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.