A tárgy célja a korszerű természettudományos világszemlélet kialakítása; a modellalkotási készség fejlesztése. Olyan egyetemi szintű fizikai ismeretek elsajátítása, amelyek feltétlenül szükségesek az innovatív mérnöki alkotásokhoz. A kvantummechanika alapjainak megismertetése, a klasszikus fizika korlátainak felismerése; a modern anyagtudomány és a nanotechnológia alapját képező jelenségek leírása; a kvantummechanikai elvekre épülő eszközök és berendezések működésének bemutatása.
• Bevezetés: hullámok, komplex számok, elektromágneses spektrum és interferencia.
• Fotonok: fotoelektromos jelenség, spektrális vonalak, fotonok interferenciája, kétréskísérlet és egyfoton-interferencia.
• Anyaghullámok: de Broglie-hipotézis, Bohr-atom, hullám-részecske kettősség.
• A kvantummechanika alapjai: hullámfüggvények, bizonytalansági elv, Schrödinger-egyenlet.
• A Schrödinger-egyenlet megoldásai és alkalmazásai: részecske dobozban, harmonikus oszcillátor, alagúteffektus, pásztázó alagútmikroszkóp, kvantumos alagutazáson alapuló elektronikai eszközök.
• Elektronok a hidrogénatomban, spin és a Pauli-elv. Többelektronos atomok és a periódusos rendszer.
• Kvantumbitek és kvantumos összefonódás. Schrödinger macskája.
• A kvantuminformáció-feldolgozás alapjai és néhány alkalmazása.
• Molekuláris kötések és kötések kristályos szilárd anyagokban.
• Elektronok szilárd anyagokban, fémek szabad elektron modellje. Fémek, szigetelők és félvezetők sávdiagramjai.
• Szupravezetés. Kísérletek szupravezetőkkel. Példák szupravezető kvantumbitekre.
• A nukleáris jelenségek alapjai.
• A relativitáselmélet alapjai.
• Kitekintés a részecskefizikára és kozmológiára: kvarkok, standard modell, ősrobbanás.
• Bevezetés: hullámok, komplex számok, elektromágneses spektrum és interferencia.
• Fotonok: fotoelektromos jelenség, spektrális vonalak, fotonok interferenciája, kétréskísérlet és egyfoton-interferencia.
• Anyaghullámok: de Broglie-hipotézis, Bohr-atom, hullám-részecske kettősség.
• A kvantummechanika alapjai: hullámfüggvények, bizonytalansági elv, Schrödinger-egyenlet.
• A Schrödinger-egyenlet megoldásai és alkalmazásai: részecske dobozban, harmonikus oszcillátor, alagúteffektus, pásztázó alagútmikroszkóp, kvantumos alagutazáson alapuló elektronikai eszközök.
• Elektronok a hidrogénatomban, spin és a Pauli-elv. Többelektronos atomok és a periódusos rendszer.
• Kvantumbitek és kvantumos összefonódás. Schrödinger macskája.
• A kvantuminformáció-feldolgozás alapjai és néhány alkalmazása.
• Molekuláris kötések és kötések kristályos szilárd anyagokban.
• Elektronok szilárd anyagokban, fémek szabad elektron modellje. Fémek, szigetelők és félvezetők sávdiagramjai.
• Szupravezetés. Kísérletek szupravezetőkkel. Példák szupravezető kvantumbitekre.
• A nukleáris jelenségek alapjai.
• A relativitáselmélet alapjai.
• Kitekintés a részecskefizikára és kozmológiára: kvarkok, standard modell, ősrobbanás.
- Tanár: Asbóth János