Introduction to atomic and molecular physics WM-FI-S1-E5-WAC
Lectures (WYK) Winter semester 2021/22

Literatura obowiązkowa

1 Podstawy fizyki : zbiór zadań / Jearl Walker ; z jęz. ang. tł. Mirosław Łukaszewski. Warszawa : PWN; 2005

2 Wstęp do fizyki atomu, cząsteczki i ciała stałego / Andrzej Twardowski. Warszawa : UW; 2002

3 H.Haken, H.Ch.Wolf, Atomy i kwanty: wprowadzenie do współczesnej spektroskopii atomowej, PWN 2002 (wydanie 2).

4 D.Halliday, R.Resnick, J.Walker, Podstawy fizyki, t.5, PWN 2005.

5 Samuel J. Ling, Jeff Sanny, William Moebs, Fizyka dla szkół wyższych. Tom III. OpenStax Polska. 2018.

Literatura uzupełniająca

6 Materiały zamieszczone na platformie e-learningowej.

W1 - Zna istotę podstawowych zjawisk fizycznych występujących w atomie (FIZ1_W02).

W2 - Zna najważniejsze prawa zachowania dla atomu (FIZ1_W03).

W3 - Wie na czym polega ścisły opis modelu atomu Bohra (FIZ1_W05).

W4 - Zna podstawowe zasady fizyki kwantowej i ich zastosowanie do opisu struktury i właściwości atomów i cząsteczek (FIZ1_W07).

Oceniana jest znajomość teorii oraz umiejętność rozwiązywania zadań.

aktywność na ćwiczeniach na platformie e-learningowej (20%)

egzamin pisemny, zdalny (80%)

egzamin ustny (możliwość poprawy propozycji oceny) na platformie e-learning

propozycja oceny:

0% - 50% - ocena: 2

50-60% - ocena: 3

60-70% - ocena: 3+

70-80% - ocena: 4

80-90% - ocena: 4+

90-100% - ocena 5

1.Wstęp. Atomizm materii. Odkrycie elektronu. Model atomu wg J.J. Thomsona. Eksperyment Millikana.

2.Doświadczenie Rutherforda. Promień jądra. Model planetarny atomu.

3.Postulaty Bohra. Liczba kwantowa. Stany energetyczne i widmo atomowe wodoru. Serie widmowe. Stała Rydberga.

4.Jony wodoropodobne. Teoria Sommerfelda atomu wodoru. Azymutalna liczba kwantowa. Stała struktury subtelnej.

5.Doświadczenie Francka-Hertza. Zjawisko fotoelektryczne. Promienie X (Roentgena). Wzór Bragga. Zjawisko Comptona.

6.Fale de Broglie’a. Pakiet falowy. Prędkość grupowa. Interpretacja probabilistyczna funkcji falowej. Zasada nieokreśloności Heisenberga.

7.Cząstka w studni potencjału. Równanie Schrödingera. Operator Hamiltona. Operatory po-łożenia i pędu. Funkcja własna i wartość własna.

8.Teoria kwantowa atomu wodoru. Liczby kwantowe.

9.Atom o dwu elektronach. Atom helu. Atomy wieloelektronowe. Struktura powłokowa. Zakaz Pauliego. Orbitalny moment pędu.

10.Moment magnetyczny elektronu. Magneton Bohra. Spin elektronu. Doświadczenie Sterna i Herlacha.

11.Całkowity moment pędu. Sprzężenie spin-orbita. Kolejność zapełniania orbitali elektronowych. Oznaczenie termów. Sprzężenie L-S. Sprzężenie j-j.

12.Reguły wyboru. Struktura subtelna i nadsubtelna w atomie wodoru. Zjawisko Zeemana w teorii klasycznej. Atom w polu elektrycznym. Zjawisko Starka.

13.Widma promieniowania rentgenowskiego. Prawo Moseleya. Absorpcja i monochromatyzacja promieniowania rentgenowskiego.

14.Oddziaływania między atomami. Cząsteczki (molekuły), wiązanie kowalencyjne i jonowe. Ruch oscylacyjny. Ruch rotacyjny. Liczby kwantowe, reguły wyboru. Widma cząsteczek.

15.Laser. Schematy procesu pompowania w laserze helowo-neonowym. Równania bilansu. Warunek akcji laserowej.

Wykład informacyjny (konwencjonalny)

Prezentacja Power Point.

Praca z podręcznikiem.

E-Learning.