Introduction to atomic and molecular physics WM-FI-S1-E5-WAC
Classes (CW) 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.

U1 - Posiada umiejętność rozumienia i ścisłego opisu widm atomowych (FIZ1_U01).

U2 - Posługuje się aparatem matematycznym i metodami matematycznymi w opisie i modelowaniu zjawisk i procesów fizycznych w atomach (FIZ1_U03).

U3 - Potrafi formułować problem rozpoznania widm atomowych oraz wykorzystywać metodykę obliczeń stanów energetycznych (FIZ1_U05).

U4 - Potrafi wykorzystywać formalizm mechaniki kwantowej do opisu stanów energetycznych w atomie wodoru.

U5 - Potrafi samodzielnie zdobywać wiedzę z właściwości atomów, korzystać z literatury fachowej i specjalistycznych baz danych (FIZ1_U14).

K1 - Zna ograniczenia własnej wiedzy o atomach i cząsteczkach i rozumie potrzebę dalszego kształcenia (FIZ1_K01).

Oceniana jest umiejętność rozwiązywania zadań.

aktywność na ćwiczeniach (30%)

kolokwium 1, (30%)

kolokwium 2 (40%)

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. Atomizm materii. Elektron. Model atomu wg J.J. Thomsona. Eksperyment Millikana.

2. Doświadczenie Rutherforda

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. 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.

8. Teoria kwantowa atomu wodoru. Liczby kwantowe.

9. Atomy wieloelektronowe. Struktura powłokowa. Zakaz Pauliego. Orbitalny moment pędu.

10. Moment magnetyczny elektronu. Magneton Bohra. Spin elektronu.

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. Zjawisko Starka.

13. Prawo Moseleya. Absorpcja i monochromatyzacja promieniowania rentgenowskiego.

14. Cząsteczki (molekuły). Liczby kwantowe, reguły wyboru. Widma cząsteczek.

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

Metoda ćwiczeniowa. E-learning.