 W’k  0 dla stanów z określoną parzystością !

Slides:



Advertisements
Podobne prezentacje
Energia atomu i molekuły
Advertisements

Podsumowanie modelu wektorowego:
Wykład III Wykorzystano i zmodyfikowano (za zgodą W. Gawlika)
Sprawy organizacyjne Wykład w poniedziałki , sala 227 IF UJ
Podstawowe treści I części wykładu:
WYKŁAD 2 Podstawy spektroskopii wibracyjnej, model oscylatora harmonicznego i anharmonicznego. Częstość oscylacji a struktura molekuły Prof. dr hab. Halina.
Optyczne metody badań materiałów
Podsumowanie W6ef. Zeemana ef. Paschena-Backa
Streszczenie W10: Metody doświadczalne fizyki atom./mol. - wielkie eksperymenty Dośw. Francka-Hertza – kwantyzacja energii wewnętrznej atomów dośw.
 Podsumowanie W12 Lasery w spektroskopii atomowej/molekularnej
Podsumowanie W5: J L S  model wektorowy: jeśli , to gdzie
ﴀ Wojciech Gawlik – Struktury Atomowe i Molekularne, 2004/05, Wykład 51 Podsumowanie W4 Oddziaływanie spin-orbita  – pochodzi od magnet. mom. dipolowego,
PRACA I ENERGIA 1. Praca stałej siły 2. Praca zmiennej siły
Wojciech Gawlik – Wstęp do Fizyki Atomowej, 2008/09, Wykład 11/22 Wstęp do fizyki atomowej i cząsteczkowej Przedmiot badań: atom, cząsteczka (pojedynczy.
ﴀ Wojciech Gawlik – Wstęp do Fizyki Atomowej, 2004/05, Wykład 21/19 Podsumowanie W1: model Bohra – zalety i wady  mech. kwant. stanów jednoelektronowych.
Wojciech Gawlik – Wstęp do Fizyki Atomowej, 2010/11, Wykład 21/19 Podsumowanie W1: model Bohra – zalety i wady naiwne podej ś cie vs. QM (relacja nieokre.
EFEKT FOTOELEKTRYCZNY ZEWNĘTRZNY I WEWNĘTRZNY KRZYSZTOF DŁUGOSZ KRAKÓW,
Spektroskopia Ramana dr Monika Kalinowska. Sir Chandrasekhara Venkata Raman ( ), profesor Uniwersytetu w Kalkucie, uzyskał nagrodę Nobla w 1930.
Kwantowy opis atomu wodoru Łukasz Palej Wydział Górnictwa i Geoinżynierii Kierunek Górnictwo i Geologia Kraków, r
Ciepło właściwe - przypomnienie H = U + pV - entalpia.
Prawdy oczywiste Kiedy zarejestrować działalność? - Księgowość bez tajemnic! INFOLINIA: |
ENERGIA to podstawowa wielkość fizyczna, opisująca zdolność danego ciała do wykonania jakiejś pracy, ruchu.fizyczna Energię w równaniach fizycznych zapisuje.
Przygotowały: Laura Andrzejczak oraz Marta Petelenz- Łukasiewicz z klasy 2”D”
Laboratorium Elastooptyka.
Radosław Stefańczyk 3 FA. Fotony mogą oddziaływać z atomami na drodze czterech różnych procesów. Są to: zjawisko fotoelektryczne, efekt tworzenie par,
Geodezyjny monitoring elementów środowiska
Teoria Bohra atomu wodoru Agnieszka Matuszewska ZiIP, Grupa 2 Nr indeksu
Zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne i wewnętrzne
Analiza spektralna. Laser i jego zastosowanie.
Teoria masowej obsługi Michał Suchanek Katedra Ekonomiki i Funkcjonowania Przedsiębiorstw Transportowych.
Pole magnetyczne Magnes trwały – ma dwa bieguny - biegun północny N i biegun południowy S.                                                                                                                                                                     
Własności elektryczne materii
Elektron(y) w atomie - zasada nieoznaczoności Heisenberga - orbital atomowy (poziom orbitalny) - kontur orbitalu - reguła Hunda i n+l - zakaz Pauliego.
Renata Maciaszczyk Kamila Kutarba. Teoria gier a ekonomia: problem duopolu  Dupol- stan w którym dwaj producenci kontrolują łącznie cały rynek jakiegoś.
 Austriacki fizyk teoretyk,  jeden z twórców mechaniki kwantowej,  laureat nagrody Nobla ("odkrycie nowych, płodnych aspektów teorii atomów i ich zastosowanie"),
Defekt kwantowy l=l*- l
W kręgu matematycznych pojęć
Podsumowanie W Obserw. przejść wymusz. przez pole EM
Optyczne metody badań materiałów
Optyczne metody badań materiałów
Materiały magnetooptyczne c.d.
SPEKTROSKOPIA W PODCZERWIENI
Cele wykładu - Przedstawienie podstawowej wiedzy o metodach obliczeniowych teorii struktury elektronowej, - zakresie stosowalności oraz oczekiwanej dokładności.
Podsumowanie W1: model Bohra – zalety i wady
Optyczne metody badań materiałów – w.2
Podsumowanie W11 Obserw. przejść wymusz. przez pole EM tylko, gdy  różnica populacji. Tymczasem w zakresie fal radiowych poziomy są ~ jednakowo obsadzone.
Podsumowanie W6: atom w polu magnetycznym – dodatk. człon:
Podsumowanie W5: Magnetyzm atomowy: efekt Zeemana
do fizyki atomowej i cząsteczkowej
 Podsumowanie W12 Lasery w spektroskopii atomowej/molekularnej
Podsumowanie W7 nowoczesne elementy opt. (soczewki gradientowe, cieczowe, optyka adaptacyjna...) Interferencja: założenia – monochromatyczność, stałość.
 Podsumowanie W12 Lasery w spektroskopii atomowej/molekularnej
Streszczenie W7: wpływ jądra na widma atomowe:
Podsumowanie W11 Obserwacja przejść rezonansowych wymuszonych przez pole EM jest możliwa tylko, gdy istnieje różnica populacji. Tymczasem w zakresie.
Streszczenie W9: stany niestacjonarne
Streszczenie W8: Widma molekularne: Oddziaływanie atomów z polami EM:
Doświadczenie Lamba-Retherforda – pomiar przesunięcia Lamba
Podsumowanie W3  E x (gdy  > 0, lub n+i, gdy  <0 )
Streszczenie W8: Widma molekularne: Oddziaływanie atomów z polami EM:
Podsumowanie W1: model Bohra – zalety i wady
Streszczenie W10: dośw. Sterna-Gerlacha (wiązka atomowa – kwantyzacja
Streszczenie W7: wpływ jądra na widma atomowe:
Podsumowanie W3  E x klasyczny model oddz. atomu z polem E
Podsumowanie W5: J L S  model wektorowy: jeśli , to gdzie
Streszczenie W8: Widma molekularne: Oddziaływanie atomów z polami EM:
Podsumowanie W4    2S+1LJ Oddziaływanie spin-orbita 
 Podsumowanie W3: US J 1s,nl Hel (bez spinu): H0 = H1+H2 H’
Prawa ruchu ośrodków ciągłych c. d.
Zapis prezentacji:

 W’k  0 dla stanów z określoną parzystością ! Efekt Starka: Nobel 1919 1 poprawka do en. stanu |k =|J, mJ ,  liniowy ef. Starka  W’k  0 dla stanów z określoną parzystością ! Ale! Gdy degeneracja przypadkowa – nieokreślona parzystość  liniowy efekt Starka możliwy jest w atomie H Parzystość: Wojciech Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowej, 2008/09. wykład 8

106 V/cm 105 V/cm  Np. dla wodoru: 2 poprawka: 106 V/cm 105 V/cm kwadratowy ef. Starka  + – – +  E = (R ’J – T ’J mJ2) Ez2 Np. dla wodoru: stan podst. n=1, l=0 (brak degeneracji)  możliwy tylko efekt kwadratowy dla n  2, (degeneracja ze wzgl. na l)  efekt liniowy 2 2S , 2 2P ml: E=0 1/2 E  0 (zaniedb. spin el.): Wojciech Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowej, 2008/09. wykład 8

Przykłady: 3 2P3/2 3 2P1/2  3 2S1/2  E=0 E  0 mJ D1 D2  3,6 GHz 2,9 GHz 1,5 GHz E  0 3/2 1/2 1/2 mJ 250kV/cm: 1. Kwadratowy efekt Starka: atom 23Na, linie D1 D2 (589 i 589,6 nm)  E = (R ’J – T ’J mJ2) Ez2 2. Efekt Starka w atomie wodoru: stan podst. n=1, l=0 (brak degeneracji)  możliwy tylko efekt kwadratowy dla n  2, (degeneracja ze wzgl. na l)  efekt liniowy 2 2S , 2 2P E=0 1/2 ml: E  0 w silnym polu (zaniedb. spin el.): w b. słabym polu: 2 2S1/2 , 2 2P1/2 2 2P3/2 E=0 E  0 1/2 1/2, 3/2 mJ: @100 kV/cm, E = 360 GHz ! por. z at. Na  n=2 Wojciech Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowej, 2008/09. wykład 8

Podsum. rzędy wielkości: oddział. z zewn. polami (B, E) mF , mJ , m = mL + mS mJ + mI Wext H0 n HES n, l n, S, L HLS J - str. subtelna - str. nadsubtelna HIJ F + przesunięcie izotopowe a) defekt kwantowy b) przybliżenie pola centralnego + poprawka (całka kulomb. i całka wymiany) ef. relatywist. Wojciech Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowej, 2008/09. wykład 8

kwestia zdolności rozdzielczej !!! Przykłady widmo wodoru seria Balmera  n=2  H = 656,3 nm kwestia zdolności rozdzielczej !!! Wojciech Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowej, 2008/09. wykład 8

Cząsteczka = związany układ atomów (kilka jąder + elektrony) stopnie swobody: translacja rotacje oscylacje en. elektronów zewn. stopnie swobody – en. kinet./temp., ekwipartycja: (½kBT)/stopień swobody   układy związane - kwantowanie Struktura rotacyjna na ogół 3 stopnie swobody, dla linowych 2 stopnie, str. rotacyjna – widoczna wyłącznie w fazie gazowej J – rotacyjna liczba kwant. J=0, 1, ... Zakł. cząsteczki 2-atomowe, sztywny rotator: klas.: kwant.: m1 m2 r1 r2 R E = EJ+1 – EJ = 2B’ (J+1) B’ = stała rotacyjna  J= 3 2 1 0 2B’ 2B’ 2B’   pomiar B’ i R  0,1 nm (dla cz. wieloatom. – różne stałe B’) Wojciech Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowej, 2008/09. wykład 8

Struktura oscylacyjna - również w fazie skondens. i gazowej potencjał oscylatora harmonicznego: U = ½ f q2  = 0, 1, 2, ... (oscylacyjna liczba kwant.) równoodległe poziomy oscylacyjne gdy F  – fq , x – współcz. anharmoniczności poziomy oscyl. się zagęszczają dysocjacja cząsteczki z widm oscyl.  stałe siłowe molekuł, współcz. anharm.  oddz. atomów w cząsteczce Wojciech Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowej, 2008/09. wykład 8

Widma oscylacyjno-rotacyjne gałąź P R J= –1 J=+1 J’  J  = 0  = 1 J= –1 J=+1 dla molekuł wieloatom. możliwa też gałąź Q (J=0) bardzo intensywna - suma wielu linii Wojciech Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowej, 2008/09. wykład 8

Struktura widm oscylacyjno-rotacyjnych przejścia z tą samą stałą rotacyjną B’ w ramach stanu oscyl. (ten sam stan elektronowy) J’= 3 2 1 0 J = 3  = 0  = 1 0  2B’ 2B’ 2B’ 2B’ J 0 J= –1 J=+1 różne stałe B w różnych stanach  (B’  B”): gałąź R (J=+1) gałąź P (J=–1) J R  J R Q P Q B’ < B” P B” < B’ wykresy Fortrata  głowica pasma oscylacyjno-rot. Wojciech Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowej, 2008/09. wykład 8

Struktura elektronowa kwantyzacja en. elektronów w polu jąder – kwestia symetrii (niesferyczna!)  ważne składowe krętów wzdłuż osi symetrii - L  zależność en. elektronowych poziomów atomowych od odl. międzyatomowych: poziomy energetyczne → krzywe potencjalne  RAB [nm] Np.: cząsteczka 2-atom.a C2: 10 20 30 Ej [eV] C(1D)+C(1S) C(3P)+C(1S) C(1D)+C(1D) C(3P)+C(1D) C(3P)+C(3P) Zasada Borna – Oppenheimera: elektrony nadążają za jądrami - stany el. zależą od odległości jąder ale nie od ich ruchu Zasada Francka – Condona: zmiany stanów elektronów znacznie szybsze od przemieszczeń jąder RAB Max. amplituda funkcji fal. i max. prawdopodob. przejścia jest w punktach zwrotnych oscylacji Wojciech Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowej, 2008/09. wykład 8

widma elektron. – na ogół złożone struktury el.-osc.-rot. – pasma el.-osc. ’=3 2 1 = 3 • • • AlO  zdolności rozdzielcza! E0 E1  BeI  odpowiednia zdolność rozdz. (spektroskopia laserowa) umożliwia pomiar oscyl. f. falowej: J. Koperski & M. Strojecki (ZOA)  Wojciech Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowej, 2008/09. wykład 8

Wojciech Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowej, 2008/09. wykład 8

Oddz. atomów z promieniowaniem EM Pole EM - potencjały: A(r, t) i V(r) Zał. - fala płaska propagująca wzdłuż 0y i spolaryzowana wzdłuż 0z: cząstka o ładunku q w polu H0    W(t)     Wyjątki: atomy rydbergowskie (duże n), X,  Wojciech Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowej, 2008/09. wykład 8

Przybliżenie dipolowe gdy można stos. przybliżenie (  ) oraz W2 =0, czyli Pole może indukować przejścia mdzy poz. i-f jeśli f|W|i 0 gdy czyli f |pz| i=im f |z| i (jak klasyczne oddz. dipolowe)  Wojciech Gawlik - Wstęp do Fizyki Atomowej, 2008/09. wykład 8