Физика атомов и молекул
Содержание:
1. Атомы
1.
1. Энергетические уровни атомов с одним электроном в верхней оболочке
1.
2. Атомы с двумя и более электронами в верхней оболочке
1.
3. Релятивистские поправки к уровням энергии
1.
4. Последовательность заполнения оболочек. Периодическая система элементов
1.
5. Термы атомов
1.
6. Спектры атомов с одним электроном на верхней подоболочке
1.
7. Спектры атомов с двумя и более электронами на верхней подоболочке
1.
8. Спектры рентгеновского излучения
2. Молекулы
2.
1. Ковалентная связь
3. Взаимодействие излучения с атомами и молекулами
Введение
Предмет физики атомов и молекул очень обширен и не может быть рассмотрен полностью в одном курсе. Кратко можно сказать, что к физике атомов и молекул относятся вопросы построения атомных и молекулярных электронных оболочек (или орбиталей ) и изучение явлений, обусловленных свойствами и процессами в этих оболочках. Все это составляет громадную область исследований, многие части которой получили самостоятельное наименование. Классический курс "Квантовой механики", читаемый в НГУ, рассматривает фундаментальные процессы. и явления, лежащие в основе строения атома. Однако анализ реального проявления и взаимодействия этих эффектов в сложных атомах, а тем более молекулах, что и определяет их свойства, находится обычно за рамками данного курса. В этом смысле рассмотрение в курсе "Квантовой механики" строения атома водорода и простейших случаев движения микрочастиц следует рассматривать лишь как подготовку к квантовомеханическому анализу более сложных атомных и молекулярных частиц. Именно это и является предметом данного курса.
Пособие к курсу "Физика атомов и молекул" разбито на две части. Настоящее пособие, являясь первой частью, включает три раздела.
В первом рассмотрено строение сложных атомов, анализируются эффекты, определяющие энергию электронов, формирование термов и спектров излучения, второй раздел посвящен молекуле.
Во втором разделе рассмотрены процессы образования молекул, ионная, ковалентная связи, метод орбиталей. Проведен анализ электронных термов двухатомных молекул, электронных конфигураций, валентности и структуры сложных молекул. Рассмотрено формирование электронных, колебательных и вращательных спектров молекул.
В третьем разделе изложены эффекты взаимодействия излучения с атомами и молекулами. Рассмотрены вероятности излучения (спонтанная и вынужденная) и поглощения фотона, влияние на эти вероятности различных процессов, уширение спектральной линии.
Вторая часть пособия к курсу, изданная ранее под названием "Пособие к курсу атомной физики", посвящена анализу свойств атомов, проявляющихся при их взаимодействии с фотонами (нелинейные и многофотонные процессы), электронами, ионами и нейтральными частицами. Рассмотрены методы измерения основных параметров атомов, дозиметрия.