CILJEVI PREDMETA: Ciljevi predmeta su stjecanje teorijskog znanja iz osnova atomske fizike, stjecanje operativnog znanja rješavanja optičkih Blochovih jednadžbi za sustav atoma i elektromagnetskog zračenja, rješavanje problema mehaničkog utjecaja tj. sile zračenja na atome, stjecanje teorijskog znanja opisa hladnog atomskog plina (optička melasa, magneto-optička klopka, Bose-Einsteinov kondenzat).
ISHODI UČENJA NA RAZINI PROGRAMA KOJIMA PREDMET DOPRINOSI:
1. ZNANJE I RAZUMJEVANJE
1.2. pokazati temeljito poznavanje naprednih metoda teorijske fizike, a posebno klasične mehanike, klasične elektrodinamike, statističke fizike i kvantne fizike;
1.4. navesti i opisati najsuvremenije znanstvene spoznaje u području svoje specijalizacije;
2. PRIMJENA ZNANJA I RAZUMJEVANJA
2.5. samostalno provoditi numeričke proračune na osobnom računalu uključujući razvoj jednostavnih programa
3. STVARANJE PROSUDBI
3.2. razviti osjećaj osobne odgovornosti kroz samostalni odabir izbornih sadržaja ponuđenih u studijskom programu
4. KOMUNIKACIJSKE SPOSOBNOSTI
4.3. koristiti engleski jezik kao jezik struke pri komunikaciji, korištenju literature i pisanju znanstvenih i stručnih radova
5. SPOSOBNOST UČENJA
5.1. samostalno koristiti stručnu literaturu i ostale relevantne izvore informacija što podrazumijeva dobro poznavanje engleskog kao jezika struke;
5.4. uključiti se u visokostručni rad koji zahtjeva modeliranje, provođenje numeričkih proračuna i primjenu tehnologija temeljenih na razvoju fizike
OČEKIVANI ISHODI UČENJA NA RAZINI PREDMETA:
Po završetku kolegija Odabrana poglavlja teorijske atomske fizike student će biti sposoban:
1. riješiti problem atoma u međudjelovanju s elektromagnetskim zračenjem (lasersko zračenje) koristeći Blochove jednadžbe (numerički i analitički);
2. izračunati silu kojom zračenje djeluje na atom u ovisnosti o atomskoj brzini, odmaku od rezonancije, intenzitetu zračenja i ostalim parametrima;
3. kvantitativno opisati dipolne matrične prijelaze i povezati ih s Rabijevom frekvencijom;
4. detaljno opisati postupak laserskog hlađenja atoma, evaporativnog hlađenja, kao i pojmove optičke melase, magneto-optičke stupice i Bose-Einsteinovog kondentaza;
5. kvalitativno i kvantitativno opisati hladni atomski oblak Fokker-Planckovom jednadžbom;
6. kvalitativno i kvantitativno opisati ultra-hladni atomski oblak Gross-Pitaevskii jednadžbom.
SADRŽAJ PREDMETA:
1. tjedan: Vremenski ovisan račun smetnje u kvantnoj mehanici; dipolna aproksimacija za međudjelovanje lasera i atoma;
2. tjedan: Rabijev problem, obučena stanja, Blochov vektor, raspad pobuđenog stanja;
3. tjedan: Matrica gustoće, spontana emisija, optičke Blochove jednadžbe (OBJ), intenzitet saturacije
4. tjedan: Numeričko rješavanje (OBJ) za sustav s N atomskih stanja i višefrekventnom pobudom (više lasera);
5. tjedan: Sila na atom, atom koji stoji, atom koji se giba nekom brzinom, Dopplerovo hlađenje;
6. i 7. tjedan: Projektni zadatak - jedan zadatak za svakog studenta u kojem operativno koristi prethodno usvojeno znanje, istražuje literaturu;
8. tjedan: Temperatura i termodinamika laserskog hlađenja; kinetička teorija, nasumično gibanje;
9. tjedan: Fokker-Planck jednadžba za opis hladnog atomskog plina;
10. tjedan: Magneto-optička stupica;
10. tjedan: Hlađenje ispod Dopplerove granice, Sizifovo hlađenje;
11. tjedan: Evaporativno hlađenje, Bose-Einseinov kondenzat, opis Bose-Einsteinovog kondenzata kroz Gross-Pitaevskii jednadžbu;
12. tjedan: opis Bose-Einsteinovog kondenzata kroz Gross-Pitaevskii jednadžbu;
13.-15. tjedan: Projektni zadatak - jedan zadatak za svakog studenta u kojem operativno koristi prethodno usvojeno znanje, istražuje literaturu.
OBVEZE STUDENATA:
Studenti su dužni dolaziti jednom tjedno na predavanja odnosno konzultacije s mentorom, prezentirati što su naučili i izračunali u okviru projektnih zadataka od prethodnih konzultacija, prodiskutirati svoje rezultati i razumijevanje s mentorom i ostalim studentima, te preuzeti nove zadatke. Između konzultacija na raspolaganju imaju asistenta za pomoć u izradi projektnih zadataka i pomoć pri usvajanju gradiva.
OCJENJIVANJE I VREDNOVANJE RADA STUDENATA:
Ocjenjuje se uspjeh u usvajanju gradiva tijekom semestra što se prati na jednotjednim konzultacijama. Ocjenjuje se svaki projektni zadatak, snalaženje u istraživanju i operativnom radu. Konačna ocjena donosi se na završnom usmenom ispitu.
|
Pristupačnost
