Войти
Общая физика 14 лекций
Атомная физика
сентябрь, 2016
1590
Лектор
Авакянц Лев Павлович
Весна 2016

Курс лекций «Атомная физика» читается для студентов третьего курса физического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова в 5 семестре. 

В курсе лекций в доступной форме излагаются основные понятия физики атома. В первой части курса внимание уделяется основам физики микромира, и истории становления атомной физики как самостоятельной дисциплины. Важное место в курсе занимает изучение основ квантовой механики, вводятся её основные понятия, операторы, волновая функция, стационарные и нестационарные состояния, излагаются основы квантовомеханической теории возмущений. Рассматриваются такие вопросы как частица в потенциальной яме, частица в центральном поле, операторы рождения и уничтожения, атом водорода.

Вторая часть курса посвящена исследованию спектральных свойств атомов и молекул, теории взаимодействия квантовой системы с излучением, рассмотрению атома в поле внешних сил.

Список всех тем лекций

Лекция 1. Масштабы в атомной физике. Строение атома..
Предмет и порядки величин в атомной физике Экспериментальные свидетельства недостаточности классического описания, приведшие к появлению квантовой физики Гравитоны Сильное взаимодействие Электромагнитное взаимодействие Слабое взаимодействие Элементарные частицы, взаимодействия и физические теории Строение атома Порядки физических величин в атомной физике Представления о материи в классической механике Стабильность и размер атомов Модель атома Томсона Модель атома Резерфорда Постулаты Бора Спектральные серии атома водорода Опыт Франка и Герца Гипотеза де-Бройля

Лекция 2. Введение в квантовую механику. Операторы..
Водородоподобные атомы Противоречия теории Бора Постулаты квантовой механики Собственные функции и собственные значения операторов квантовой механики

Лекция 3. Понятие волновой функции. Стационарные состояния..
Среднее значение оператора энергии Физический смысл амплитуды вероятности Волновая функция в координатном и импульсном представлении Соотношение неопределенностей Свойства коммутатора двух операторов Соотношением Робертсона — Шрёдингера Нестационарное уравнение Шрёдингера Частица в бесконечной прямоугольной яме Осцилляционная теорема

Лекция 4. Нестационарные состояния. Эволюция волновых пакетов..
Нестационарное уравнение Шрёдингера Энергия n-го состояния Средняя энергия и координата для нестационарных состояний Суперпозиция двух нижних состояний электрона в прямоугольной яме Производная от средней энергии, импульса и координаты Теорема Эренфеста Оператор четности

Лекция 5. Частица в потенциальной яме. Гармонический осциллятор..
Поведение волновой функции во времени Демонстрация эволюции волновой функции во времени (на примере прямоугольно ямы) Исследование периодичности волновой функции Задача о прямоугольной яме конечной глубины Гармонический осциллятор Формула Родригеса Стационарные состояния Операторный метод решения задачи о гармоническом осцилляторе

Лекция 6. Операторы рождения и уничтожения. Частица в трёхмерном потенциале..
Операторный метод решения задачи о гармоническом осцилляторе Вычисление средних операторным методом Описание процесса квантования электромагнитного поля Принцип соответствия для гармонического осциллятора Нестационарные состояния гармонического осциллятора Частицы в трехмерном потенциале Квантовая точка Атом водорода

Лекция 7. Частица в центральном поле. Атом водорода..
Атом водорода Оператор момента импульса Уравнение Шредингера в сферических координатах

Лекция 8. Орбитальный, спиновый и полный моменты атомов. Теория возмущений..
Волновые функции электронов в атоме водорода Гиромагнитное соотношение Расщепление энергетических уровней в неоднородном магнитном поле Спин электрона Компьютерная модель эксперимента Штерна-Герлаха Полный момент импульса электрона Введение в теорию возмущений

Лекция 9. Спин-орбитальное взаимодействие. Тонкая структура атома..
Введение в теорию возмущений Релятивистское приближение Спин-орбитальное взаимодействие Формула Дирака

Лекция 10. Многоэлектронные системы. Водородоподобные атомы..
Формула Дирака Тонкая структура линий водорода Сверхтонкая структура линий водорода История развития теории о спин-орбитальном взаимодействии Простейшие многоэлектронные системы Спектры водородоподобных атомов

Лекция 11. Многоэлектронные атомы. Термы..
 Многоэлектронные атомы Принцип тождественности Термы

Лекция 12. Спонтанные и вынужденные переходы. Правила отбора..
Термы Взаимодействие атома с электромагнитным полем Спонтанное и вынужденное излучение атомов Правила отбора Серия Лаймана Серия Бальмера Правила отбора для многоэлектронных атомов

Лекция 13. Взаимодействие атома с квантовым электромагнитным полем..
Взаимодействие атома с электромагнитным полем Разложение поля на осцилляторы Взаимодействие атома с квантовым электромагнитным полем Спонтанное и вынужденное излучение атомов Лэмбовский сдвиг Аномальный магнитный момент электрона Тонкая структура рентгеновских спектров Эффект Пашена-Бака

Лекция 14. Физика молекул и молекулярных ионов..
Ион молекулы водорода Волновые функции молекулярного иона водорода Роль обменной энергии при образовании молекулы водорода Ионная связь Валентность Металлическая связь Ядерная подсистема молекулы Потенциал Морзе Структура энергетических уровней молекулы