TFY4215 Innføring i kvantefysikk. NTNU Våren 2019

TFY4215 Innføring i kvantefysikk
Våren 2019

Sist oppdatert: 10. august 2019



Faginformasjon:


Faglærer: Jon Andreas Støvneng,   E-post: jon.stovneng@ntnu.no,   Kontor: E3-141 ,   Institutt for fysikk, NTNU Gløshaugen, 7491 Trondheim.



Innholdsfortegnelse




Beskjeder (siste øverst)


[Tilbake til innholdsfortegnelsen]


Timeplan

Mandag Tirsdag Onsdag Torsdag Fredag
08.15 - 10.00 ~ ~ Regneøving
R8
~ ~
10.15 - 12.00 Forelesning
R5
~ ~ ~ ~
12.15 - 14.00 ~ ~ Forelesning
R7
~ ~
14.15 - 16.00 ~ Regneøving
C4-118
~ ~ ~

R5 og R7 ligger i etasje U1 i Realfagbygget.
Første forelesning: Mandag 7. januar
Siste forelesning med nytt stoff: Mandag 8. april
Siste forelesning: Onsdag 10. april
Første øvingsveiledning: Tirsdag 15. januar
Siste øvingsveiledning: Onsdag 10. april

[Tilbake til innholdsfortegnelsen]


Studasser

Johannes Bakkelund (johanbak)
Martine Dyring Hansen (martindh)
Ane Vigre Håland (anevh)
Magnus Malmquist (magnunm)

[Tilbake til innholdsfortegnelsen]


Flervalgstester



test1.pdf test2.pdf test3.pdf test4.pdf test5.pdf test6.pdf test7.pdf test8.pdf test9.pdf

Løsningsforslag: lostest1.pdf lostest2.pdf lostest3.pdf lostest4.pdf lostest5.pdf lostest6.pdf lostest7.pdf lostest8.pdf lostest9.pdf
(Oppg 7-10 i Test 9 er endret. Opprinnelig utgave ble tildels bare tull...!)
[Tilbake til innholdsfortegnelsen]


Obligatorisk numerisk øving

Obligatorisk numerisk øving (pdf) og LF (ipynb): tma4320tekfys.pdf     tma4320tekfys.ipynb    
Veiledning i uke 9 og 10. Innleveringsfrist tirsdag 12. mars.

Denne øvingen er felles med fysikkprosjektet i TMA4320.

[Tilbake til innholdsfortegnelsen]


Regneøvinger



Det er ingen innlevering av oppgavene nedenfor, men det gis veiledning av studassene i øvingstimene. Øvingene 1 - 9 er utviklet av Ingjald Øverbø, med basis i mange års undervisningserfaring i faget. Verdien av å jobbe godt med disse oppgavene, og tilhørende løsningsforslag, kan ikke overvurderes. Enkelte oppgaver vil trolig omhandle stoff som ikke er forelest innen oppsatt veiledningstid. Hopp over slike oppgaver i første omgang.
Øvingene 11 - 13 omhandler molekylfysikk og beregninger med kvantekjemiprogrammet Spartan.
Nr Øving Veiledning Løsning
1 oving1.pdf Uke 3 losning1.pdf
2 oving2.pdf Uke 4 losning2.pdf
3 oving3.pdf Uke 5 losning3.pdf
4 oving4.pdf Uke 6 losning4.pdf
5 oving5.pdf Uke 7 losning5.pdf
6 oving6.pdf Uke 8 losning6.pdf
Numerisk øving Uke 9 Numerisk øving
Numerisk øving Uke 10 Numerisk øving
7 oving7.pdf Uke 11 losning7.pdf
8 oving8.pdf Uke 12 losning8.pdf
9 oving9.pdf Uke 13 losning9.pdf
11-13 oving11.pdf
oving12.pdf
oving13.pdf
Uke 14-15 losning11.pdf
losning12.pdf
losning13.pdf


[Tilbake til innholdsfortegnelsen]


Tillegg

Ingjald Øverbøs tilleggsnotater til emnet Innføring i kvantefysikk.

Tillegg 1       Tillegg 2       Tillegg 3       Tillegg 4       Tillegg 5       Tillegg 6


Ingjald Øverbøs tilleggsnotater til emnet Kvantemekanikk 1. (Ikke pensum i TFY4215.)

Tillegg 7       Tillegg 8       Tillegg 9       Tillegg 10       Tillegg 11       Tillegg 12       Tillegg 13       Tillegg 14       Tillegg 15       Tillegg 16 ("15B")


Øverbø in English, TFY4215:

Lecture notes 1       Lecture notes 2       Lecture notes 3       Lecture notes 4       Lecture notes 5       Lecture notes 6      

In English, FY2045 Quantum Mechanics I:

Lecture notes 7       Lecture notes 8       Lecture notes 9       Lecture notes 10       Lecture notes 11       Lecture notes 12       Lecture notes 13       Lecture notes 14       Lecture notes 15       Lecture notes 16      

[Tilbake til innholdsfortegnelsen]


Framdriftsplan

Plan fra 2018 som i 2019 oppdateres underveis, etter behov.

Framdriftsplan


[Tilbake til innholdsfortegnelsen]


Notater

Forelesningsnotater legges ut her, ukentlig eller hver 14. dag.

Uke 2 og 3: Innledning til QM. Plancks strålingslov. Bohrmodellen. Partikkelbølger. Schrödingerligningen. (IKKE øving på fredager.)

Uke 4 og 5: Tolkning av bølgefunksjonen. Bølgepakker. Operator. Egenfunksjon. Egenverdi. TUSL. Partikkel i boks. Postulatene. Sannsynlighetsstrøm. Kommutator. Hermitesk operator. Usikkerhet.

Uke 6 og 7: Uskarphetsrelasjon (bevis). Forventningsverdier og tidsutvikling. Ehrenfests teorem. Numerisk løsning av TUSL i 1D. Fullstendig egenfunksjonssett. Endelig potensialbrønn. Diracs deltafunksjon. Normering med deltafunksjon. Deltafunksjonsbrønn.

Uke 8: Harmonisk oscillator.

Uke 9: Spredning. Tunneleffekt. Anvendelser. QM i 2D og 3D: Harmonisk oscillator. Degenerasjon.

Uke 10 og 11: Partikkel i boks. Pauliprinsippet. Tilstandstetthet. Spinn. Isotropt potensial i 2D. Dreieimpuls i 2D. Kompatible størrelser og felles egenfunksjoner. Symmetri og paritet. Dreieimpuls i 3D. Stiv rotator.

Uke 12 og 13: Radialligning. Coulombpotensial. Utvalgsregler. Dreieimpuls, magnetfelt og spinn. Pauliprinsippet. Atomer og det periodiske system.

Uke 14 og 15: Molekylfysikk. Born-Oppenheimer-tilnærmelsen. Hartree-metoden. Hartree-Fock-metoden. DFT. Basissett og LCAO. Geometrioptimering. Vibrasjonsfrekvenser og normale moder. Kjermiske reaksjoner og likevekter.



Forelesningsnotater fra 2018:
Uke 2 Uke 3 Uke 4 Uke 5 Uke 6 Uke 7 Uke 8 Uke 9 Uke 10 Uke 11 Uke 12 Uke 14 Uke 15 Uke 16

Forelesningsnotater fra 2017:
Uke 2 Uke 3 Uke 5 Uke 6 Uke 7 Uke 8 Uke 9 Uke 10 Uke 11 Uke 12 Uke 13 Uke 14 Uke 13, 14: Molekylfysikk (LaTeX)
Introduksjon til molekylfysikk


Forelesningsnotater fra 2016:
Uke 2 Uke 3 Uke 4 Uke 5 Uke 6 Uke 7 Uke 8 Uke 9 Uke 10 Uke 11 Uke 13 Uke 14 Uke 15, 16: Molekylfysikk
Notater TFY4215 2016 Uke 2 til 16

[Tilbake til innholdsfortegnelsen]


Referansegruppe



Referatene fra 2019:
Referat fra 22.02.19 Referat fra 12.04.19

Referatene fra 2018:
Referat fra 01.03.18 Referat fra 19.04.18

Referatene fra 2017:
Referat fra 28.02.17 Referat fra 05.04.17

Referatene fra 2016:
Referat fra 23.02.16 Referat fra 25.04.16

[Tilbake til innholdsfortegnelsen]


Formelvedlegg

Formelvedlegg til Midterm 1. mars. Deles ut på papir.
Formelvedlegg til Midterm 22. mars. Kun som PDF.
Formelvedlegg til eksamen 03.06.19.
Endelig utgave, som kan skrives ut på papir (1-sidig eller 2-sidig) og tas med til eksamen. Epost med beskjed om dette ble sendt via BB onsdag 22. mai.
I tillegg til formelark er godkjent kalkulator, Rottmann og Angell/Lian tillatte hjelpemidler til eksamen.

Formelvedlegg til eksamen 08.08.19.


[Tilbake til innholdsfortegnelsen]


Eksamen

Antall rette TFY4215 Eksamen 8. august 2019. (Karakterene kommer trolig mandag.)

Løsningsforslag 8. august 2019.

Karakterer 03.06.19.

Eksamensoppgaver 3. juni 2019.
Løsningsforslag 3. juni 2019. (Tilgjengelig fra kl 19:45 3. juni 2019.)

Skriftlig digital eksamen er mandag 3. juni kl. 15.00 til 19.00. Flervalgsoppgaver med lik vekt. Eksamen teller (100-10n)% på sluttkarakteren. Her er n = 2 = antall frivillige, kun positivt tellende midtveisprøver som blir avviklet. NTNUs normale prosentpoengskala: F for 0-40 prosent, E for 41-52 prosent, D for 53-64 prosent, C for 65-76 prosent, B for 77-88 prosent og A for 89-100 prosent.

Spørretime: Onsdag 29. mai kl 10:15 i R7.


Treningsoppgaver og eksamensoppgaver:

Flervalg, noen treningsoppgaver.
Flervalgstrening, fasit .
Flervalgstrening, kort LF .

Eksamensoppgaver 2. juni 2016.
Løsningsforslag 2. juni 2016.
Oppgaver med løsningsforslag 2. juni 2016.
Eksamensoppgaver 9. august 2016.
Løsningsforslag 9. august 2016.

Eksamensoppgaver 10. juni 2017.
Løsningsforslag 10. juni 2017.
Eksamensoppgaver 9. august 2017.
Løsningsforslag 9. august 2017.

Eksamensoppgaver 30. mai 2018.
Løsningsforslag 30. mai 2018.
(Oppg 2, 15 og 42: Alle svar ble godkjent pga trykkfeil i oppgavetekst eller svaralternativ.)

Eksamensoppgaver 6. august 2018.
Løsningsforslag 6. august 2018.


[Tilbake til innholdsfortegnelsen]


Midterm

TFY4215_M1_V2019.pdf
LF_TFY4215_M1_V2019.pdf
TFY4215_M1.xlsx

TFY4215_M2_V2019.pdf
LF_TFY4215_M2_V2019.pdf
TFY4215_M2.xlsx

[Tilbake til innholdsfortegnelsen]


IFYs eksamensarkiv

IFYs eksamensarkiv

[Tilbake til innholdsfortegnelsen]


Python

Diverse python-program:

box_non_stationary.py
box_non_stationary_3.py
box_non_stationary_fixed.py
box.py
rotator.py
singlewell.py
doublewell.py
krystall.py
deltabronn.py
harmosc.py

Vi anbefaler at du laster ned og installerer anaconda.

[Tilbake til innholdsfortegnelsen]


Matlab

Noen matlab-program:

box_non_stationary.m
box_non_stationary_3.m
box.m
orbitalharm.m
rotator.m

[Tilbake til innholdsfortegnelsen]


Videoforelesninger



Alle forelesningene ble filmet våren 2017: Video TFY4215 V2017

[Tilbake til innholdsfortegnelsen]


Ansvarlig for denne siden: Jon Andreas Støvneng

Sist oppdatert: 10. august 2019