Behörighetskrav

120 hp med Kvantmekanik och Atom- och molekylfysik

eller Fysikalisk kemi eller motsvarande.

Mål

Kursen skall förbereda för vidare studier i grundläggande materialfysik samt forskning.

Efter godkänd kurs ska studenten:

• kunna göra atomberäkningar för att visa att han/hon förstått atomernas elektronstruktur på djupare nivå
• ha förtrogenhet med teori, begrepp och arbetsmetoder inom atomfysiken och kunna använda relevant mätapparatur
• kunna utvärdera experimentella resultat

Innehåll

• Kvantmekaniska grunder: Tillstånd och tillståndsfunktioner. Impulsmoment och addition av impulsmoment. Stationära tillstånd. Förväntningsvärden. Övergångar. Elektriska dipolapproximationen. Kvanttal och urvalsregler. Multipolstrålning. Strålningslösa övergångar.
• Enelektronatomer: Energinivåer och vågfunktioner. Spinn-bankoppling. Relativistiska effekter. QED. Alkalihalogenider. Spektra.
• Helium: Approximationsmetoder, Coulomb- och utbytesintegralen, grundtillståndet, exciterade tillstånd, vågfunktioner och Slaterdeterminanter. Spektra.
• Flerelektronatomer: Centralfältsapproximationen, SCF-metoden, Thomas-Fermipotentialen, LS-koppling, finstruktur, jj-koppling, intermediär koppling, andra kopplingsfall, konfigurationsblandning. Spektra.
• Inverkan av yttre fält: Zeeman-, Paschen-Back- och Starkeffekter. Spektra.
• Inverkan av kärnan på elektronstrukturen: Massberoende, hyperfinstruktur. Spektra.
• Datorstödda kvantmekaniska beräkningar och simuleringar: Beräkningar av orbitalenergier med potentiell energi som beräknas enligt Thomas-Fermi. Hartree- Fockberäkningar.
• Laborationer: Fotoelektronspektroskopi. Optisk spektroskopi. Röntgenfysik.

Undervisning

Kursen ges vid behov på engelska. Föreläsningar och räkneövningar. Laborationer och obligatoriska uppgifter. Undervisning ges även i form av demonstrationer och handledning i samband med laborationer och räkneövningar. Deltagande i laborationer och med dessa integrerad undervisning är obligatoriskt.

Examination

Inlämnade rapporter på laborationer och teoretiskt behandlade problem samt inlämningsuppgifter redovisade under kursens gång. Muntlig seminarieuppgiftspresentation.

Om särskilda skäl finns får examinator göra undantag från det angivna examinationssättet och medge att en enskild student examineras på annat sätt. Särskilda skäl kan t.ex. vara besked om särskilt pedagogiskt stöd från universitetets samordnare för studenter med funktionsnedsättning.

Övriga föreskrifter

Kandidat i fysik eller kemi med Kvantmekanik och Atom- och molekylfysik eller Fysikalisk kemi eller motsvarande.