A. Galindo y P. Pascual, Mecánica Cuántica, Eudema Universidad.
- P. Dirac, The Principles of Quantum Mechanics, Oxford University Press.
Bibliografía complementaria
- S. Weinberg, Lectures in Quantum Mechanics, Cambridge University Press.
- A. Messiah, Mecánica Cuántica, Tecnos.
- D. Bohm, Quantum Theory, Dover.
- F.J. Yndurain, Mecánica Cuántica, Alianza Editorial Textos.
- L.E. Ballentine, Quantum Mechanics. A Modern Development, World Scientific.
- R.P. Feynman, R. Leighton, M. Sands, The Feynman lectures on physics- Vol. III. Addison-Wesley.
Enlaces recomendados
- Grupo de física de partículas de la UGR, http://ftae.ugr.es
- CERN, http://www.cern.ch/
- Particle Data Group, http://pdg.web.cern.ch/pdg/
- Demostraciones de Mecánica Cuántica con Mathematica, http://demonstrations.wolfram.com/topic.html?topic=Quantum+Mechanics
- MIT OpenCourseWare, Quantum Physics II, https://ocw.mit.edu/courses/physics/8-05-quantum-physics-ii-fall-2013/
- MIT OpenCourseWare, Quantum Physics III, https://ocw.mit.edu/courses/physics/8-06-quantum-physics-iii-spring-2018/
Metodología docente
- MD01. Lección magistral/expositiva
Evaluación (instrumentos de evaluación, criterios de evaluación y porcentaje sobre la calificación final)
Evaluación ordinaria
- Examen final de teoría y problemas (70% de la nota final). Aprobar el examen es condición necesaria para superar la asignatura.
- Evaluación continua: participación en clase, resolución y presentación de problemas propuestos, controles tipo test, trabajos escritos, presentaciones (30% de la nota final, sujeto a la condición anterior).
Evaluación extraordinaria
- La evaluación en la Convocatoria Extraordinaria consistirá en las mismas pruebas de la Evaluación Única Final, y en ellas el alumno podrá obtener el 100% de la nota.
Evaluación única final
- El alumno que, siguiendo la normativa de la UGR en los términos y plazos que en ella se exigen, se acoja a esta modalidad de evaluación, realizará un examen escrito de conocimientos y resolución de problemas para aprobar la asignatura.