Postuláty teorie relativity a jejich důsledky, Lorentzova transformace, světočáry, energie a hybnost v teorii relativity. Kvantování energie, vlnové vlastnosti částic, princip neurčitosti, Hermitovské operátory, Schrödingerova rovnice, částice v potenciálových jámách, tunelování bariérou, spin, zářivé přechody, pásová teorie. Chaos v konzervativních a disipativních systémech, deterministický chaos.

Podrobné členění:

Osnova

1. Meze klasické fyziky

1.1. Fotoelektrický jev
1.2. Tepelné záření (záření absolutně černého tělesa)
1.3. De Broglieova vlna, dualismus vlny a částice (také korpuskulárně vlnový dualismus)
1.4. Comptonův jev
1.5. Bohrův model atomu vodíku
a) Bohrovy postuláty
b) Silová rovnováha při pohybu elektronu na kruhové dráze okolo jádra atomu vodíku
c) Energie elektronu v atomu vodíku
d) Spektra záření vodíku (Lymanova, Balmerova, Paschenova, Brackettova atd. série)

2. Matematický aparát kvantové mechaniky

2.1. Operátory
2.2. Pojem skalárního součinu dvou funkcí, norma
2.3. Vlastnosti operátorů – linearita, hermiticita, komutativnost
2.4. Vlnová funkce a hustota pravděpodobnosti výskytu částice
2.5. Regularita vlnové funkce
2.6. Vlastní hodnoty operátoru a vlastní funkce
2.7. Stav částice a princip superpozice; střední hodnota fyzikální veličiny
2.8. Výsledky měření v kvantové mechanice, ortogonalita vlastních funkcí a ostrá a neostrá hodnota veličiny
2.9. Současná měřitelnost fyzikálních veličin a Heisenbergovy relace neurčitosti jakožto obecný důsledek nekomutativnosti operátorů

3. Popis systémů a částic ve kvantové mechanice

3.1. Časová Schrödingerova rovnice
3.2. Bezčasová Schrödingerova rovnice jakožto rovnice pro vlastní hodnoty operátoru energie
3.3. Jednorozměrný pravoúhlý potenciálový schod (stupeň)
3.4. Jednorozměrná pravoúhlá potenciálová bariéra a tunelový jev
3.5. Tvar potenciálové bariéry v reálných podmínkách a stanovení koeficientu propustnosti pro reálné bariéry
3.6. Jednorozměrná nekonečně hluboká pravoúhlá potenciálová jáma a kvantování energie, povolené hodnoty energie (vlastní hodnoty)
3.7. Třírozměrná nekonečně hluboká pravoúhlá potenciálová jáma, povolené hodnoty energie
3.8. Parabolická potenciálová jáma (lineární harmonický oscilátor) a povolené hodnoty energie
3.9. Hyperbolická potenciálová jáma (atom vodíku) a povolené hodnoty energie, porovnání s Bohrovým modelem atomu
3.10. Pohyb elektronu v poli periodického potenciálu: Kronigův – Penneyho model a obecné rysy řešení