Wykład Fakultatywny II

KARTA KURSU DLA STUDIÓW DOKTORANCKICH- FIZYKA
Nazwa
Wykład Fakultatywny - Fizyka laserów
Nazwa w j. ang.
Facultative lecture - Physics of Lasers
Kod
Punktacja ECTS
Koordynator
Prof. dr hab. R. J. Radwanski
Zespół dydaktyczny
Prof. dr hab. R. J. Radwanski
1
Opis kursu (cele kształcenia)
Wykład wchodzi w skład szerokiego uzupełniającego kursu współczesnej fizyki i poświęcony jest
fizyce laserów. Przedstawione zostaną fizyczne aspekty akcji laserowej, omówienie materiałów
laserowych, oraz historia powstania lasera i masera oraz zastosowania laserów we współczesnym
świecie. Doktoranci zapoznani zostaną z problemami opisu związków d- i f-elektronowych
(kryształy zawierające atomy grupy 3d, 4f i 5f). Prezentowany opis teoretyczny będzie ilustrowany
licznymi przykładami eksperymentalnymi własnymi i z literatury.
Efekty kształcenia
Efekt kształcenia dla kursu
Doktorant:
Wiedza
Odniesienie do efektów
dla studiów doktoranckich
DKW01
zna strukturę elektronową atomu
wieloelektronowego z otwartą powłoką 3d i 4f.
D_W01, D_W02, D_W03,
D_W04,D_W05
DKW02
Zna trzy reguły Hunda i określanie termu i
multipletu podstawowego dla jonów 3d i 4f.
D_W01, D_W02, D_W03,
D_W04, D_W05
DKW03
Zna strukturę elektronową PrCl3 i
experymentalnie realizowane przejścia
laserowe
zasadę działania lasera neodymowego i
powiązanie realizowanych przejść ze strukturą
neodymu
zna wpływ pola oktaedrycznego na stany
swobodnego atomu powłoki 3d
zna i rozumie działanie lasera rubinowego i
strukturę elektronowa jonu chromu
Zna zasadę działania lasera helowoneonowego
D_W01, D_W02, D_W03,
D_W04
DKW04
DKW05
DKW06
DKW07
DKW08
DKW09
zna zasadę działania lasera
półprzewodnikowego, wytwarzanie wyŜszych
harmonicznych
zna i rozumie kilka zastosowań laserów w
nauce i przemyśle
D_W01, D_W02, D_W03,
D_W04, D_W16
D_W01, D_W02, D_W03,
D_W01, D_W02, D_W04,
D_W05, D_W10, DW16
D_W01, D_W02, D_W03,
D_W04, D_W05, D_W10,
D_W16
D_W01, D_W02, D_W03,
D_W04, D_W05, D_W16
D_W05, D_W10,
1
Efekt kształcenia dla kursu
Doktorant:
DKU01
DKU02
DKU03
DKU04
Umiejętności
DKU05
DKU06
DKU07
potrafi opisać strukturę elektronową atomu
wieloelektronowego z otwartą powłoką 3d i
4f.potrafi omówić działanie lasera rubinowego
potrafi określić term i multiplet podstawowy
dla jonów 3d i 4f wykorzystując trzy reguły
Hunda, zna notację multipletów,
potrafi opisać strukturę elektronową PrCl3 i
eksperymentalnie realizowane przejścia
laserowe
potrafi opisać zasadę działania lasera
neodymowego i powiązanie realizowanych
przejść ze strukturą neodymu
potrafi opisać wpływ pola oktaedrycznego na
stany swobodnego atomu powłoki 3d
zna i rozumie działanie lasera rubinowego i
strukturę elektronowa jonu chromu
potrafi omówić zasadę działania lasera
helowo-neonowego i półprzewodnikowego
D_U02, D_U03, D_U06,
D_U07, D_U14, D_U15
D_U02, D_U03, D_U06,
D_U07, D_U14, D_U15,
D_U20
D_U06, D_U07, D_U14,
D_U15, D_U20
D_U14, D_U15, D_U20
D_U11
D_U03, D_U06, D_U07
D_U14, D_U15, D_U20
D_U03, D_U06, D_U07
D_U14, D_U15, D_U20
DKU08
potrafi omówić zasadę działania lasera
D_U03, D_U06, D_U07
półprzewodnikowego i potrafi omówić zasadę D_U14, D_U15, D_U20
wytwarzania wyŜszych harmonicznych światła
DKU09
potrafi przedyskutować kilka zastosowań
laserów w badaniach naukowych i przemyśle
Efekt kształcenia dla kursu
Doktorant:
DKSK01
DKSK02
Kompetencje
społeczne
Odniesienie do efektów
dla studiów doktoranckich
DKSK03
DKSK04
DKSK05
DKSK06
korzysta z róŜnych źródeł informacji w tym
literatury fachowej w celu podnoszenia poziomu wiedzy i umiejętności, nabywa nawyku
permanentnego uzupełniania swojej wiedzy
umiejętnie prezentuje oraz uzasadniania
swoje poglądy naukowe
ma świadomość znaczenia podejmowania
badań naukowych w dziedzinie fizyki dla
rozwoju nauki i rozwoju cywilizacyjnego
krytycznie ocenia swoją pracę, potrafi ocenić
poziom swoich kwalifikacji i kompetencji
zawodowych
ma umiejętność wykorzystania swojej wiedzy
do rozwiązywania problemów w sposób
twórczy i operatywności w rozwiązywaniu
trudnych, niestandardowych zadań
- zna i rozumie współczesne problemy
finansowania edukacji i badań naukowych
D_U14, D_U15, D_U20
Odniesienie do efektów
dla studiów doktoranckich
D_K01, D_K02, D_K03,
D_K04
D_K05
D_K09
D_K09, D_K10
D_K10, D_K12,
D_K17, D_K16, D_K18
D_K19
2
Organizacja
Forma zajęć
zajęcia w grupach
Wykład
(W)
A
Liczba godzin
K
L
S
P
Z
15
Opis metod prowadzenia zajęć
Zajęcia prowadzone są w formie - pół-wykładów, pół-seminariów.
Doktoranci aktywizowani są samodzielnego rozwiązywania postawionych problemów, oraz udziału w
dyskusji prezentowanych zagadnień.
Forma zaliczenia
kursu
Kryteria oceny
Egzamin
Zaliczenie z oceną
Zaliczenie
X
Zaliczenie na podstawie krótkiego opracowania odnośnie opisu właściwości
wybranego związku zawierającego atom metalu przejściowego np. CoO, FeO, CoAs,
FeS, Fe3O4, Fe2O3, ErNi5, UPd2Al3, DyAl2, NdAl2, FeSe, BaFe2As2, z opisem
struktury elektronowej jonu 3d i 4f lub przygotowywanego do pracy doktorskiej.
Uwagi
Treści merytoryczne (wykaz tematów)
1. Laser jako kwantowy generator światła.
2. Pierwszy laser rubinowy (Cr3+ w Al2O3)
3. Struktura elektronowa atomu wieloelektronowego z otwartą powłoką 3d. Termy Ti3+, Cr3+.
Dwie reguły Hunda – określanie termu podstawowego.
4. Wpływ pola oktaedrycznego na stany swobodnego atomu powłoki 3d. Reguły wyboru przejść
5. Laser neodymowy i na PrCl3
6. Struktura elektronowa atomu wieloelektronowego z otwartą powłoką 4f. Trzy reguły Hunda
– określanie termu i multipletu podstawowego dla atomów z grupy 4f.
7. Relatywistyczne oddziaływanie spin-orbita a struktura stanów energetycznych.
8.Laser helowy-neonowy
9. Lasery półprzewodnikowe
10. Wytwarzanie wyŜszych harmonicznych światła, Rozpraszanie Ramana
11 Zastosowanie laserów
Wykaz literatury podstawowej
F. Kaczmarek - Wstęp do fizyki laserów, PWN 1978, 1986
C. Kittel – Wstęp do Fizyki ciała stałego
D. Halliday, R. Resnick, J. Walker, Podstawy fizyki, PWN 2005, ss 90-102
Wykaz literatury uzupełniającej
1. H. Ibach, H. Luth – Fizyka ciała Stałego
2. F. A. Cotton, G. Wilkinson, P. Gaus – Chemia nieorganiczna
3. H. Haken. H. C. Wolf – Atomy i kwanty
4. Chemia dla szkół średnich część 1 A.Bogdańska Zarembina, E.I.Matuszewicz i J.Matuszewicz Wyd.
Szkolne i Pedag. W-wa 1997
3