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, 30 augusti 2018
- 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.
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.