Behörighetskrav

Kandidat i fysik eller kemi med Kvantmekanik och Atom- och molekylfysik

eller Fysikalisk kemi eller motsvarande.

Mål

Kursen skall förbereda för vidare studier i grundläggande materialfysik samt forskning Efter fullgjord kurs skall studenten kunna göra atomberäkningar för att visa att han/hon förstått atomernas elektronstruktur på djupare nivå. Studenterna skall ha förtrogenhet med teori, begrepp och arbetsmetoder inom atomfysiken och kunna använda relevant mätapparatur samt 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.

Övriga föreskrifter

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