Описание:Темы семинаров по курсу “Атомная физика”
1. Невозможность описания явлений в микромире в рамках классической и боровской теории.
Порядки физических величин в атомной физике. Корпускулярно-волновой дуализм. Модели атомов Томсона и Резерфорда. Атом водорода по Бору.
2. Основы формализма квантовой механики (2 семинара).
Уравнение Шредингера. Волновая функция. Плотность вероятности и плотность потока вероятности. Cобственные значения и собственные функции операторов физических величин. Cреднее значение и дисперсия физической величины.
Основы стационарной теории возмущений.
3. Стационарное уравнение Шредингера. Одномерные задачи.
4. Одноэлектронный атом (2 семинара).
Движение в центрально-симметричном потенциальном поле. Атом водорода. Уровни энергии и волновые функции стационарных состояний.
Орбитальный механический и магнитный моменты электрона. Магнетон Бора. Экспериментальное определение магнитных моментов. Опыт Штерна и Герлаха. Спин электрона. Собственный магнитный момент электрона. Спиновое гиромагнитное отношение. Правила сложения невзаимодействующих угловых моментов. Спин-орбитальное взаимодействие. Тонкая структура спектра одноэлектронных атомов.
5. Контрольная работа.
6. Многоэлектронные атомы (3 семинара).
7. Общие принципы описания многоэлектронного атома. Заполнение атомных состояний электронами. Атомные оболочки и подоболочки. Электронная конфигурация. Иерархия взаимодействий в многоэлектронном атоме. Приближение LS и jj-связей. Терм. Тонкая структура терма. Правило интервалов Ланде. Спин и магнитный момент нуклонов и ядра. Сверхтонкая структура атомных спектров. Изотопические эффекты в атомах. Атомы щелочных металлов. Атом гелия. Симметрия волновой функции относительно перестановки электронов. Синглетные и триплетные состояния. Обменное взаимодействие. Основное состояние атома гелия. Периодическая система элементов. Основные термы атомов. Правила Хунда.
8. Взаимодействие квантовой системы с электромагнитным полем.
Дипольное приближение. Вероятность перехода. Матричный элемент оператора дипольного момента. Понятие о правилах отбора. Разрешенные и запрещенные переходы. Спектральные серии (атомы водорода, гелия, щелочных металлов). Общие представления об электромагнитных переходах в многоэлектронном атоме. Правило Лапорта.
9. Рентгеновские спектры.
Переходы внутренних электронов в атомах. Характеристическое рентгеновское излучение. Закон Мозли. Эффект Оже.
10. Атом в магнитном поле.
Слабое и сильное поле. Фактор Ланде. Экспериментальное определение магнитных моментов. Эффекты Зеемана и Пашена - Бака. Электронный парамагнитный резонанс (ЭПР).
11. Основы физики молекул.
Химическая связь. Общие представления о колебательном и вращательном движении ядер в молекулах. Спектры двухатомных молекул. Электронно - колебательный - вращательный переход. Правила отбора для электромагнитных переходов в двухатомных молекулах.
12. Контрольная работа.