Exploring Quantum Physics

von

Exploring Quantum Physics

University of Maryland, College Park

Über diesen Kurs

2,805 kürzliche Aufrufe

An introduction to quantum physics with emphasis on topics at the frontiers of research, and developing understanding through exercise.

100 % online

Beginnen Sie sofort und lernen Sie in Ihrem eigenen Tempo.

Flexible Fristen

Setzen Sie Fristen gemäß Ihrem Zeitplan zurück.

Ca. 30 Stunden zum Abschließen

Englisch

Untertitel: Englisch

100 % online

Beginnen Sie sofort und lernen Sie in Ihrem eigenen Tempo.

Flexible Fristen

Setzen Sie Fristen gemäß Ihrem Zeitplan zurück.

Ca. 30 Stunden zum Abschließen

Englisch

Untertitel: Englisch

Lehrplan - Was Sie in diesem Kurs lernen werden

Woche

3 Stunden zum Abschließen

Week 1 - Welcome, Lecture 1 and 2 - Conceptual Grounds

11 Videos (Gesamt 125 min), 1 Quiz

11 Videos

Welcome and overview13m

Part I: Comments on studying QM10m

Part II: Pioneering Experiments10m

Part III: Pioneering Experiments (cont'd) 8m

**Part IV: "Deriving" the Schrödinger Eq.15m

***Part V: Spreading of quantum wavepackets12m

Part I: Meaning of the wavefunction7m

***Part II: Continuity Equation10m

**Part III: Observables; Operators; Expectation Values9m

**Part IV: Time Independent Schrödinger Eq.13m

**Part V: Superposition; Dirac Notation; Representations12m

1 praktische Übung

Homework 11h

Woche

3 Stunden zum Abschließen

Week 2 - Lecture 3 and 4 - Path Integral

7 Videos (Gesamt 103 min), 2 Quiz

7 Videos

Part I: Introduction7m

**Part II: Propagator15m

***Part III: Derivation (difficult material, optional)11m

***Part IV: Derivation (cont'd) (difficult material, optional)15m

**Part I: Classical Limit22m

*Part II: Quantum corrections to diffusion17m

**Part III: Quantum corrections to diffusion; Localization (cont'd)13m

2 praktische Übungen

Homework 21h 20m

Homework 2 Bonus Questions (Ungraded)2m

Woche

4 Stunden zum Abschließen

Week 3 - Lecture 5 and 6 - Quantum Wells to Cooper Pairs

8 Videos (Gesamt 139 min), 3 Quiz

8 Videos

*Part I: Electron in a Box13m

**Part II: Finite Potential Well19m

**Part III: Bound state in a 1D shallow potential15m

***Part IV: Bound states in a delta potential (any dimension)20m

Part I: The phenomenon of superconductivity15m

*Part II: Quantum Statistics20m

***Part III: Two-particle Schrödinger equation12m

**Part IV: The Cooper problem19m

3 praktische Übungen

Homework 340m

Homework 3 Optional: time propagation of a wavepacket1h

Homework 3 Bonus Questions (Ungraded)4m

Woche

3 Stunden zum Abschließen

Week 4 - Lecture 7 and 8 - Quantum Oscillators

8 Videos (Gesamt 134 min), 2 Quiz

8 Videos

*Part I: Quantizing the classical oscillator13m

**Part II: Creation/annihilation operators9m

**Part III: Generating the energy spectrum17m

**Part IV: Harmonic oscillator wave-functions11m

Part I: Collective modes; Goldstone theorem17m

**Part II: Classical phonons in an oscillator chain22m

***Part III: Quantum oscillator chain16m

***Part IV: Deriving phonon spectrum; Bogoliubov transform (difficult material; optional)24m

2 praktische Übungen

Homework 440m

Homework 4 Bonus Questions (Ungraded)12m

Woche

3 Stunden zum Abschließen

Week 5 - Lecture 9 and 10 - The (Simplest) Atom

8 Videos (Gesamt 92 min), 2 Quiz

8 Videos

Part I: Introduction to optical spectra6m

Part II: Cracking the hydrogen code 15m

Part III: Classical hydrogen atom: angular momentum11m

Part IV: Classical hydrogen atom: Runge-Lenz vector15m

Part I: The Bohr model of the atom7m

Part II: Applications of the Bohr Model15m

Part III: Simple constructive techniques9m

Part IV: Gaussians and the variational theorem11m

2 praktische Übungen

Homework 51h 40m

Homework 5 Bonus Questions (Ungraded)2m

Woche

4 Stunden zum Abschließen

Week 6 - Lecture 11 and 12 - The Bouncing Ball

8 Videos (Gesamt 107 min), 2 Quiz

8 Videos

Part I: Variational Estimates and Applications14m

Part II: Hydrogen atom: variational and virial theorems18m

Part III: Use of Special Functions14m

Part IV: The Bouncing Ball16m

Part I: Basic Properties of Angular Momentum Operators11m

Part II: Basic Commutation Relations8m

Part III: Angular Momentum as an Effective Potential8m

Part IV: Angular Momentum and Runge-Lenz Vector14m

2 praktische Übungen

Homework 62h 20m

Homework 6 Bonus Questions (Ungraded)2m

Woche

4 Stunden zum Abschließen

Week 7 - Lecture 13 and 14 - Rotation and Spin

10 Videos (Gesamt 110 min), 2 Quiz

10 Videos

Part I: Rotation and Dipole Moments of Molecules 11m

Part II: Atomic and Molecular Polarizabilities: Perturbation Theory 12m

Part III: Atomic and Molecular Polarizabilities: Perturbation Theory (cont'd) 11m

Part IV: Polarizability of the Hydrogen Atom 13m

Part V: The Spectra of Hydrogen Isotopes 8m

Part I: Introduction to gauge potentials - magnetic fields 9m

Part II: Impossibility of magnetism in classical mechanics 17m

Part III: The Dirac Equation - Basics 8m

Part IV: The Dirac Equation - Spin 9m

Part V: Spin and Antimatter in Material Systems8m

2 praktische Übungen

Homework 72h

Homework 7 Bonus Questions (Ungraded)2m

Woche

2 Stunden zum Abschließen

Week 8 - Lecture 15 and 16 - Quantum Gas and Time Dependence

7 Videos (Gesamt 123 min)

7 Videos

Part I: Bose-Einstein condensation in theory 10m

Part II. Bose-Einstein condensation in experiment 18m

Part III. Degenerate Fermi-Dirac gases 12m

Part IV. Current research in quantum gases 12m

*Part I: Time-dependent Schrödinger Eq.; general remarks 23m

**Part II: Sudden perturbations; quantum quenches 20m

***Part III: Geometric Berry phase (difficult, advanced material - optional) 26m

3 Stunden zum Abschließen

Final Exam

3 Quiz

3 praktische Übungen

Final Exam Part 1 (Timed) (1 Attempt Only)2h

Final Exam Part 2 (Timed) (1 Attempt Only)1h 20m

Bonus Questions (Ungraded)8m

Woche

1 Stunde zum Abschließen

Bonus Lectures

5 Videos (Gesamt 60 min)

5 Videos

**Part I: Zeeman Effect 17m

**Part II: Stern-Gerlach Experiment 6m

Part III: Spin Dynamics and LS Coupling 8m

**Part IV: Spin Exchange and Magnetism 12m

**Part V: Non-equilibrium Spin Injection 13m

Dozenten

Charles W. Clark

Fellow

National Institute of Standards and Technology (NIST)

Dr. Victor Galitski

Professor

Department of Physics & Joint Quantum Institute

Über University of Maryland, College Park

The University of Maryland is the state's flagship university and one of the nation's preeminent public research universities. A global leader in research, entrepreneurship and innovation, the university is home to more than 37,000 students, 9,000 faculty and staff, and 250 academic programs. Its faculty includes three Nobel laureates, three Pulitzer Prize winners, 47 members of the national academies and scores of Fulbright scholars. The institution has a $1.8 billion operating budget, secures $500 million annually in external research funding and recently completed a $1 billion fundraising campaign. ...

Häufig gestellte Fragen

Wann erhalte ich Zugang zu den Vorträgen und Aufgaben?
Sobald Sie sich für ein Zertifikat angemeldet haben, haben Sie Zugriff auf alle Videos, Quizspiele und Programmieraufgaben (falls zutreffend). Aufgaben, die von anderen Kursteilnehmern bewertet werden, können erst dann eingereicht und überprüft werden, wenn Ihr Unterricht begonnen hat. Wenn Sie sich den Kurs anschauen möchten, ohne ihn zu kaufen, können Sie womöglich auf bestimmte Aufgaben nicht zugreifen.
Was bekomme ich, wenn ich das Zertifikat erwerbe?
Wenn Sie ein Zertifikat erwerben, erhalten Sie Zugriff auf alle Kursmaterialien, einschließlich bewerteter Aufgaben. Nach Abschluss des Kurses wird Ihr elektronisches Zertifikat zu Ihrer Seite „Errungenschaften“ hinzugefügt – von dort können Sie Ihr Zertifikat ausdrucken oder es zu Ihrem LinkedIn Profil hinzufügen. Wenn Sie nur lesen und den Inhalt des Kurses anzeigen möchten, können Sie kostenlos als Gast an dem Kurs teilnehmen.
Wie erfolgen Rückerstattungen?
Ist finanzielle Unterstützung möglich?

Haben Sie weitere Fragen? Besuchen Sie das Hilfe-Center für Teiln..

New! AWS Computer Vision: Getting Started with GluonCV

Bachelor of Computer Science

Exploring Quantum Physics

Exploring Quantum Physics

100 % online

Flexible Fristen

Ca. 30 Stunden zum Abschließen

Englisch

100 % online

Flexible Fristen

Ca. 30 Stunden zum Abschließen

Englisch

Lehrplan - Was Sie in diesem Kurs lernen werden

Week 1 - Welcome, Lecture 1 and 2 - Conceptual Grounds

Week 2 - Lecture 3 and 4 - Path Integral

Week 3 - Lecture 5 and 6 - Quantum Wells to Cooper Pairs

Week 4 - Lecture 7 and 8 - Quantum Oscillators

Week 5 - Lecture 9 and 10 - The (Simplest) Atom

Week 6 - Lecture 11 and 12 - The Bouncing Ball

Week 7 - Lecture 13 and 14 - Rotation and Spin

Week 8 - Lecture 15 and 16 - Quantum Gas and Time Dependence

Final Exam

Bonus Lectures

Dozenten

Charles W. Clark

Dr. Victor Galitski

Über University of Maryland, College Park

Häufig gestellte Fragen