Wstêp_do_at_cz¹st_c_..

Opis przedmiotu (sylabusu) na rok akademicki 2009/2010
Wydział Matematyczno-Fizyczny
Jednostka organizacyjna US: Instytut Fizyki
Kierunek / Specjalność: Fizyka / Fizyka Medyczna
Rodzaj studiów: studia I stopnia
KOD Przedmiotu:
Nazwa przedmiotu: Wstęp do fizyki atomu, cząsteczki i ciała stałego
Tryb studiów
Rok
Semestr
Rodzaj zajęć:
Liczba
godzin
Punkty
ECTS:
Typ
przedmiotu
Język
wykładowy
przedmiot
do wyboru
polski
stacjonarne
niestacjonarne
III
5
5
wykłady
ćwiczenia
20
10
3
Prowadzący przedmiot: dr Stanisław Prajsnar
Wymagania wstępne: znajomość podstaw fizyki, metod matematycznych fizyki, mechaniki kwantowej
Cele przedmiotu: Wykłady i ćwiczenia mają na celu przedstawienie pojęć, metod rachunkowych oraz
doświadczalnych podstaw fizyki atomów, cząsteczek i ciała stałego.
Metody dydaktyczne: wykład, ćwiczenia rachunkowe, dyskusje na temat praktycznych zastosowań zjawisk
atomowych i cząsteczkowych, indywidualne konsultacje.
Treści merytoryczne przedmiotu: .
• Doświadczalne podstawy fizyki atomowej i pierwsze modele atomów:
spektroskopia atomowa, doświadczenie Rutherforda i model planetarny atomu, teoria Bohra atomu wodoru,
doświadczenie Francka-Hertza,
• Wybrane elementy mechaniki kwantowej:
dualizm korpuskularno-falowy, funkcja falowa, równanie Schrödingera i stany stacjonarne, wielkości fizyczne i
operatory, zagadnienie własne operatorów hermitowskich, wartości średnie wielkości fizycznych, kwantowanie
momentu pędu, doświadczenie Sterna-Gerlacha, spin elektronu,
• Budowa atomów:
atom wodoru w mechanice kwantowej, atom helu, zasada Pauliego, atomy wieloelektronowe - konfiguracje
elektronów, model powłokowy atomu, budowa układu okresowego pierwiastków,
• Struktura cząsteczek:
rozdzielenie ruchu jąder i elektronów - przybliżenie Borna – Oppenheimera, stany elektronowe cząsteczek, jon
cząsteczki wodoru - przybliżenie LCAO, symetrie jonu cząsteczki wodoru i klasyfikacja orbitali molekularnych,
cząsteczki dwuatomowe homojądrowe i heterojądrowe, hybrydyzacja orbitali atomowych, cząsteczki wieloatomowe
i wiązania chemiczne,
• Podstawy fizyki ciała stałego
pasma energetyczne w ciałach stałych (poziom Fermiego, statystyka Fermiego-Diraca, klasyfikacja ciał), struktura
krystaliczna (sieć, komórka elementarna, wskaźniki Millera, defekty w kryształach, wiązania międzyatomowe),
dyfrakcja promieni rentgenowskich, kwantowa teoria przewodnictwa, magnetyczne właściwości ciał stałych.
Forma i warunki zaliczenia: wykład - egzamin pisemny,
ćwiczenia - ocenianie ciągłe, kolokwia pisemne
Literatura podstawowa:
1. W. Kołos, Chemia kwantowa, PWN, Warszawa 1978.
2. A. Kopystyńska, Wkłady z fizyki atomu, PWN, Warszawa 1989.
3. R. Eisberg, R. Resnick, Fizyka kwantowa, PWN, Warszawa 1983.
4. P. W. Atkins, Molekularna mechanika kwantowa, PWN, Warszawa 1974.
5. H. Haken, H. Ch. Wolf, Fizyka molekularna z elementami chemii kwantowej, PWN, Warszawa 1998.
6. H. Haken, H. Ch. Wolf, Atomy i kwanty. Wprowadzenie do współczesnej spektroskopii atomowej, PWN Warszawa
2002.
7. J. Ginter, Wstęp do fizyki atomu, cząsteczki i ciała stałego, PWN, Warszawa 1986.
8. M. N. Rudden, J. Wilson, Elementy fizyki ciała stałego, PWN, Warszawa 1975.
Literatura uzupełniająca:.
1. H. A. Enge, M. R. Wehr, J. A. Richards, Wstęp do fizyki atomowej, PWN, Warszawa 1983.
2. R. McWeeny, Coulsona wiązania chemiczne, PWN, Warszawa 1987.