Ατομική και Μοριακή Φυσική

Κωδικός Μαθήματος: EEC422    Εξάμηνο: 8     Κατεύθυνση: ΦΩΤΟΝΙΚΗ      Κατηγορία: Επιλογής     Διδακτικές Μονάδες: 3     Μονάδες ECTS: 5    Εξάμηνο: 8     Κατεύθυνση: ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΑΙ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ      Κατηγορία: Υποχρεωτικό     Διδακτικές Μονάδες: 3     Μονάδες ECTS: 5

Διδάσκων:   Λεωνίδας Παλίλης     Ευάγγελος Βιτωράτος

Περιγραφή Μαθήματος

ΑΤΟΜΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ Εισαγωγή. Το άτομο του Υδρογόνου. Μεταβάσεις μεταξύ των ενεργειακών σταθμών που οδηγούν σε εκπομπή ακτινοβολίας: Κλασσικές θεωρίες ακτινοβολούντων διπόλων. Κβαντική θεωρία ακτινοβολούντων μεταβάσεων. Κβαντική θεώρηση των ακτινοβολούντων διπόλων. Ηλεκτροδιπολικές μεταβάσεις. Μεταβάσεις ανωτέρας τάξεως. Εύρος και σχήμα των φασματικών γραμμών. Εκπομπή φωτός από άτομα που βρίσκονται μέσα σε στερεά. Το Μοντέλο των Φλοιών και τα Φάσματα των Αλκαλίων: Η προσέγγιση του κεντρικού πεδίου. Το Μοντέλο των Φλοιών και ο Περιοδικός Πίνακας. Επιβεβαίωση του μοντέλου των φλοιών. Πειραματικές ενδείξεις για την ορθότητα του μοντέλου των φλοιών. Ενεργά Δυναμικά – Θωράκιση. Λεπτή Υφή (Fine Structure): Τροχιακά μαγνητικά δίπολα. Μαγνητισμός λόγω spin Σύζευξη σπιν-τροχιάς. Η συνολική στροφορμή. Φαινόμενα αλληλεπίδρασης σπιν-τροχιάς στα άτομα με πολλά ηλεκτρόνια. σύζευξη LS (σύζευξη Russel-Saunders). Κανόνες επιλογής για τη σύζευξη LS. Αλληλεπίδραση σπιν-τροχιάς στα μέταλλα των αλκαλίων. Κανόνες του Hund. Σύζευξη jj. Πυρηνικά φαινόμενα στα άτομα. Εξωτερικά πεδία: Μαγνητικά πεδία (φαινόμενο Zeeman, φαινόμενο Paschen-Back) Οι «καλοί κβαντικοί αριθμοί». Ηλεκτρικά πεδία (φαινόμενο Stark). Το άτομο του Ηλίου και η συμμετρία ανταλλαγής. ΜΟΡΙΑΚΗ ΦΥΣΙΚΗ Αδιαβατική Προσέγγιση. Θεώρημα Hellman - Feynman. Θεώρημα Virial. Εισαγωγή στην Κβαντομηχανική θεωρία του χημικού δεσμού. Μόριο H2. Mέθοδος Heitler - London και μέθοδος μοριακών τροχιακών. Ομοιοπολικός δεσμός. Ηλεκτρόνιο μέσα σε αξονικά συμμετρικό πεδίο. Περιγραφή διατομικών μορίων με τη μέθοδο των μοριακών τροχιακών. Συμβολισμός καταστάσεων διατομικών μορίων. Ολική στροφορμή ηλεκτρονίων - πολλαπλή υφή. Ετεροπυρηνικά διατομικά μόρια. Ετεροπολικός δεσμός. Πολυατομικά μόρια - ορίζουσα Slater. Υβριδισμός των ατομικών τροχιακών. Συζυγή μόρια. Δεσμός υδρογόνου. Αλληλεπίδραση van der Waals. Περιστροφή και ταλάντωση των διατομικών μορίων. Φάσματα περιστροφής. Φάσματα ταλαντώσεως. Φάσματα περιστροφής - ταλαντώσεως. Τρόποι ταλαντώσεως πολυατομικών μορίων. Φάσματα Raman. Μοριακές ηλεκτρονικές στάθμες. Αρχή Franck - Condon. Αποδιέγερση των μορίων - εκπομπή ακτινοβολίας. Ενέργεια ιονισμού και ηλεκτρονική συγγένεια των μορίων.

Προτεινόμενη Βιβλιογραφία

ΑΤΟΜΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ Προτεινόμενη Βιβλιογραφία: 1) A.M. Fox: Atomic Physics, University of Sheffield, UK.( http://www.markfox. staff.shef.ac.uk/PHY332/ ) 2) W. Demtroder: Atoms, Molecules and Photons, Ed.: Springer, Heidelberg 2006 3) Σ. Τραχανάς, Κβαντομηχανική Ι , Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης (2005) 4) R. Serway, Physics for Scientists and Engineers, Τόμος 4, Σύγχρονη Φυσική, Μετάφραση: Καθ. Λ. Ρεσβάνης. (Κεφάλαιο 39: Στοιχεία από την ειδική θεωρία της σχετικότητας ) ΜΟΡΙΑΚΗ ΦΥΣΙΚΗ Προτεινόμενη βιβλιογραφία : 1) «Εισαγωγή στη Μοριακή Φυσική», Π. Γιαννούλη (Νέα Έκδοση 2008) 2)«Molecular Quantum Mechanics», P W Atkins, Oxford University Press ( 2nd ed. 1986)

Χρήσιμα Αρχεία

Σημειώσεις
A. Εισαγωγικά - Εκθεση των θεμάτων που 8α μελετηθούν	2008-10-20
Ακτινοβολούσες μεταβάσεις	2008-11-11
Eπίδραση των εξωτερικών πεδίων	2009-01-13
Λεπτή Υφή	2008-12-16
Εξ. του Schrodinger - II	2008-11-03
Εξίσωση του Schrodinger-Ιδιοτιμές της Στροφορμής	2008-11-03
Διεύρυνση των Φασματικών Γραμμών	2008-11-30
Φασματα των Αλκαλίων	2008-12-02

Ασκήσεις
Ειδικά Θεματα & Ασκήσεις	2008-10-20