Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

Бесплатный курс "Quantum mechanics for scientists and engineers" на Coursera

Ключевые слова:  квантовая механика, Стэнфордский университет

01 сентября 2015

QUANTUM MECHANICS FOR SCIENTISTS AND ENGINEERS

Date: Tuesday, September 29, 2015 to Thursday, December 24, 2015

Go to Course Platform: Stanford OpenEdX Course topic: Engineering & Computer Science

ABOUT THIS COURSE

This 9 week course aims to teach quantum mechanics to anyone with a reasonable college-level understanding of physical science or engineering. Quantum mechanics was once mostly of interest to physicists, chemists and other basic scientists. Now the concepts and techniques of quantum mechanics are essential in many areas of engineering and science such as materials science, nanotechnology, electronic devices, and photonics. This course is a substantial introduction to quantum mechanics and how to use it. It is specifically designed to be accessible not only to physicists but also to students and technical professionals over a wide range of science and engineering backgrounds.

COURSE SYLLABUS

INTRODUCTION TO QUANTUM MECHANICS

How quantum mechanics is important in the everyday world, the bizarre aspects and continuing evolution of quantum mechanics, and how we need it for engineering much of modern technology.

SCHROEDINGER’S WAVE EQUATION

Getting to Schroedinger’s wave equation. Key ideas in using quantum mechanical waves — probability densities, linearity. The "two slit" experiment and its paradoxes.

GETTING "QUANTUM" BEHAVIOR

The "particle in a box", eigenvalues and eigenfunctions. Mathematics of quantum mechanical waves.

QUANTUM MECHANICS OF SYSTEMS THAT CHANGE IN TIME

Time variation by superposition of wave functions. The harmonic oscillator. Movement in quantum mechanics — wave packets, group velocity and particle current.

MEASUREMENT IN QUANTUM MECHANICS

Operators in quantum mechanics — the quantum-mechanical Hamiltonian. Measurement and its paradoxes — the Stern-Gerlach experiment.

WRITING DOWN QUANTUM MECHANICS SIMPLY

A simple general way of looking at the mathematics of quantum mechanics — functions, operators, matrices and Dirac notation. Operators and measurable quantities. The uncertainty principle.

THE HYDROGEN ATOM

Angular momentum in quantum mechanics — atomic orbitals. Quantum mechanics with more than one particle. Solving for the the hydrogen atom. Nature of the states of atoms.

HOW TO SOLVE REAL PROBLEMS

Approximation methods in quantum mechanics.

PREREQUISITES

The course is approximately at the level of a first quantum mechanics class in physics at a third-year college level or above, but it is specifically designed to be suitable and useful also for those from other science and engineering disciplines.

The course emphasizes conceptual understanding rather than a heavily mathematical approach, but some amount of mathematics is essential for understanding and using quantum mechanics. The course presumes a mathematics background that includes basic algebra and trigonometry, functions, vectors, matrices, complex numbers, ordinary differential and integral calculus, and ordinary and partial differential equations.

In physics, students should understand elementary classical mechanics (Newton’s Laws) and basic ideas in electricity and magnetism at a level typical of first-year college physics. (The course explicitly does not require knowledge of more advanced concepts in classical mechanics, such as Hamiltonian or Lagrangian approaches, or in electromagnetism, such as Maxwell’s equations.) Some introductory exposure to modern physics, such as the ideas of electrons, photons, and atoms, is helpful but not required.

The course includes an optional and ungraded “refresher” background mathematics section that reviews and gives students a chance to practice all the necessary math background background. Introductory background material on key physics concepts is also presented at the beginning of the course.

COURSE STAFF

DAVID MILLER

David Miller is the W. M. Keck Foundation Professor of Electrical Engineering and, by Courtesy, Professor of Applied Physics, both at Stanford University. He received his B. Sc. and Ph. D. degrees in Physics in Scotland, UK from St. Andrews University and Heriot-Watt University, respectively. Before moving to Stanford in 1996, he worked at AT&T Bell Laboratores for 15 years. His research interests have included physics and applications of quantum nanostructures, including invention of optical modulator devices now widely used in optical fiber communications, and fundamentals and applications of optics and nanophotonics. He has received several awards and honorary degrees for his work, is a Fellow of many major professional societies in science and engineering, including the Royal Society of London, and is a member of both the National Academy of Sciences and the National Academy of Engineering in the US. He has taught quantum mechanics at Stanford for more than 10 years to a broad range of students ranging from physics and engineering undergraduates to graduate engineers and scientists in many disciplines.

FREQUENTLY ASKED QUESTIONS

REQUIRED TEXT

The text “Quantum Mechanics for Scientists and Engineers” (Cambridge, 2008) is recommended for the course, though it is not required. It follows essentially the same syllabus, has additional problems and exercises, allows you to go into greater depth on some ideas, and also contains many additional topics for further study.

Источник: http://online.stanford.edu/course/quantum-mechanics-scientists-and-engineers-FALL-15?utm_source=iContact&utm_medium=email&utm_campaign=Stanford%20Online&utm_content=AUGUST+

Няшечки
Няшечки

Пять медалей завоевали российские школьники на Международной физической олимпиаде
Стали известны итоги 50-й Международной физической олимпиады для школьников, которая проходила в Тель-Авиве (Израиль). Российская сборная завоевала в состязаниях 4 золотые и одну серебряную медаль.

Поступление в совместный российско-китайский Университет МГУ-ППИ в Шэньчжэне
В июле 2019 года в МГУ имени М.В. Ломоносова проходит набор учащихся на программы МГУ, реализуемые в Университете МГУ-ППИ в Шэньчжэне. Поступление в совместный университет – это возможность учиться в самом быстроразвивающемся городе мира на русском языке у ведущих преподавателей МГУ по самым современным программам, получить образование мирового уровня и дипломы сразу двух университетов, овладев китайским языком. Для поступления в совместный университет не требуется владения китайским языком. Прием документов и экзамены проходят на территории МГУ. Абитуриенты имеют право поступать одновременно в МГУ имени М.В. Ломоносова и МГУ-ППИ в Шэньчжэне.

Вокруг Нанограда
Девятый Наноград, проходивший в Ханты - Мансийске, собрал талантливых школьников, интересных лекторов и преподавателей в области наноматериалов, нанотехнологий и технопредпринимательства. И сам город оказался молодым, динамичным, современным и интересным. Ниже дан небольшой фоторепортаж вокруг Нанограда, беглый взгляд, что собой представляет Ханты - Мансийск.

3D нанотехнологии в физике, химии, биологии, медицине и инженерном искусстве
И.В.Яминский
Материалы лекции проф. МГУ, д.ф.-м.н., генерального директора Центра Перспективных технологий И.В.Яминского "3D нанотехнологии в физике, химии, биологии, медицине и инженерном искусстве". 3D принтер, сканирующий зондовый микроскоп и фрезерный станок. Что общего между ними? Как конструировать их своими руками? Небольшой экскурс в практические нанотехнологии. Поучительная история о создании сканирующего туннельного микроскопа. От идеи до нобелевской премии за 5 лет. Взгляд в микромир – от атомов и молекул до живых клеток. Как взвесить массу одного атома? Вирусы и бактерии – наши друзья или враги? Медицинские приложения нанотехнологий – нанобиосенсоры для обнаружения биологических агентов.

Материалы и пленочные структуры спинтроники и стрейнтроники
В.А.Кецко
Девятый Наноград, проходивший в Ханты - Мансийске, собрал талантливых школьников, интересных лекторов и преподавателей в области наноматериалов, нанотехнологий и технопредпринимательства. В сообщении даны материалы лекции д.х.н., в.н.с. ИОНХ РАН В.А.Кецко "Материалы и пленочные структуры спинтроники и стрейнтроники".

Лекции и семинары от ФНМ МГУ на Нанограде
Е.А.Гудилин
Девятый Наноград, проходивший в Ханты - Мансийске, собрал талантливых школьников, интересных лекторов и преподавателей в области наноматериалов, нанотехнологий и технопредпринимательства. Ниже даны материалы лекций и семинаров представителя ФНМ МГУ проф., д.х.н. Е.А.Гудилина.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.