Física Atómica e Molecular

Física/Eng. Física

Ano lectivo 2009/2010 (1º semestre)

2ª feira 3ª feira 4ª feira 5ª feira 6ª feira

10-11 - - - E4 -

11-12 - - - AD2 -

Sumários das aulas teóricas

lição matéria textos on-line

9/9 Apresentação.

10/9 Um pacote de ondas: Estudo de um exemplo de uma distribuição da probabilidade unidimensional dada por P(x,t)=[sen(x-t)/(x-t)]²/π em função do tempo t e do espaço x. Time Development of Quantum Wavepacket, Probability amplitude, Wave packet.

Mudança do horário: A aula de Quarta-feira 9-10 horas mudou para Quinta-feira 11-12 horas ao pedido dos alunos. Novo Horário.

17/9 O estudo da função ω(k) dada por ω(k)=A+Bk, a sua relação com a velocidade do pacote de ondas. The mathematics of wave packets, sebenta, Wolfram.com.

1/10 O estudo da relação da função ω(k) com a energia do sistema quântica e as equações de Schrödinger e de Klein-Gordon. A equação de Schrödinger independente do tempo e a distribuição φ(k) relacionada. Schrödinger equation, Time Independent Schrodinger Equation.

8/10 Teoria de perturbação independente do tempo para um sistema não degenerado e o exemplo de um sistema cujo espectro tem apenas dois estados diferentes. Non-degenerate perturbation theory, The two-state system.

15/10 As series de Dyson, absorção e emissão estimulada de radiação electromagnética e a aproximação dipolar. The Dyson series, Absorption and stimulated emission of radiation, The electric dipole approximation.

22/10 As regras de comutação para o momento angular orbital e o uso das propriedades do símbolo de Levi-Civita ε_ijk, nomeadamente ε_iabε_icd=δ_acδ_bd−δ_adδ_bc. Levi-Civita symbol, Angular momentum.

29/10 Resolução do exercício 6 e perturbação degenerada. Michael Fowler.

5/11 Teoria de perturbação dependente do tempo. Perturbation theory (quantum mechanics), Time-Dependent Perturbation Theory, Time-Dependent Perturbation Theory.

12/11 A interacção do átomo com o campo electromagnético, transições electrónicas e regras de selecção. radiation.

18/11 O espectro de uma molécula diatómica polar, os níveis das transições electrónicas, das vibrações e rotações dos núcleos. Diatomic molecule, Diatomic Molecules, Diatomic Spectral Database.

25/11 A interacção spin-orbital e número quântico do momento angular total J. A classificação dos estados do átomo de hidrogénio. Spin-orbit interaction, Hydrogen Fine Structure, Total Angular Momentum and The Spin Orbit Interaction, The fine structure of hydrogen, The Hydrogen Spectrum and its Fine Structure.

2/12 Dispersão, desvio de fase, secção eficaz, matriz S; exemplos: poço potencial esférico e casca delta esférica. Spherical Potential Well, spherical potential well.

9/12 Introdução à superconductividade: Um electrão confinado a uma caixa unidimensional, os níveis energéticos, a sua ocupação a 0 Kelvin e a temperaturas finitas caso se encontram 2N electrões dentro da caixa, energia de Fermi e energia total. How Superconducting Levitation Works, Levitation with cooling, Particle in a box, Gas in a box, Fermi-Dirac statistics, Fermi energy.

16/12 O princípio do funcionamento do Laser: o mecanismo da inversão da população e emissão estimulada. Distribuição de níveis excitados na termodinâmica, coeficientes de Einstein para emissão estimulada, para emissão espontânea e para absorção, amplificação por emissão estimulada de radiação, inversão de população por bombeamento óptico. Laser principles and applications, O legado de Einstein.

Literatura:
1. B.H. Bransden and C.J. Joachain, "Physics of atoms and molecules"
2. D. Griffiths, "Introduction to quantum mechanics"
3. R. Eisberg and R. Resnick, "Molecules, solids, nucleus and particles"
4. Eef van Beveren, "Física Atómica e Molecular" (Sebenta 1986/87)

	2ª feira	3ª feira	4ª feira	5ª feira	6ª feira
10-11	-	-	-	E4	-
11-12	-	-	-	AD2	-

lição	matéria	textos on-line
9/9	Apresentação.
10/9	Um pacote de ondas: Estudo de um exemplo de uma distribuição da probabilidade unidimensional dada por P(x,t)=[sen(x-t)/(x-t)]²/π em função do tempo t e do espaço x.	Time Development of Quantum Wavepacket, Probability amplitude, Wave packet.
	Mudança do horário: A aula de Quarta-feira 9-10 horas mudou para Quinta-feira 11-12 horas ao pedido dos alunos.	Novo Horário.
17/9	O estudo da função ω(k) dada por ω(k)=A+Bk, a sua relação com a velocidade do pacote de ondas.	The mathematics of wave packets, sebenta, Wolfram.com.
1/10	O estudo da relação da função ω(k) com a energia do sistema quântica e as equações de Schrödinger e de Klein-Gordon. A equação de Schrödinger independente do tempo e a distribuição φ(k) relacionada.	Schrödinger equation, Time Independent Schrodinger Equation.
8/10	Teoria de perturbação independente do tempo para um sistema não degenerado e o exemplo de um sistema cujo espectro tem apenas dois estados diferentes.	Non-degenerate perturbation theory, The two-state system.
15/10	As series de Dyson, absorção e emissão estimulada de radiação electromagnética e a aproximação dipolar.	The Dyson series, Absorption and stimulated emission of radiation, The electric dipole approximation.
22/10	As regras de comutação para o momento angular orbital e o uso das propriedades do símbolo de Levi-Civita ε_ijk, nomeadamente ε_iabε_icd=δ_acδ_bd−δ_adδ_bc.	Levi-Civita symbol, Angular momentum.
29/10	Resolução do exercício 6 e perturbação degenerada.	Michael Fowler.
5/11	Teoria de perturbação dependente do tempo.	Perturbation theory (quantum mechanics), Time-Dependent Perturbation Theory, Time-Dependent Perturbation Theory.
12/11	A interacção do átomo com o campo electromagnético, transições electrónicas e regras de selecção.	radiation.
18/11	O espectro de uma molécula diatómica polar, os níveis das transições electrónicas, das vibrações e rotações dos núcleos.	Diatomic molecule, Diatomic Molecules, Diatomic Spectral Database.
25/11	A interacção spin-orbital e número quântico do momento angular total J. A classificação dos estados do átomo de hidrogénio.	Spin-orbit interaction, Hydrogen Fine Structure, Total Angular Momentum and The Spin Orbit Interaction, The fine structure of hydrogen, The Hydrogen Spectrum and its Fine Structure.
2/12	Dispersão, desvio de fase, secção eficaz, matriz S; exemplos: poço potencial esférico e casca delta esférica.	Spherical Potential Well, spherical potential well.
9/12	Introdução à superconductividade: Um electrão confinado a uma caixa unidimensional, os níveis energéticos, a sua ocupação a 0 Kelvin e a temperaturas finitas caso se encontram 2N electrões dentro da caixa, energia de Fermi e energia total.	How Superconducting Levitation Works, Levitation with cooling, Particle in a box, Gas in a box, Fermi-Dirac statistics, Fermi energy.
16/12	O princípio do funcionamento do Laser: o mecanismo da inversão da população e emissão estimulada. Distribuição de níveis excitados na termodinâmica, coeficientes de Einstein para emissão estimulada, para emissão espontânea e para absorção, amplificação por emissão estimulada de radiação, inversão de população por bombeamento óptico.	Laser principles and applications, O legado de Einstein.