DEPARTAMENTO DE FÍSICA

 

Física Atómica e Molecular - F+EF

Ano letivo: 2009-2010
Specification sheet

Specific details
course codecycle os studiesacademic semestercredits ECTSteaching language
1002671116pt


Learning goals
Aprofundar conhecimentos sobre a estrutura atómica e molecular, no contexto da teoria quântica, e familiarizar-se com os aspectos fundamentais da espectroscopia atómica e molecular.
Syllabus
1. Átomos hidrogenóides : Equação de Schrödinger para átomos hidrogenóides; relação entre momento dipolar magnético e momento angular; experiência de Stern-Gerlach; momento angular de spin do electrão; interacção spin-orbital; estrutura fina e hiperfina dos níveis de energia. Átomos na presença de campos externos: efeitos de Zeeman e de Stark. Interacção de átomos hidrogenóides com o campo de radiação electromagnética: Emissão e absorção de radiação; Transições radiativas e regras de selecção.

2. Átomos poliectrónicos: Aproximação do campo central; tabela periódica; configurações electrónicas e notação espectroscópica. Interacção spin-orbital; acoplamento L-S e j-j. Espectros ópticos e de raios X. Interacção com campos magnéticos exteriores: efeitos de Zeeman e Paschen-Back.

3. Moléculas: A ligação molecular; estrutura electrónica das moléculas diatómicas; o ião molecular de hidrogénio H2+; a molécula de hidrogénio; moléculas complexas. Espectros moleculares; níveis rotacionais e vibracionais; espectros electrónicos moleculares.

4. Processos de transição entre níveis atómicos e moleculares; noção de secção eficaz.
5. Lasers: condições para a emissão laser; coeficientes de absorção e ganho;
amplitude e fase da luz laser.
Prerequisites
Física Geral, Electromagnetismo I, Mecânica Quântica I, Análise Matemática I, II e III.
Generic skills to reach
. Competence in analysis and synthesis;
. Competence to solve problems;
. Critical thinking;
. Adaptability to new situations;
. Competence in applying theoretical knowledge in practice;
. Competence in oral and written communication;
. Competence for working in group;
. Competence to communicate with people who are not experts in the field;
. Ethical commitment;
. Competence in autonomous learning;
(by decreasing order of importance)
Teaching hours per semester
lectures30
laboratory classes45
total of teaching hours75

Assessment
Laboratory or field work15<25 %
Problem solving10<25 %
Project0<10 %
Assessment Tests60<75 %
Exam60<75 %

Bibliography of reference
- Physics of Atoms and Molecules, B. H. Bransden & C. J. Joachain, Prentice Hall, 2nd ed., 2003.
- Introduction to quantum mechanics, D. Griffiths
- Quantum Physics of Atoms, Molecules, Solids, Nucleus and Particles, R. Eisberg e R. Resnick, J. Wiley & Sons, 2nd ed., 1985 .
Teaching method
Dever-se-á recorrer a aulas de exposição, aulas de análise e discussão de alguns tópicos/problemas e aulas de laboratório com a execução de trabalhos práticos.
Resources used
Laboratório de Física Moderna com recursos computacionais.