PMP204: Uvod u atomsku i molekularnu fiziku (97418)

 6 
ECTS
30 P + 30 S
20% primjene e-učenja
Odjel za fiziku (Sceduly)
Nositelji: Martina Požar
Suradnici:
Ciljevi predmeta
Razumjeti atomsku i molekularnu strukturu, te kako se ona očituje u spektrima.
Razumjeti kako se simetrija može primijeniti na objekte poput molekula i kako
nam teorija grupa može pomoći u predviđanju normalnih modova molekula
Uvjeti (kompetencije) za upis predmeta
Ishodi učenja predviđeni predmetima: Opće fizike; Kvantna fizika.
Očekivani ishodi učenja
1. Razumjeti teoriju grupa i primijeniti je za račun normalnih modova molekula,
hibridizacije molekularnih orbitala
2. Izvesti i koristiti rezultate algebre angularnog momenta
3. Opisati i analizirati spektar vodikova atoma i usporediti ga sa spektrima
alkalijskih elemenata.
4. Razumjeti elektronsku strukturu atoma i procese koji se tu događaju, s ciljem
interpretacije spektra
5. Analizirati interakciju atoma sa stacionarnim i homogenim električnim i
magnetskim poljima.
6. Diskutirati osnovna svojstva atomskih i molekulskih orbitala. Izračunati elektronsku
strukturu molekula, razumjeti konstrukciju molekularnih orbitala te hibridizaciju
molekularnih orbitala
7. Opisati uobičajene eksperimentalne tehnike i mjerne instrumente u
atomskoj i molekulskoj fizici te primjene atomske i molekulske fizike u drugim
granama fizike i područjima znanosti.
8. Opisati prirodu raznih molekulskih stupnjeva slobode.
9. Izvesti zaključke o atomskoj i molekulskoj strukturi na temelju gotovih
spektara.
Sadržaj predmeta
1. Teorija grupa: uvod. Operacije simetrije, tablica množenja.
2. Teorija grupa: C2V – primjer vode. Matrične reprezentacije operacija simetrije,
tablica karaktera. Veliki i mali teorem ortogonalnosti.
3. Teorija grupa: tablica karaktera i primjena na molekuli vode. Normalni modovi
molekule vode i spektar. C3V – primjer amonijaka.
4. Teorija grupa: C3V – primjer amonijaka. SALC. Tablica karaktera. Normalni
modovi molekule amonijaka i spektar.
5. Teorija grupa: Td – primjer metana, normalni modovi. Korištenje hodograma na
primjerima.
6. Teorija grupa: Grupe direktnog produkta. Operator projekcije. Iščezavajući
integrali.
7. Angularni moment: spin. Vezane i nevezane baze.
8. Atomska struktura i spektar: Atom vodika. SO vezanje.
9. Atomska struktura i spektar: Atom vodika – detaljni spektar, termovi.
10. Atomska struktura i spektar: Atom helija – detaljni spektar, termovi.
11. Atomska struktura i spektar: Spektralni termovi za atome s više elektrona.
Prijelazi, izborna pravila. Hundova pravila. Normalni Zeemanov efekt.
12. Atomska struktura i spektar: Paschen-Backov efekt. Starkov efekt.
13. Molekularna struktura i spektar: Born-Oppenheimerova aproksimacija. Molekula
H2+. Teorija molekularnih orbitala.
14. Molekularna struktura i spektar: Dvoatomne molekule. Hibridizacija orbitala
(teorija grupa).
15. Molekularna struktura i spektar: Huckelova metoda.
Vrste izvođenja nastave
- Predavanja
- Seminari
Obveze studenata
Pohađanje nastave. Izrada i prezentacija seminarskog rada. Položen pismeni ispit
(zadaci) i usmeni ispit (teorijska objašnjenja). Uspjeh na svakom dijelu najmanje
40%.
Praćenje rada studenata (ECTS)
- Pohađanje nastave (2)
- Seminarski rad (1)
- Usmeni ispit (2)
- Pismeni ispit (1)
Ocjenjivanje i vrjednovanje rada studenata
Rad studenata se vrednuje putem: izrade i prezentacije seminarskog rada,
pismenog ispita i usmenog ispita.
Obvezna literatura
P. Atkins, R. Friedman: Molecular Quantum Mechanics, Oxford, 2007
N. Zettilli, „Quantum Mechanics: Concepts and Applications”, Wiley & sons, 2001.
Izborna literatura
A. Vincent, „Molecular Symmetry and Group Theory”, Wiley & sons, 2013.
P. Atkins, J. De Paula, R. Friedman, „Quanta, Matter, and Change: A Molecular
Approach to Physical Chemistry”, Oxford University Press, 2008.
Načini praćenja kvalitete
Redovita provjera stjecanja predviđenih ishoda učenja tijekom nastave.
Statistika ispitnih rezultata i studentsko evaluiranje putem anonimne ankete na
kraju izvedbe predmeta. Anketa se provodi prema pravilniku Sveučilišta u Splitu.
Izvedba
Sveučilišni diplomski studij
 •  Fizika; smjer: Nastavnički (izborni 2. sem.)
 •  Fizika; smjer: Astrofizika i fizika elementarnih čestica (izborni 2. sem.)
 •  Fizika; smjer: Biofizika (obvezni 2. sem.)
 •  Fizika; smjer: Fizika okoliša (izborni 2. sem.)
 •  Fizika; smjer: Računarska fizika (obvezni 2. sem.)
 •  Matematika i fizika; smjer: nastavnički (izborni 4. sem.)
 
Napomene:
Vrste nastave (tip): (P) Predavanja; (S) Seminari; (A) Auditorne vježbe; (PK) Vježbe u praktikumu; (L) Laboratorijske vježbe; (M) Metodičke vježbe; (TJ) Vježbe tjelesnog odgoja; (T) Terenske vježbe.
Prije početka nastave moguće su rošade izvođača nastave u svrhu optimizacije opterećenja. Prikazana je testna verzija automatskog generiranja informacija.