Пән бойынша оқыту бағдарламасының (Syllabus) титулдық парағы
|
|
Нысан
ПМУ ҰС Н 7.18.3/37
|
Қазақстан Республикасының ғылым және білім министрлігі
С. Торайғыров атындағы Павлодар мемлекеттік университеті
Физика, математика және ақпараттық технологиялар факультеті
Физика және аспап жасау кафедрасы
050604 – «Физика» мамандығының студенттеріне арналған
«Кванттық механика»
ПӘНІ БОЙЫНША ОҚЫТУ БАҒДАРЛАМАСЫ
(Syllabus)
Павлодар
Пәні бойынша оқыту бағдарламасын (Syllabus) бекіту парағы
|
|
Нысан
ПМУ ҰС Н 7.18.3/38
|
БЕКІТЕМІН
ФМжАТ факультенің деканы
________ Нурбекова Ж.К.
«____»_____________20__ ж.
Құрастырушы: доцент, ф.-м.ғ.к. __________ Досанов Т.С.
Физика және аспап жасау кафедрасы
050604 «Физика» мамандығының күндізгі жалпы орта білім негізінде оқу нысанының студенттеріне арналған кванттық механика
пәні бойынша оқыту бағдарламасы (Syllabus)
Бағдарлама 20__ ж. __________ «____» бекітілген жұмыс оқу бағдарламасының негізінде әзірленген.
20__ ж. _____«____» кафедра отырысында ұсынылған
Хаттама №____
Кафедра меңгерушісі__________Биболов Ш.К. 20___ ж. _______ «____»
Физика, математика және ақпараттық технологиялар факультеттің оқу-әдістемелік кеңесімен мақұлданған 20___ ж. «____»_____________
Хаттама №_____
ОӘК төрағасы _______________________Муканова Ж.Г.
1 Оқытушылар туралы мәліметтер және байланысу ақпараттары
Досанов Талғат Сапарғалиевич ф.-м.ғ.к., физика және аспап жасау кафедрасының доценті.
Қабылдау сағаттары: А-313, сабақ кестесі бойынша консультациялар.
2 Пән туралы мәліметтер
Пәннің ұзақтылығы 15 апта, 6 семестрде оқытылады. Пәннің жалпы көлемі 135 сағат, олардың ішінде 45 сағат –аудиториялық, 90 сағат – студенттердің өздік жұмысына (СӨЖ) арналған.
Аудиториялық сағаттардың үлесуі календарлық жоспарда көрсетілген.
3 Пәннің еңбек сыйымдылығы
Семестр
|
Кредиттер саны
|
Аудиториялық сабақтар
түрі бойынша сағаттар саны
|
Студенттің өздік жұмысының сағаттары
|
Бақылау түрі
|
Барлығы
|
дәріс
|
тәжірибелік
|
зертханалық
|
студиялық
|
жеке
|
барлығы
|
СӨЖМ
|
6
|
3
|
135
|
30
|
15
|
|
|
|
90
|
45
|
Р1, Р2 емтихан
|
4 Пәннің мақсаты мен міндеттері
Мақсаты:
Студенттерге микродүниенің заңдылықтарын терең түсіндіру. Студент кванттық заңдарға бағынатын құбылыстардың физикалық табиғаты жөнінде айқын түсінік алуы тиіс.
Міндеттері:
пәнді толық меңгеру нәтижесінде студенттер:
Студент:
Квантық механиканың негізгі заңдарын, олардан туындайтын салдарларды білуі, релятивистік емес кванттық механиканың математикалық аппаратын игеруі, оны кванттық механиканың негізгі есептерін шешуге қолдану принцип-терін білуі, тепетең бөлшектерді кванттық сипатттаудың ерекшеліктерін білуі, шашыраудың кванттық теориясы мен релятивистік кванттық механиканың не-гізгі элементтерін білуі тиіс.
Релятивистік емес кванттық механиканың іргелі үғымдарын және оның потенциалдық шүңқыр, гармоникалық осциллятор. Сутегі атомы. Тунелдік эффект, қозғалыс молшері моментерін қосу, бөлшектер статистикасы, бөлшек спині, Паули принципі тәрізді маңызды қолдануларын дүрыс тусіндіре білуі тиіс.
5 Студенттердің біліміне, шеберлігіне және дағдыларына қойылатын талаптар
«Кванттық механика» курсын терең және берік меңгеру үшін келесі пәндерінен білімдері қажет: «Физиқа жалпы курсы», «Классикалық механика», «Электродинамика», «Жоғары математика».
6 Пререквизиттер
«Физиқа жалпы курсы», «Классикалық механика», «Электродинамика», «Жоғары математика».
7 Постреквизиттер
«Физикалық процестерді модельдеу», «Конденсацияланған күйнің физикасы»
8 Тақырыптық жоспар
№
|
Тақырыптың атауы
|
Сағаттар саны
|
Дәріс
|
Тәж.
|
СӨЖ
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
| -
|
Кіріспе.
|
1
|
-
|
1
| |
Шредингер теңдеуі және оның қарапайым қолданулары.
|
4
|
3
|
15
| -
|
Кванттық көріністер теориясы.
|
4
|
2
|
15
| -
|
Орталық орістегі қозгалыстың жалпы қасиеті.
|
5
|
3
|
15
| -
|
Шредингердің радиал теңдеуін орталық өріс үшін шешү.
|
4
|
3
|
15
| -
|
Кванттық механиканың жуықтау әдістері.
|
4
|
2
|
10
| -
|
Кванттық механикадағы тепе-тең бөлшектер жүйесі.
|
4
|
1
|
10
| -
|
Кванттық мееханиканың релятивтік теңдеулері.
|
4
|
1
|
9
|
БАРЛЫҒЫ
|
30
|
15
|
90
|
9 Пәннің қысқаша сипаттамасы
«Кванттық механика» курсы болашақ физика маманын дайындауда жетекші орындардың бірін алады және онсыз мамандырды дайындау мүмкін болмайтын іргелі міндеттерді атқарады. Курста кванттық механиканың негізгі заңдары қарастырылады.
10 Курстың компоненттері
10.1 Дәрістік сабақтардың мазмұны
Тақырып 1 Кіріспе. Толқындық функция және оның физикалық магынасы. Суперпози-ция принципі. Физикалық шамалардың операторлары. Динамикалық айнымалыларды операторлар арқылы бейнелеу. Опреаторлардың сызықтылыгы жоне әрмиттілігі. Физикалық шамалардың орташа мәні. Коммутаторлар. Координаттың, импульстің, кинетикалық және потенциалдық энергиялардың, қозгалыс молшері моментінің опреаторлары.
Тақырып 2 Шредингер теңдеуі және оның қарапайым қолданулары. Гамильтон операторы. Стационар күй және оның қасиеттері. Кванттық механикалық шамалардың уақыт бойынша өзгеруі. Қозгалыс интегралдары. Бірөлшемді тікбүрышты шексіз терең потенциалдық шүңқыр. Тереңдігі шектелген потенциалдық шүңқыр. Кванттық механикадагы үздіксіздік теңдеуі.
Тақырып 3 Кванттық көріністер теориясы. Импульстік көріністегі толқындық функция жоне операторлар. Импульстік коріністегі сызықтық гармоникалық осциллятор. Кванттық механиканың матрицалық түжырымдамасы.
Тақырып 4 Орталық орістегі қозгалыстың жалпы қасиеті. Орталық оріс үшін фактори-зациялау жуықтауы. Қозғалыс интегралдары. Қозғалыс молшері моментінің жалпы теориясы. Опреаторлардың матрицалық элементі. Екі моментті вектор-лық қосу. Клебш-Гордан коэффициенттері және оның қасиеттері. Атомның магнитгік моменті және оның квантталуы.
Тақырып 5 Шредингердің радиал теңдеуін орталық өріс үшін шешү. Орталық өріс үшін шешімнің нольдегі және шексіздіктегі жалпы қасиеттері. Еркін қозғалыс. Кванттық ротатор. Сфералық потенциалдық шүңқыр. Үш өлшемді осциллятор. Ядролық қабыршық жөнінде түсінік.
Тақырып 6 Кванттық механиканың жуықтау әдістері. Стационар күй үшін ұйытқу теориясы. Толқындық функция мен энергияға түзету. Векторлық теңдеу. Айнудан үйтқу арқылы арылу және оның физикалық мағынасы. Ритц әдісі.
Тақырып 7 Кванттық механикадағы тепе-тең бөлшектер жүйесі. Тепе-тең болинч айырып танылмайтындық принципі. Фермиондар және бозондар. Симметриялы және антисимметриялы толқындық функциялар. Паули принципі. Сутегі үқсас атомдар теориясы және оның физикалық мағынасы. Менделеевпі одты жүйесі. Көп бөлшектер теориясының негіздері, Хартри-Фок, Ферми әдістері.
Тақырып 8 Кванттық мееханиканың релятивтік теңдеулері. Релятивтік теңдеуп латын жалпы талаптар. Клейн-Гордан-Фок теңдеуі және оның ковариантылығы. Спині нөлге тең бөлшектер үшін заряд тығыздығы мен ықтималдық тығыздығы. Дирак теңдеуі. Дирак теорияындағы ықтималдық тығыздығы тогы. Спинді енгізудің қажеттілігі. Еркін бөлшек үшін Дирак теңдеудің шешімі.
10.2 Тәжірибелік сабақтар тізімі және мазмұны
№
|
Тақырыптың атауы
|
Мазмұны
|
1
|
2
|
3
| -
|
Кванттық теорияның тәжірибелік және теориялық бастаулары. Анықталмағандық принциптері.
|
Жылу сәулеленуінің заңдары. Фотоэффект. Комптон эффектісі. Анықталмағандық принциптері.
| -
|
Шредингер теңдеуі
|
Тік бұрыш потенциалды тосқауылдарға есептер. Гармониялық осциллятор.
| -
|
Кванттық механиканың математикалық аппараты
|
Сызықты операторлар. Линейные операторы. Операторлардың меншікті мәндедері мен меншікті функциялары.
| -
|
Орталық симметриялық әсерлесумен есептер
|
Орталық симметриялық өрістегі қозғалыстар. Сутегі атомының есебі.
| -
|
Тепе-тең бөлшектердің жүйелері
|
Бөлшектер жүйенің толқындық функциясы. Жүйені түгелімен сипататтайтын физикалық шамалардың операторлары. Екі бөлшектің есебі. Паули принципі.
|
10.3 Студенттердің өздік жұмысының мазмұны
10.3.1 СӨЖ түрі
№
|
СӨЖ түрі
|
Есеп түрі
|
Бақылау түрі
|
Сағаттарда көлемі
|
1
|
Дәріс сабақтарына дайындалу
|
|
Сабаққа қатысу
|
20
|
2
|
Практикалық сабақтарға дайндалу, үй тапсырмаларын орындау
|
Жұмыс дәптері
|
Сабаққа қатысу
|
20
|
3
|
Аудиторлық сабақтар мазмұнына кірмеген материалды оқу
|
Конспект (және т.б.)
|
Коллоквиум (және т.б.)
|
20
|
4
|
Бақылау шараларына дайындалу
|
|
МБ 1, МБ 2, коллоквиум (тестілеу және т.б.)
|
30
|
Барлығы
|
90
|
10.3.2 Студенттер өз бетімен игеруге берілетін тақырыптардың тізімі
№
|
Тақырыптың атауы
|
Мазмұны
|
Ұсынылатын әдебиет
| -
|
Кванттық механиканың математикалық аппараты.
|
Операторлардың меншікті мәндедері мен меншікті функциялары, дискретті және үздіксіз спектр. Дирактың дельта-функциясы. Физикалық шамалар үшін анықталмағандық қатынасы.
|
[1], с. 11-14., [3] с. 10-12.
| -
|
Сызықтық гармоникалық осциллятор.
|
Сызықтық гармоникалық осцилятор. Микробөлшектердің потенциалдық тосқауыл арқылы өтуі.
|
[3], с. 93-98.
| -
|
Элек-тронның спині.
|
Штерн-Герлах тәжірибесі. Элек-тронның спині. Қозгалыс мөлшерінің толык моментінің опреаторы.
|
[1], с. 256-282.
| -
|
Сутегі тәрізді атомдардың теориясы.
|
Сутегі тәрізді атомдардың теориясы. Ядроның қозғалысын ескеру. Бірвалентті сілтілі элементердің спектрі.
|
[3] с. 261-305.
| -
|
Спектралдық теоремдер.
|
Спектралдық теоремдер. Хунд ережесі. Рентген термдері.
|
[3] с. 243-252, с. 362-366.
| -
|
Сутегі атомы деңгейлерінің нәзік қүрылымы.
|
Вакуум. Позитрон. Сутегі атомы деңгейлерінің нәзік қүрылымы. Лэмб ығысуы.
|
[1] с. 256-282
|
11 Курстың саясаты
Талаптар жүйесі:
-
оқу процесіне белсенді қатысу;
-
тапсырмаларды уақытымен және толық орындау;
-
ішкі тәртіп ережелерін бұзбау;
-
сабаққа кешікпеу және сабақты босатпау.
-
босатылған сабақтарды оқытушымен белгілеген уақытта өтеу;
-
курстастарымен және оқытушылармен тілектес, іскер стильді ұстану.
Әрбір сабаққа дайындалу ұсынылған материалды толық оқу сияқты міндетті.
Студенттердің білімін тексеру тәртібі
Сіздердің дайындықтарыңыз бақылау жұмыстарымен, тест тапсырмаларымен, ауызша және жазбаша сұраулармен тексеріледі.
Курсты оқу барысында студенттердің білімін рейтингілік бағалау жүйесі қолданылады.
1. Семестрдің ортасы мен соңында 100 балдық шкала бойынша пәннің оқылған модулі бойынша студенттің ағымдағы үлгерім (АҮ) бағасы анықталады. АҮ бағасы – бұл келесі жинаған балдардың қосындысы:
1) дәрістік бақылау рейтингісі;
2) зертханалық сабақтар рейтингісі;
3) үй тапсырмасын орындау рейтингісі;
4) өздік жұмыс рейтингісі кіреді.
Дәрістік бақылау рейтингісіне дәріске қатысу және дәріс сабақтарының тапсырмаларын орындау кіреді.
Зертханалық сабақтар рейтингісі – бұл зертханалық сабақтарда зертханалық жұмыстарды орындау, қорғау.
Үй тапсырмасының рейтингісі – бұл үй тапсырмасын орындауды бағалау.
Өздік жұмыс рейтингісі – бұл өздік жұмыстарын орындауға және қорғауға қойылатын баға.
Барлық тапсырмалар белгіленген мерзімде орындалу қажет. Егер студент сабақ үстінде тәртіп ережесін бұзса, ол қатаң түрде жазаланылады, тіпті аудиториядан босатылады. Сабақты босатқан үшін келесідей айып салынады:
Сабақ себепсіз босатылса - 0 балл; әрбір өтелмеген сабақ үшін 0 балл; уақытында тапсырылмаған тапсырмаға төмен балл қойылады.
Егер де сіз қандайда бір себептермен бақылау шарасына қатыспасаңыз, онда сізге оқытушымен кеңесу кезінде бақылауды жазуға мүмкіндік беріледі, керісінше жағдайда 0 балл қойылады.
Рейтингілік балдар бақылау шараларының күнтізбелік графигінде көрсетілген.
2. Межелік бақылау да (МБ) 100 балдық шкала бойынша анықталады.
Студенттің пән бойынша (Р1 және Р2) рейтингтері АҮ және МБ бағаларының қорытындысы бойынша анықталады
Р1(2)=АҮ1(2)*0,7+МБ1(2)*0,3.
Егер студент МБ-дан өтпесе немесе МБ-дан 50 балдан төмен алса, рейтинг анықталмайды. Бұл жағдайда декан МБ тапсырудың жеке мерзімдерін белгілейді.
3. Пән бойынша студенттің рұқсат рейтингісінің (РР) бағасы семестр бойынша мынаған тең:
РР=(Р1+Р2)/2.
4. Студенттердің пән бойынша оқу жетістіктерінің деңгейі қорытынды рейтингісімен (Қ) анықталады. Қорытынды рейтинг салмақтық үлестерін ескерумен рұқсат рейтинг (РР) және қорытынды бақылау (ҚБ) бағаларының қосындысынан құралады
Қ=РР*0,6+ҚБ*0,4
Салмақтық үлестер жыл сайын университеттің ғылыми кеңесімен бекітіледі және ол РР үшін 0,6-дан кем, ал ҚБ үшін 0,4-тен кем болмау қажет.
Ескерту: АҮ – ағымдағы үлгерім; МБ – межелік бақылау; РР – рұқсат рейтингісі; СӨЖ – студенттің өздік жұмысы; СӨЖМ – студенттің оқытушымен бірге өздік жұмысы; ҚБ – қорытынды бақылау; Қ – қорытынды рейтинг.
Пән бойынша қорытынды рейтинг 1 кестеге сәйкес сандық, әріптік және дәстүрлік бағаға аударылып, «Студенттердің оқу жетістіктерінің журналы» мен «Рейтинг парағына» енгізіледі.
Кесте 1
Балл түріндегі қорытынды бағалау (Қ)
|
Балдардың сандық белгілері (С)
|
Әріптік жүйеде бағалау
|
Дәстүрлік жүйеде бағалау
|
Емтихан
|
Сынақ
|
95 - 100
|
4
|
A
|
Өте жақсы
|
Сынақ-талды
|
90 - 94
|
3,67
|
A-
|
85 - 89
|
3,33
|
B+
|
Жақсы
|
80 - 84
|
3,0
|
B
|
75 - 79
|
2,67
|
B-
|
70 - 74
|
2,33
|
C+
|
Қанағаттанарлық
|
65 – 69
|
2,0
|
C
|
60 – 64
|
1,67
|
C-
|
55 – 59
|
1,33
|
D+
|
50 – 54
|
1,0
|
D
|
0 - 49
|
0
|
F
|
Қанағаттанарлықсыз
|
Сынақ-талған жоқ
|
12 Әдебиеттер тізімі
Негізгі әдебиет
-
Блохинцев Д.И. Основы квантовой механики.- М., 1976.
-
Давыдов А.С. Квантовая механика.- М., 1973.
-
Қожамқүлов Т.Ә., Жүсіпов М.Ә., Имамбеков О.И. Квангтык механик Алматы, 2006.
-
Қожамқүлов Т.Ә., Имамбеков О.И. Кванттық механика есептері жинағы.- Алматы, 2006.
-
Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Квантовая механика. Нерелятивистская теория.-М., 1974.
-
Матвеев А.Н. Атомная физика.- М., 1989.
-
Шпольский Э.В. Атомная физика.- Т. 2. - М., 1974.
Қосымша әдебиет
-
Борисоглебский Л.А. Квантовая механика.- Минск, 1988.
-
Галицкий В.М., Карнаков Б.М., Коган В.И. Задачи по квантовой механи ке.-М., 1981.
-
Гречко Л.Г. и др. Сборник задач по теоретической физике.- М., 1972.
-
Жусупов М.А., Ибраева Г. Т. Введение в математический аппарат квантовой механики.- Алма-Ата: КазГУ, 1986.
-
Жусупов М.А., Ибраева Г.Т. Системы тождественных частиц в квантовой механике,- Алма-Ата: КазГУ, 1987.
-
Жусупов М.А., Ибрасва Г.Т. Уравнение Шредингера и его простейшие применения.-Алма-Ата: КазГУ, 1986.
-
Иродов И.Е. Сборник задач по атомной и ядерной физике.- М., 1971.
-
Мессиа А. Квантовая механика.- Т. 1,2.- М., 1973.
Достарыңызбен бөлісу: |