Fizyka atomu i cząsteczki 390-FS2-2FAC

Profil studiów: ogólnoakademicki
Forma studiów: stacjonarne
Rodzaj przedmiotu: obowiązkowy
Dziedzina i dyscyplina nauki: Dziedzina nauk ścisłych i przyrodniczych, Dyscyplina nauki fizyczne
Poziom kształcenia: studia drugiego stopnia
Rok studiów/semestr: 2. rok/3. semestr
Punkty ECTS: 7
Wymagania wstępne:
elementy elektrodynamiki klasycznej, mechanika kwantowa, fizyka statystyczna.
<Bilans nakładu pracy studenta:
- udział w wykładach (30 godz.),
- udział w konwersatoriach (45 godz.),
- udział w konsultacjach (15 godz.),
- praca własna studenta w domu (62.5 godz.),

Wskaźniki ilościowe:
- nakład pracy studenta związany z zajęciami wymagającymi bezpośredniego udziału nauczyciela - 4.5 ECTS;
- nakład pracy studenta związany z samodzielna pracą - 2.5 ECTS.

Zasady użycia sztucznej inteligencji (SI):
Podczas zajęć dozwolone jest korzystanie z systemów SI w zakresie:
1. Tłumaczenia maszynowego tekstów źródłowych z języków obcych.
2. Wyszukiwania i organizowania źródeł naukowych.
3. Tworzenia symulacji i modelowania omawianych na wykładzie zjawisk fizycznych.

Podczas egzaminu niedozwolone jest korzystanie z systemów SI.
W przypadku stwierdzenia naruszeń powyższych zasad, osoba kształcąca się może zostać pociągnięta do odpowiedzialności na podstawie odrębnych przepisów dyscyplinarnych.

Zagadnienia rozpatrywane na wykładzie:

• Atom jednoelektronowy bez uwzględnienia spinu --- struktura prosta
  


• Oddziaływanie atomu jednoelektronowego z promieniowaniem
  




• Współczynniki Einsteina


• Relacje Einsteina


• Prawdopodobieństwa przejścia


• Przybliżenie elektryczne dipolowe


• Reguły wyboru dla l i m


• Wybrane zagadnienia spektoskopii




• Linie widmowe


• Przyczyny poszerzenia linii widmowych


• Lasery


• Atom jednoelektronowy ze spinem --- struktura subtelna




• Fakty wskazujące na istnienie wewnętrznych
  stopni swobody elektronu --- dubletowa
  struktura widma, anomalne zjawisko Zeemana, doświadczenie Sterna i
  Gerlacha


• Spin i równanie Pauliego


• Oddziaływanie spin-orbita i struktura subtelna


• Inne poprawki relatywistyczne tego samego rzędu


• Przesunięcie Lamba


• Atom dwuelektronowy




• Poprawki relatywistyczne do nierelatywistycznego
  hamiltonianu


• Oddziaływanie elektrostatyczne i zwyrodnienie wymienne


• Własności równania Schrodingera i funkcji falowej dla
  układu składającego się z jednakowych cząstek


• Symetryczne i antysymetryczne funkcje falowe


• Funkcje spinowe układu dwóch elektronów


• Stan podstawowy atomu o dwóch elektronach


• Stany wzbudzone atomu dwuelektronowego


• Para i ortho-hel


• Efekt Augera


• Atomy wieloelektronowe




• Spinory układu wielu elektronów


• Przybliżenie jednoelektronowe -
  przybliżenie Hartree i Hartree-Focka,
  funkcje falowe atomu helu w przybliżeniu Hartree-Focka,
  niezależne od czasu równania Hartree-Focka,
  zależne od czasu równania Hartree-Focka


• Przybliżenie centralnego pola


• Konfiguracje elektronowe atomów


• Uzasadnienie reguł Hunda


• Termy atomowe


• Struktura subtelna termów -
  przybliżenie sprzężenia LS,
  reguły wyboru w sprzężeniu LS,
  przybliżenie sprzężenia j-j


• Metoda statystyczna Thomasa-Fermiego


• Uogólnienia metody statystycznej - metody funkcjonału
  gęstości


• Oddziaływanie za stałymi polami zewnętrznymi


• Zjawisko Zeemana w sprzężeniu LS - słabe pola


• Zjawisko Zeemana w sprzężeniu LS - silne pola -
  zjawisko Paschena-Backa


• Kwadratowe zjawisko Starka


• Liniowe zjawisko Starka


• Struktura nadsubtelna




• Wyjście poza przybliżenie, w którym jądro atomowe

traktowane jest tylko jako punktowy ładunek elektryczny

• Magnetyczne oddziaływanie dipolowe


• Atom wodoru


• Zjawisko Zeemana struktury nadsubtelnej


• Przesunięcia izotopowe




• Normalny efekt masy


• Specyficzny efekt masy


• Efekt pola


• Efekt objętościowy


• Elementy teorii cząsteczek i wiązań chemicznych




• Rozdzielenie ruchu jąder i elektronów w cząsteczkach -
  przybliżenie adiabatyczne,
  przybliżenie Borna-Oppenhaimera


• Cząsteczka dwuatomowa --- ruchy jąder


• Teoria orbitali molekularnych --- jon H2+


• Teoria wiązań walencyjnych --- H2


• Oddziaływanie van der Waalsa

Zagadnienia rozpatrywane na konwersatorium:
Na konwersatorium rozwiązywane są zadania odpowiadające tematom realizowanym na wykładzie.