Fizyka atomu i cząsteczki 390-FS2-2FAC

Profil studiów: ogólnoakademicki.
Forma studiów: stacjonarne.
Moduł: fizyka teoretyczna, przedmiot obowiązkowy.
Dziedzina i dyscyplina nauki: nauki fizyczne, fizyka.
Rok studiów, semestr: 2 rok, 3 semestr, studia II stopnia.
Wymagania wstępne: elementy elektrodynamiki klasycznej, mechanika kwantowa, fizyka statystyczna.
Metody dydaktyczne: wykład, rozwiązywanie zadań, zadania domowe, dyskusje, konsultacje, samodzielne studiowanie.
Punkty ECTS: 8.
Bilans nakładu pracy studenta: wykład (30 godzin), konwersatorium (45 godzin), przygotowanie do zajęć (112.5 godziny), udział w konsultacjach przedmiotowych (3 godziny), przygotowanie do egzaminu końcowego i udział w egzaminie (10+3 godziny).
Wskaźniki ilościowe: wykład (1.2 punktów ECTS), konwersatorium (1.8 punktów ECTS), przygotowanie do zajęć (4.5 punktów ECTS), udział w konsultacjach przedmiotowych (0.12 punktów ECTS), przygotowanie do egzaminu końcowego i udział w egzaminie (0.52 punkty ECTS).

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.