Fizyka atomowa

Podstawy rachunku różniczkowego i całkowego.

Godziny kontaktowe (z udziałem pracownika akademickiego): 30

Wykład: 15

Konwersatorium: 15

Ekwiwalent godzin kontaktowych wyrażony punktami ECTS: 1

Godziny niekontaktowe (praca własna studenta): 20

Studiowanie literatury 10

Rozwiązywanie zadań i przygotowanie do kolokwium: 10

Ekwiwalent godzin niekontaktowych wyrażony punktami ECTS: 1

Sumaryczna liczba punktów ECTS dla modułu: 2

Wiedza

W1,W2,W3,W4 - na podstawie testu i kolokwium zaliczeniowego

Umiejętności

U1,U2,U3,U4 - na podstawie testu i kolokwium zaliczeniowego

Kompetencje

K1- Na podstawie kolokwium zaliczeniowego

Przedmiot obejmuje następujące zagadnienia:

Rys historyczny - omówienie stanu wiedzy i eksperymentów kładących podwaliny fizyki atomowej

(m.in. promieniowanie ciała doskonale czarnego, doświadczenia Lenarda, Rutherforda, Davissona-Germera, teoria de. Broglie'a)

Elementy starej teorii kwantów (model Bohra, model Sommerfelda)

Atomy wodoropodobne oraz potasowce w opisie mechaniki kwantowej.

Funkcje falowe elektronów, rozkłady gęstości prawdopodobieństwa.

Kwantowanie energii i momentu pędu atomu.

Poziomy energii atomu potasowca.

Atom jednoelektronowy ze spinem.

Spin elektronu i spinowy moment magnetyczny, doświadczenie Sterna-Gerlacha.

Wpływ oddziaływania spin-orbita na stany elektronowe.

Struktura subtelna w atomie wodoru;

Atomy wieloelektronowe.

Sprzężenie Russela-Saundersa i sprzężenie j-j.

Termy spektralne, reguła Hunda.

Spin a symetria funkcji falowej. Struktura poziomów atomu helu.

Wpływ zewnętrznego pola magnetycznego na poziomy energii atomu (efekt Zeemana)

Oddziaływanie atomu z promieniowaniem.

Rodzaje przejść promienistych, współczynniki Einsteina.

Reguły wyboru.

W1.Student zna i rozumie prezentowane na wykładzie fakty, doświadczenia zjawiska oraz twierdzenia, podstawy teoretyczne reguły i modele opisujące budowę atomu i jego oddziaływanie z otoczeniem (K_W01, K_W02)

W2. Student i rozumie przebieg i istotę doświadczeń fizycznych leżących zarówno u podstaw mechaniki kwantowej a także będących owocem rozwoju fizyki atomowej, a także zna i rozumie wybrane metody badawcze stosowane w tej dziedzinie (K_W03, K_W04)

W3. Student zna i rozumie wykorzystywany aparat matematyczny (m.in postulaty mechaniki kwantowej, równanie Schródingera, obliczanie wartości oczekiwanych, rachunek zaburzeń) (K_W05)

W4. Student zna i rozumie znaczenie rozwoju badań z zakresu fizyki atomowej i wpływ osiągnieć w obrębie tej dziedziny na rozwój nauki i techniki (K_W07)

U1. Student potrafi wykonywać pod kierunkiem nauczyciela oraz samodzielnie obliczenia dotyczące prezentowanych na wykładzie zagadnień dotyczących cząsteczkowo-falowych właściwości cząstek oraz budowy i właściwości atomu (K_U01)

U2. Student potrafi dobrać źródła informacji z zakresu fizyki atomowej, także łączyć informacje korzystając ze źródeł wskazanych przez nauczyciela. (K_U02)

U3. student potrafi wykorzystywać specjalistyczną terminologię z zakresu fizyki atomowej - wykazuje umiejętność posługiwania się m.in oznaczeniach poziomów energetycznych i termów (K_U05)

U4. Student potrafi samodzielnie doskonalić i uaktualniać wiedzę w zakresie fizyki atomowej (K_U010)

K1. Student uznaje metodę naukową za sposób rozwiązywania poznawanych problemów badawczych w obrębie fizyki atomowej, a jednocześnie jest gotów do krytycznie oceniać możliwość interpretacji zjawisk w mikroświecie na podstawie posiadanej wiedzy - dostrzega m.in słabe punkty i ograniczenia poznawanych przybliżeń i modeli (K_K01, K_K02)