Faglig innhold

Kvantemekanikk: Innføring i kvantemekanikk. Schrödingerlikning. Harmonisk oscillator. Dreieimpuls. Hydrogenatomet. Spinn. Pauliprinsippet. Atomstruktur. Bindingsteori. Elementene.
Kjemisk fysikk: Anvendelser av kvantemekanikk i organisk kjemi og biokjemi.

Læringsutbytte

Studenten skal: — kjenne til hovedtrekkene i historikken rundt utviklingen av kvantemekanikken, — mestre sentrale begreper som operatorer, egenfunksjoner, egenverdier og Schrödingerligningen, og vite hvordan disse inngår i den kvantemekaniske teorien, — lære hvordan teorien kan formuleres ved hjelp av et sett med grunnpostulater og sentrale teoremer, der begreper som utvikling i egenfunksjoner, stasjonære og ikke-stasjonære tilstander, og kompatible observable og simultane egenfunksjoner spiller sentrale roller, — lære å bruke denne formalismen, først på utvalgte endimensjonale systemer som potensialbrønner og harmonisk oscillator, senere på tredimensjonale systemer, spesielt hydrogenatomet, — med utgangspunkt i en detaljert forståelse av hydrogenatomet: tilegne seg en viss forståelse av strukturen til tyngre atomer og det periodiske system, samt molekyler og enkle modeller for ionebinding og kovalent binding, — kunne formulere et kvantemekanisk mangepartikkelproblem med molekyler som eksempel, — kjenne til sentrale begreper som Born-Oppenheimer-tilnærmelsen, Pauliprinsippet, Hartree- og Hartree-Fock-metoden, og molekylorbitaler, — gjennom PC-baserte regneøvinger få kjennskap til praktisk bruk av kvantemekaniske beregninger for å studere kjemisk binding og kjemiske reaksjoner (molekylers geometri og elektronstruktur, vibrasjonsfrekvenser, energibarrierer, bindingsenergier).

Læringsformer og aktiviteter

Forelesninger og øvinger. Obligatoriske øvinger, kvantemekanikk: 7 av 10 (hvorav enkelte øvinger kan bli gjort spesifikt obligatoriske), kjemisk fysikk: 2 av 3. Øvingene i kjemisk fysikk utføres på PC med programmet Spartan. Ved utsatt eksamen (kontinuasjonseksamen) kan skriftlig eksamen bli endret til muntlig eksamen.

Obligatoriske aktiviteter

• Regneøvinger

Anbefalte forkunnskaper

Emnene TFY4145 Mekanisk fysikk, TFY4155 Elektrisitet og magnetisme, TFY4160 Bølgefysikk.

Kursmateriell

P.C. Hemmer: Kvantemekanikk, Tapir 2000.
B.H. Bransden & C.J. Joachain: Quantum Mechanics, Prentice Hall, 2nd edition, 2000. Forelesningsnotater.

Studiepoengreduksjon