Kursplan för Atom- och molekylfysik D

Atom and Molecular Physics - Advanced

Kursplan

  • 10 högskolepoäng
  • Kurskod: 1FA558
  • Utbildningsnivå: Avancerad nivå
  • Huvudområde(n) och successiv fördjupning: Fysik A1N

    Förklaring av koder

    Koden visar kursens utbildningsnivå och fördjupning i förhållande till andra kurser inom huvudområdet och examensfordringarna för generella examina:

    Grundnivå
    G1N: har endast gymnasiala förkunskapskrav
    G1F: har mindre än 60 hp kurs/er på grundnivå som förkunskapskrav
    G1E: innehåller särskilt utformat examensarbete för högskoleexamen
    G2F: har minst 60 hp kurs/er på grundnivå som förkunskapskrav
    G2E: har minst 60 hp kurs/er på grundnivå som förkunskapskrav, innehåller examensarbete för kandidatexamen
    GXX: kursens fördjupning kan inte klassificeras.

    Avancerad nivå
    A1N: har endast kurs/er på grundnivå som förkunskapskrav
    A1F: har kurs/er på avancerad nivå som förkunskapskrav
    A1E: innehåller examensarbete för magisterexamen
    A2E: innehåller examensarbete för masterexamen
    AXX: kursens fördjupning kan inte klassificeras.

  • Betygsskala: Underkänd (U), godkänd (3), icke utan beröm godkänd (4), med beröm godkänd (5)
  • Inrättad: 2009-03-12
  • Inrättad av: Teknisk-naturvetenskapliga fakultetsnämnden
  • Reviderad: 2018-08-30
  • Reviderad av: Teknisk-naturvetenskapliga fakultetsnämnden
  • Gäller från: vecka 30, 2019
  • Behörighet: 120 hp med 10 hp kvantmekanik.
  • Ansvarig institution: Institutionen för fysik och astronomi

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. 
 
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.

Litteratur

Litteraturlista

Gäller från: vecka 30, 2019

  • Karlsson, Leif; et al., Atomic Physics

    Institutionen för fysik och astronomi, 2011

    Obligatorisk

  • Karlsson, Leif; et al., Molecular Physics

    Institutionen för fysik och astronomi, 2011

    Obligatorisk

Additional materials distributed during the course.