Wstęp do fizyki atomowej i molekularnej Atom wodoropodobny: struktura prosta, struktura subtelna atomu wodoru, znaczenie liczb kwantowych stanów elektronowych, oddziaływanie atomu z polami magnetycznym. Atom wieloelektronowy wpływ oddziaływań między elektronami na strukturę poziomów elektronowych, reguły Hunda. Cząsteczki - teoria orbitali molekularnych, struktura cząsteczek w relacji do hybrydyzacji orbitali atomowych. Spektroskopia molekularna: adsorpcja w podczerwieni rozpraszanie ramanowskie luminescencja Oddziaływania międzymolekularne dipolowe van der Waalsa 1. H. Haken, H. C. Wolf, Atomy i kwanty. Wprowadzenie do współczesnej spektroskopii atomowej, Warszawa PWN, 2012 2. H. Haken, H. C. Wolf, Fizyka molekularna z elementami chemii kwantowej, Warszawa PWN 1998.
Wstęp do fizyki jądra atomowego Stan obecny fizyki jądrowej. Własności jąder. Siły jądrowe. Reakcje jądrowe. Naturalne źródła promieniotwórcze. Szeregi promieniotwórcze. Przemiany promieniotwórcze. Prawa rozpadu, aktywność, dawki promieniowania. Ochrona przed promieniowaniem.
Wstęp do fizyki cząstek elementarnych Ogólne wiadomości o oddziaływaniach fundamentalnych; atomy, jądra, cząstki elementarne - skala energii i odległości Eksperymenty w fizyce cząstek Antymateria Elektrodynamika bezspinowych cząstek Opis cząstek ze spinem, równanie Diraca Elektrodynamika cząstek o spinie ½ Badanie struktury hadronówmodel standardowy - chromodynamika kwantowamodel standardowy - oddziaływania słabe Problemy oddziaływań fundamentalnych, które do tej pory nie są rozwiązane; perspektywy, prowadzone i planowane eksperymenty F. Halzen and A. D. Martin: Quarks and Leptons D. H. Perkins: Introduction to High Energy Physics, E. Leader and E. Pradazzi: An Introduction to Gauge Theories and the New Physics, I. J. R. Aitchison and A. J. G. Hey: Gauge Theories in Particle Physics, D. Griffiths Introduction to Particle Physics A. Seiden Particle Physics
Wstęp do astrofizyki Podstawowe parametry gwiazd i sposoby i wyznaczania: masa, promień, jasność, moc promieniowania, odległość Równanie równowagi hydrostatycznej Kolaps grawitacyjny skala czasowa swobodnego spadku - Twierdzenie o wiriale: układ cząstek nierelatywistycznych i relatywistycznych Powstanie gwiazd warunki niezbędne do wystąpienia kolapsu grawitacyjnego Kontrakcja proto-gwiazdy Czy każda kontrakcja prowadzi do powstania gwiazdy - Równania stanu w astrofizyce: gaz doskonały klasyczny, gaz zdegenerowany, gaz fotonowy Pojęcie koncentracji kwantowej Równanie Sahy Równanie Boltzmanna Jonizacja w gwiazdach: atmosfera, wnętrze gwiazdach Klasyfikacja widmowa gwiazdach Klasy jasności gwiazdach Dlaczego maksimum natężenia linii serii Balmera występuje dla typu widmowego A Transport energii w gwiazdach: dyfuzja fotonów, konwekcja Gradienty temperatury w gwiazdach, warunek na wystąpienie konwekcji w gwieździe Reakcje termojądrowe w gwiazdach Palenie wodoru Palenie helu Ciśnienie w centrum gwiazdy, graniczna masa Chandrasekhara Charakterystyka gromad gwiazdach Diagram HR Ścieżka ewolucyjna gwiazd o małych masach Chłodzenie białych karłów Ewolucja gwiazd masywnych Charakterystyka gwiazd neutronowych Układ planetarny budowa i ewolucja Budowa Galaktyki Problem ciemnej materii Nukleosynteza kosmiczna Klasyfikacja galaktyk Wielkoskalowa struktura Wszechświata
Wstęp do fizyki fazy skondensowanej Wiązania w ciele stałym rodzaje wiązań, charakterystyczne cechy Struktura krystaliczna, typy struktury, sieć odwrotna, metody badania struktury krystalicznej Drgania sieci krystalicznej, fonony, właściwości termodynamiczne ciał stałych Model elektronów swobodnych i związane z nim właściwości ciał stałych, przewodnictwo elektryczne, ciepło właściwe Struktura pasmowa podstawy modelu prawie swobodnych elektronów i modelu ciasnego wiązania Półprzewodniki, rodzaje, opis, podstawy fizyki złącza p-n Nadprzewodnictwo, podstawy zjawiska i modelu BCS, nadprzewodniki wysokotemperaturowe Właściwości dielektryczne ciał stałych, ferroelektryki Podstawy magnetyzmu materii, magnetyzm elektronów swobodnych/zlokalizowanych, uporządkowanie magnetyczne, rezonans magnetyczny Operatory kreacji i anihilacji Reprezentacje Blocha oraz Wanniera oraz transformacje między nimi Kondensacja Bosego-Einsteina Podstawowe informacje o modelach Isinga, Heisenberga oraz Hubbarda Przybliżenie średniego pola i jego ograniczenia na podstawie dokładnego rozwiązania modelu Isinga w jednym wymiarze Wzbudzenia kolektywne w układach magnetycznych 1. C. Kittel Wstęp do Fizyki Ciała Stałego PWN 2. H. Ibach, H. Lüth Fizyka Ciała Stałego PWN 3. N.W. Aschcroft, N.D. Mermin Fizyka Ciała Stałego PWN
Wybrane zagadnienia z fizyki kwantowej i statystycznej Eksperymenty prekwantowe: promieniowanie ciała doskonale czarnego, efekt fotoelektryczny, promienie X; Model atomu Bohra, liczby kwantowe, zasada korespondencji; Falowe własności materii: fale De Brogile a, zasada nieokreśloności, interpretacja kopenhaska; Równanie Schroedingera, obserwable, stany stacjonarne, rozwiązania r. Schr. dla studni i bariery potencjału, oscylatora, tunelowanie, degeneracja; Atom wodoru, liczby kwantowe, efekt Zeemana, spin, reguły wyboru, superpozycja stanów; Atomy wieloelektronowe, zakaz Pauliego, układ okresowy, moment pędu, oddziaływanie spin-orbita, reguły Hunda; Molekuły, typy wiązań chemicznych, powłoki elektronowe, stany drgające i rotacyjne; Paradoksy i zastosowania mechaniki kwantowej: stany splątane, EPR, kot Schroedingera, twierdzenia Bella, kryptografia i komputery kwantowa; Przestrzeń fazowa, ergodyczność, równanie Liouville'a; Zespoły statystyczne mikrokanoniczny, kanoniczny, wielki rozkład kanoniczny; Rozkłady Maxwella i Maxwella-Boltzmana; Elementy fizyki statystycznej układów kwantowych (operator statystyczny, równanie von Neumanna, zespoły statystyczne) 1. C. Cohen-Tannoudji, B. Diu, F. Laloe; Quantum mechanics, John Wiley & Sons, New York 1977; 2. Kacper Zalewski; Wykłady z nierelatywistycznej mechaniki kwantowej; 3. http://www.youtube.com/playlist?list=pllhoyvtsn-ftimnl0_y5obf5c62u2nuxv
Metody matematyczne i fizyczne w ekonofizyce Gry dwuosobowe o sumie zerowej - punkty siodłowe oraz dominacje, rozwiązania w strategiach prostych i mieszanych Ogólna metody rozwiązania gier typu (mxn) o sumie zerowej Gry dwuosobowe o sumie niezerowej strategie wyrównujące, bezpieczeństwa i kontrbezpieczne, twierdzenie Nasha Gry w postaci ekstensywnej i macierzowej Kooperacja czy odmowa: dylemat więźnia i turnieje Axelroda Gry wieloosobowe w postaci funkcji charakterystycznej, wieloosobowy dylemat więźnia Poszukiwanie sprawiedliwego podziału, jądro gry, wartość Shapleya, nukleolus 1. P. Straffin Teoria gier; Wydawnictwo naukowe Scholar, W-wa 2001