Spektroskopia atomowa i molekularna 1300-Fz23SAiM-SD
Wykład (WYK) Semestr zimowy 2019/20

1. H. Haken, H. Ch. Wolf, Atomy i kwanty, PWN, 1997

2. Z. Leś, Wstęp do spektroskopii atomowej, PWN, 1969

3. Z. Kęcki, Podstawy spektroskopii molekularnej, PWN, 1998

4. J. Sadlej, Spektroskopia molekularna, WNT, 2002

K_W01 - posiada wiedzę o współczesnych trendach rozwoju fizyki w tym spektroskopii (P_W01)

K_W04 - zna metody budowy modeli matematycznych w fizyce; potrafi samodzielnie odtworzyć podstawowe prawa i twierdzenia oraz ich dowody w kontekście spektroskopii atomowej i molekularnej (P_W03)

K_U01 - potrafi przeprowadzać wyprowadzenia wzorów fizycznych w oparciu o matematyczne modele fizyki w tym fizyki kwantowej (P_U01)

K_U04 - potrafi zastosować zdobytą wiedzę i umiejętności z zakresu fizyki do spektroskopii atomowej i molekularnej (P_U02)

K_K01 - zna ograniczenia własnej wiedzy i rozumie potrzebę dalszego kształcenia, potrafi inspirować i organizować proces uczenia się własny i innych (P_K01)

K_K05 - rozumie potrzebę systematycznego zapoznawania się z czasopismami naukowymi i popularnonaukowymi z dziedziny spektroskopii (P_K02)

egzamin pisemny; pytania otwarte czy student potrafi zastosować praktycznie wiedzę uzyskaną na podstawie wykładu.

Kryteria oceniania:

Ocena bardzo dobra: student wykazuje dogłębną znajomość zagadnień ze spektroskopii atomowej i molekularnej (SAiM) przedstawiony w sylabusie; potrafi biegle zastosować wiedzę z wykładu

Ocena dobra: student wykazuje dużą znajomość zagadnień z SAiM przedstawionych w sylabusie; potrafi zastosować wiedzę z wykładu do zagadnień związanych z SAiM

Ocena dostateczna: student wykazuje podstawową znajomość zagadnień z SAiM przedstawiony w sylabusie; potrafi zastosować wiedzę z wykładu do bardzo prostych zagadnień związanych z SAiM

Ocena niedostateczna: student nie osiągnął standardów przedstawionych powyżej

Wstęp. Podstawowe zasady spektroskopii. Atomowa struktura materii. Model atomu wodoru Bohra. Widmo optyczne atomu wodoru. Zagadnienie atomu wodoru w mechanice kwantowej. Liczby kwantowe, wartości własne i degeneracja. Magnetyzm orbitalny i spinowy. Wodoropodobne układy atomowe. Widma atomów wodoropodobnych.

Atomy wieloelektronowe. Przybliżenie jednoelektronowe. Metoda pola samouzgodnionego Hartree’ego-Focka. Zakaz Pauliego. Konfiguracje elektronowe. Termy atomowe. Sprzężenie L-S i j-j. Widma atomów metali alkalicznych. Usunięcie degeneracji orbitalnej. Magnetyzm orbitalny i spinowy. Struktura subtelna. Widma promieniowania rentgenowskiego. Powłoki wewnętrzne. Spektroskopia fotoelektronowa.

Wpływ stałego zaburzenia na strukturę atomu. Atom w polu magnetycznym; zjawisko Zeemana; efekt Paschena-Backa. Atom w polu elektrycznym; zjawiska Starka i Kerra. Elektronowy rezonans paramagnetyczny. Spektroskopia elektronowego rezonansu paramagnetycznego. Ogólne prawa przejść optycznych. Wpływ jądra atomowego na widma atomowe. Magnetyczny rezonans jądrowy.

Cząsteczki. Jon cząsteczki wodoru, H2+. Wiązania chemiczne. Molekuła H2. Metoda Heitlera-Londona. Problem wielu elektronów w fizyce molekularnej. Równania Hartree’go-Focka. Metoda pola samouzgodnionego. Ruch elektronów i jąder. Energia korelacji. Teoria orbitali molekularnych. Konfiguracje elektronowe. Kierunkowość wiązań chemicznych. Hybrydyzacja.

Rotacja cząsteczek dwuatomowych: model rotatora sztywnego. Oddziaływanie promieniowania elektromagnetycznego z wirującymi cząsteczkami. Rotacja cząsteczek wieloatomowych. Oscylacje cząsteczek dwuatomowych. Model oscylatora harmonicznego i anharmonicznego. Widma oscylacyjno – rotacyjne. Oscylacje cząsteczek wieloatomowych. Stany elektronowe cząsteczek dwuatomowych i wieloatomowych. Widma elektronowe cząsteczek.

Przegląd metod spektroskopii molekularnej. Spektroskopia rotacyjna. Cząsteczki dwuatomowe. Efekt Starka. Reguły wyboru. Widma rotacyjne cząsteczek wieloatomowych. Spektroskopia oscylacyjna. Widma oscylacyjno-rotacyjne cząsteczek dwuatomowych. Widma elektronowe. Zasada Francka-Condona. Widma ramanowskie. Spektroskopia fotoelektronów. Spektroskopia jądrowego rezonansu magnetycznego. Współczesne metody spektroskopii molekularnej.