Atom- och molekylfysik D
Kursplan, Avancerad nivå, 1FA558
- Kod
- 1FA558
- Utbildningsnivå
- Avancerad nivå
- Huvudområde(n) med fördjupning
- Fysik A1N
- Betygsskala
- Underkänd (U), godkänd (3), icke utan beröm godkänd (4), med beröm godkänd (5)
- Fastställd av
- Teknisk-naturvetenskapliga fakultetsnämnden, 7 maj 2014
- Ansvarig institution
- Institutionen för fysik och astronomi
Behörighetskrav
120 hp med 10 hp kvantmekanik.
Mål
Kursen förbereder för vidare studier i tillämpad molekylfysik, grundläggande materialfysik samt forskning i atom- och molekylfysik.
Efter godkänd kurs skall studenten kunna
- göra experimentella och teoretiska molekylstudier för att visa att han/hon förstått molekylstruktur och dynamik,
- redogöra för modeller, begrepp och arbetsmetoder inom teoretisk och experimentell atom- och molekylfysik
- behärska såväl experimentella som teoretiska arbetsmetoder inom atom- och molekylfysiken för att kunna göra korrekta utvärderingar och bedömningar,
- använda relevant mätapparatur samt kunna utvärdera experimentella resultat.
Innehåll
Repetition av kvantmekaniska grunder: Tillstånd och tillståndsfunktioner. Stationära tillstånd. Förväntningsvärden.
Enelektronatomer: Energinivåer och vågfunktioner. Spinn-bankoppling. Relativistiska och QED-relaterade effekter. Övergångar. Elektriska dipolapproximationen. Kvanttal och urvalsregler. Impulsmoment och addition av impulsmoment. Multipolstrålning. Strålningslösa övergångar. Spektra.
Helium: Approximationsmetoder, Coulomb- och utbytesintegralen, grundtillståndet, exciterade tillstånd, vågfunktioner och deras symmetri. Spektra.
Flerelektronatomer: teoretiska approximationsmetoder, LS-koppling, finstruktur, jj-koppling, , konfigurationsblandning. Spektra.
Molekylär symmetri och rörelse: Symmetrier och symmetrioperationer. Punktgrupper. Gruppteori. Representationer. Analys av molekylär rörelse.
Molekylär kvantmekanik: H2+-molekylen, H2-molekylen, bindning, LCAO-MO-approximationen. Symmetriadapterade molekylorbitaler. Elektroniska tillståndoch elektronkorrelation. Rotationer och vibrationer inkluderande symmetrianalys. Potentialkurvor. Övergångar mellan olika tillstånd.
Molekylära spektra: Rotations- och vibrationsspektroskopi. Elektroniska spektra. Franck- Condonprincipen. Växelverkan med elektromagnetisk strålning. Semiempiriska beräkningsmetoder.
Datorstödda beräkningar och simuleringar, så som extended Hückel och ab initio.
Laborationer: Optisk spektroskopi, Molekylberäkningar, besök i forskninglaboratorium (produktion av röntgenstrålning och fotoelektronspektroskopi).
Undervisning
Föreläsningar och räkneövningar. Studentpresentationer. Gästföreläsning. Obligatoriska laborationer och uppgifter. Undervisning ges även i form av demonstrationer och handledning i samband med laborationer och räkneövningar.
Examination
Aktivt deltagande i undervisningen, muntlig presentation, inlämningsuppgifter. Laborationer.