ELEC-C3220 - Kvantti-ilmiöt, Luento-opetus, 28.2.2022-2.6.2022

Topic outline

• Aikataulu ja materiaalit
  Suositeltavia oppikirjoja (suluissa viittauslyhenne):

  • (H) Harris, Modern physics (2nd edition), Pearson. KURSSIKIRJA
  • (NC) Nielsen, Chuang, Quantum computation and quantum information (10th anniversary edition), Cambridge University Press.
  • (Z) Zettili, Quantum mechanics, concepts and applications (2nd edition), Wiley.
  • (L) Liboff, Introductory quantum mechanics, Addison-Wesley.

  Kirjojen kappaleet merkitty materiaaleihin tyyliin XY, missä X on kirjan lyhenne ja Y kirjan kappaleet.

  
  

  Viikko	Aiheet ja videolinkit	Materiaalit
  1 28.2.-4.3.	1.1 Kurssijärjestelyt (13:25) 1.2 Motivointia, mustan kappaleen säteily (30:48) 1.3 Valosähköinen ilmiö, röntgenputki (14:53)	kalvot, H1.1-2.3, Z1.1-1.2
  	2.1 Atomispektrit, de Broglien relaatiot, Bohrin atomimalli (27:33) 2.2 Schrödingerin aaltomekaniikka, Heisenbergin matriisimekaniikka (11:14) 2.3 Kaksoisrakokoe, elektronimikroskopia (16:33)	kalvot, H2.6-3.2, Z1.3-1.6
  	torstain luento klo 13:00-14:00 sali AS2 (Maarintie 8)	kalvot
  2 7.-11.3.	3.1 Kompleksivektorit, Hilbertin avaruus (24:00) 3.2 Vektoriavaruuden kannat (24:11) 3.3 Vektorien tensori- ja ulkotulo (11:49) 3.4 Matriisit ja lineaarioperaattorit, ominaisarvot ja -vektorit (22:42) 3.5 Hermiittiset ja unitaariset operaattorit, operaattoreiden tensoritulo (17:35)	kalvot Z2.1-2.6 H3.7
  	4.1 Kvanttisysteemin tilat, todennäköisyystulkinta (18:01) 4.2 Havaintosuureet (31:45) 4.3 Mittaustapahtuma, fotonin polarisaatio, eroja klassiseen fysiikkaan (29:10)	kalvot Z3.1-3.5 H5.8
  	torstain luento klo 13:00-14:00 sali AS2 (Maarintie 8)	kalvot
  3 14.-18.3.	5.1 Suljetun kvanttisysteemin aikakehitys, Schrödingerin yhtälö (18:57) 5.2 Kubitin ja pistehiukkasen aikakehitys, Ehrenfestin teoreema (36:15) 5.3 Dekoherenssi, kvanttimekaniikan tulkinnat (24:06)	kalvot H3.3 Z3.6,Z3.8
  	6.1 Liikemäärän ominaistilat, epätarkkuusperiaate (25:37) 6.2 Vapaa hiukkanen yhdessä ja kolmessa ulottuvuudessa (25:00) 6.3 Kaksoisrakokoe kvantitatiivisesti (19:05)	kalvot H3.4-3.5 Z4.1-4.3
  	torstain luento klo 13:00-14:00 sali AS2 (Maarintie 8)	kalvot
  4 21.-25.3.	7.1 Yhden kubitin tilat ja operaatiot (25:29) 7.2 Kahden kubitin tilat ja operaatiot (23:46) 7.3 Bellin teoreema (22:21) 7.4 N:n kubitin tilat, alustusta kvanttilaskentaan (16:14)	kalvot NC1.1-1.4, 2.6
  	8.1 Kvanttipiirit, kvanttiteleportaatio (24:47) 8.2 Laskennallinen kompleksisuus (12:38) 8.3 Kvanttiparallelismi, Deutsch-Jozsan algoritmi (37:42)	kalvot NC3.1-3.3, 4.1-4.6
  	torstain luento klo 13:00-14:00 sali AS2 (Maarintie 8)	kalvot
  5 28.3.-1.4.	9.1 Kvanttihiukkanen laatikossa (33:22) 9.2 Äärellinen potentiaalikaivo (25:14) 9.3 Kvanttikaivojen sovelluksia (10:56)	kalvot H5.5-5.6 Z4.6-4.7
  	10.1 Potentiaaliaskelma (18:02) 10.2 Potentiaalivalli ja tunneloituminen (13:13) 10.3 Tunneloituminen käytännössä (11:14)	kalvot H6.1-6.3 Z4.4-4.5 MATLAB-koodi
  	torstain luento klo 13:00-14:00 sali AS2 (Maarintie 8)	kalvot Jupyter notebook
  6 4.-8.4.	11.1 Harmoninen värähtelijä (42:25) 11.2 Kenttien kvantisointi (20:29) 11.3 Valon kvanttimekaaninen kuvaus (21:22) 11.4 Kvanttivalo käytännössä (16:18)	kalvot H5.7 Z4.8
  	Kertausvideot 1. välikokeeseen: 12.1 Välikokeen aihealue, hiukkasen paikka ja liikemäärä (20:18) 12.2 Kvanttitilojen aikakehitys (13:59) 12.3 Hiukkanen paloittain vakioisessa potentiaalissa (15:36) 12.4 Kubitit ja kvanttipiirit (11:00)	kalvot vanhat kokeet: 1, 2 ratkaisut: 1, 2
  	torstain luento klo 13:00-14:00 sali AS2 (Maarintie 8)	kalvot
  11.4.	VÄLIKOE 1 klo 14:30-17:30 sali TU2 (Maarintie 8)	malliratkaisut
  7 18.-22.4.	13.1 Michelson-Morleyn koe, suhteellisuusteorian postulaatit (15:57) 13.2 Aikadilataatio, Frisch-Smithin koe (16:45) 13.3 Pituuskontraktio, yhtäaikaisuuden suhteellisuus (17:55) 13.4 Lorentzin koordinaatistomuunnokset (13:43) 13.5 Ominaisaika, aika-avaruuden kausaalirakenne (17:38)	kalvot H4.1-4.4
  	14.1 Valon Doppler-efekti, nopeuksien relativistinen yhteenlasku (29:39) 14.2 Relativistinen energia ja liikemäärä, Comptonin sironta (40:36) 14.3 Yleinen suhteellisuusteoria (20:32)	kalvot H4.5-4.10
  	torstain luento klo 13:00-14:00 sali TU2 (Maarintie 8)	kalvot
  25.-29.4.	Vappuviikko, ei opetusta
  8 2.-6.5.	15.1 Kulmaliikemääräoperaattorit ja -ominaistilat (47:34) 15.2 Vapaa hiukkanen pallokoordinaateissa (15:04) 15.3 Kulmaliikemäärän yhteenlasku (13:32)	kalvot H7.1, 7.4-5 Z5.1-3, 5.7 Z6.3.2, 7.3.1-2
  	16.1 Vetyatomin elektronin kvanttitilat (41:08) 16.2 Vetyatomin elektronin energiatilojen väliset siirtymät (21:48)	kalvot H7.3, 7.6-10 Z6.3.5
  	torstain luento klo 13:00-14:00 sali TU2 (Maarintie 8)	kalvot
  9 9.-13.5.	17.1 Stern-Gerlachin koe (15:38) 17.2 Spin, elektroni magneettikentässä (34:44) 17.3 Aaltofunktion vaihtosymmetria, Paulin kieltosääntö (20:29)	kalvot H8.1-3 Z5.6, Z8.1-3
  	18.1 Spin-rata-vuorovaikutus (14:52) 18.2 Helium-atomi (24:08) 18.3 Raskaammat atomit (36:02)	kalvot H8.4-9 Z8.4
  	torstain luento klo 13:00-14:00 sali TU2 (Maarintie 8)	kalvot
  10 16.-20.5.	19.1 Atomiydinten perusrakenne (21:05) 19.2 Atomiydinten sisäiset voimat, sidosenergia (18:51) 19.3 Radioaktiivisuus (26:55) 19.4 Aiheutetut ydinreaktiot (18:27)	kalvot H12.1-7
  	Kertausvideot 2. välikokeeseen: 20.1 Välikokeen aihealue, suhteellisuusteoriaa (25:27) 20.2 Harmoninen värähtelijä, kulmaliikemäärä, Paulin kieltosääntö (21:25) 20.3 Vetyatomi, raskaammat atomit (19:58) 20.4 Ydinfysiikkaa (12:14)	kalvot vanhat kokeet: 1, 2 ratkaisut: 1, 2
  	torstain luento klo 13:00-14:00 sali TU2 (Maarintie 8)	kalvot
  25.5.	VÄLIKOE 2 klo 13:00-16:00 sali TU2 (Maarintie 8)	malliratkaisut
  2.6.	VÄLIKOEUUSINTA klo 9:00-12:00 sali AS2 (Maarintie 8)	malliratkaisut

  
  
  

  • Select activity Kysymyksiä luentojen sisällöstä

    Not available unless: You are a(n) Student

    

    Kysymyksiä luentojen sisällöstä Forum