Релятивистская квантовая механика: электрон во внешних сверхсильных полях

• 

  Годунов Сергей Иванович

  к.ф.-м.н., старший научный сотрудник Отдела теоретической физики им. И.Е. Тамма, Физический институт им. П.Н. Лебедева

Аннотация

Для студентов 3-4 курсов

В курсе будет рассмотрено решение уравнения Дирака для электрона во внешних полях, начиная со свободного уравнения и его происхождения, продолжая нахождением уровней энергии в различных потенциалах, рассмотрением рассеяния электронов на потенциале, и заканчивая рассмотрением сверхсильных внешних полей. При изучении внешних магнитных полей будет рассмотрена эволюция уровней энергии атома водорода и водородоподобных ионов (в релятивистском и нерелятивистском случаях), а также влияние внешнего поля на величину критического заряда ядра.

План курса

1. Основные темы Курса

   1. Уравнение Дирака

   - происхождение и смысл

   - симметричная форма: спинорное и стандартное представление

   - решения для свободной частицы

   - решения с отрицательными энергиями и их смысл

   - уравнение для частицы во внешнем поле

   2. Решения в потенциалах

   - прямоугольная яма

   - кулоновский потенциал

   - критический заряд

   3. Рассеяние электронов потенциалом

   - амплитуда и сечение рассеяния

   - фаза рассеяния

   - резонансы

   4. Движение в однородном электрическом поле

   - парадокс Клейна

   5. Движение в однородном магнитном поле

   - уровни Ландау

   - расщепление уровней Ландау потенциалом: атом в сверхсильном поле (нерелятивистский случай)

   - расщепление уровней Ландау потенциалом: атом в сверхсильном поле

   - влияние магнитного поля на величину критического заряда

    

Материалы для дополнительного изучения

Видеозаписи лекций