Kursen avser att ge grundläggande kunskaper om atomers och molekylers struktur. Systemen kommer att behandlas med en successivt ökande komplexitetsgrad. Väteatomen behandlas först, därefter helium, alkaliatomer och övriga atomer. En konkret tillämpning av störningsräkning och av kvantmekanik i allmänhet ges då man i behandlingen går från centralfältsapproximationen och gradvis inför banimpulsmoment, spinn, spinn-banväxelverkan, kärneffekter och påverkan av externa fält. De molekyler som betraktas är först diatomära. Bindningsmekanismer som jonbindning och kovalent bindning introduceras och ges en kvantmekanisk bakgrund. Vibrations- och rotationsstrukturer gås igenom. Born-Oppenheimerapproximationen gås igenom. Kursen avslutas med komplicerade polyatomära molekyler.
Atom- och molekylfysik, tillsammans med spektroskopiska analysmetoder har en mängd tillämpningsområden. Detta innefattar grundläggande mättekniker, viktiga inom t.ex. vetenskap, miljö och infrastruktur.
Förväntade studieresultat
Efter genomgången kurs ska den studerande kunna: - tillämpa kvantmekanik och störningsräkning för att lösa enkel atomär struktur, - redogöra för hur väteatomen, heliumatomen och alkaliatomer är uppbyggda, - förklara vad spinn-banväxelverkan och finstruktur är, - förklara konceptet LS-koppling och atomära termer, - redogöra för kärneffekter såsom hyperfinstruktur och isotopskift, - beskriva grundläggande molekylära potentialer och Born-Oppenheimerapproximationen, - beskriva hur två atomer kan bilda en diatomär molekyl genom olika bindningsmekanismer, - förklara vad vibrationer och rotationer i molekylära system är, - redogöra för centrala moment som polyatomära molekyler och olika vibrationsmoder, - beskriva hur strukturen hos atomer och molekyler påverkas av externa fält.
Behörighetskrav
Univ: Kvantmekanik 1 C (FYSC35), eller motsvarande.
Undervisningens upplägg
Undervisningen bedrivs i form av lektioner, räkneövningar samt handledning vid laborationer.
Examination
Kunskapsredovisningen sker normalt genom redovisning av inlämningsuppgifter, redovisning av laborationer samt genom ett skriftligt prov vid kursens slut. På redovisningarna sätts betyget Underkänd (U) eller Godkänd (G). På det skriftliga provet sätts betyget Underkänd (U), Godkänd (G) eller Väl godkänd (VG).
På hela kursen ges något av betygen Underkänd (U), Godkänd (G) eller Väl godkänd (VG). För att bli godkänd på hela kursen krävs att redovisningarna är godkända samt att det skriftliga provet är godkänt.
Studerande som två gånger har underkänts i prov, har rätt att hos styrelsen för institutionen för fysik begära att annan lärare utses att bestämma betyg åt henne/honom vid förnyat prov. Den som godkänts i ett prov får ej undergå förnyat prov för högre betyg. TILLGODORÄKNANDE Tillgodoräknande prövas individuellt.
Demtröder W. Atoms, molecules and photons : an introduction to atomic-, molecular- and quantum-physics 2nd ed. : Heidelberg : Springer : 2010. : xvii, 589 p. : ISBN: 9783642102974 (hbk.) Se Umeå UB:s söktjänst
Molecular quantum mechanics Atkins P. W., Friedman R. S. 5. ed. : Oxford : Oxford University Press : 2011 : xii, 537 s. : ISBN: 978-0-19-954142-3 (pbk.) Se Umeå UB:s söktjänst
Molecular quantum mechanics Atkins Peter W., Friedman Ronald S. 4. ed. : Oxford : Oxford University Press : 2005 : xiv, 573 s. : ISBN: 0-19-927498-3 (ISBN-10) Se Umeå UB:s söktjänst
