К о н с п е к т за кандидат-докторантски изпит по направление Физически науки (физика на атомите и молекулите) I. Квантова оптика и квантова информатика

К О Н С П Е К Т

за кандидат-докторантски изпит по направление 4.1. Физически науки (физика на атомите и молекулите)

0. 
   1. Квантов линеен хармоничен осцилатор.
   
1. 
   2. Потенциална яма и потенциална бариера. Тунелен ефект и надбариерно отражение.
   
2. 
   3. Ъглов момент в квантовата механика. Събиране на ъглови моменти. Спин.
   
3. 
   4. Магнитен момент: орбитален и спинов. Ефект на Щерн-Герлах.
   
4. 
   5. Водороден атом. Спектър и вълнови функции.
   
5. 
   6. Задача за двете тела в квантовата механика.
   
6. 
   7. Стационарна теория на пертурбациите. Ефект на Зееман.
   
7. 
   8. Нестационарна теория на пертурбациите. Система с две състояния. Приближение на въртящата се вълна. Осцилации на Раби.
   
8. 
   9. Системи тъждествени частици. Принцип на Паули. Хелиев атом.
   
9. 
   10. Адиабатна еволюция. Квантови преходи между пресичащи се нива. Модел на Ландау-Зинер.
   
10. 
    11. Системи с три нива. Тъмни състояния. Стимулиран Раманов адиабатен процес.
    
11. 
    12. Системи с изродени състояния. Трансформация на Морис-Шор.
    
12. 
    13. Матрици на плътността, уравнение на Лиувил, вектор на Блох. Спонтанно излъчване и дефазиращи процеси.
    
13. 
    14. Електромагнитно-индуцирана прозрачност, 'бавна' и 'бърза' светлина, безинверсно лазериране.
    
14. 
    15. Релативистична квантова механика. Уравнение на Клайн-Гордон, парадокс на Клайн. Уравнение на Дирак.
    

ЛИТЕРАТУРА:

1. 
   А. Донков и М. Матеев, Квантова Механика (Издателство на СУ, 2010, София).
   
2. 
   B.W. Shore, The Theory of Coherent Atomic Excitation (Wiley, New York, 1990).
   
3. 
   L. Allen and J.H. Eberly, Optical Resonance and Two-Level Atoms (Dover, New York, 1987).
   
4. 
   Н.В. Витанов, Квантови преходи (Издателство на СУ, 2010, София).
   

1. 
   Електронен спин. Спин-орбитално взаимодействие. Фина структура в спектрите на алкалните метали.
   
2. 
   Структура на електронната обвивка на хелиев атом.
   
3. 
   Ядрен спин. Свръхфина структура. Пример – рубидиев атом.
   
4. 
   Атомни спектри. Вероятност за преход. Правила на отбор.
   
5. 
   Ефект на Зееман. Ефект на Щарк.
   
6. 
   Взаимодействие на два неутрални атома на големи междуядрени разстояния. Дисперсни коефициенти СЗ, С5, С6.
   
7. 
   Двуатомна молекула. Приближение на Борн-Опенхаймер. Криви на потенциалната енергия.
   
8. 
   Класификация на електронните състояния при двуатомната молекула.
   
9. 
   Хомоядрени и хетероядрени молекули.
   
10. 
    Вибрационна и ротационна структура на двуатомната молекула.
    
11. 
    Молекулни спектри. Правила на потбор. Принцип на Франк-Кондон.
    
12. 
    Електронни спектри. Вибрационно-ротационни спектри.
    
13. 
    Физичен вакуум. Време на живот на атомните състояния. Отместване на Лемб.
    
14. 
    Основни дисперсионни елементи: призма, дифракционна решетка, интерференчен филтър. Спектрографи и монохроматори. Основни параметри и области на приложение.
    
15. 
    Интерферометри. Интерферометри на Мах-Зендер, Майкелсън, Фабри-Перо. Сравнение на плосък и конфокален интерферометър на Фабри-Перо.
    
16. 
    Детектори: фотоумножител, фотодиод, лавинен фотодиод. Основни параметри и схеми на свързване.
    
17. 
    Основи на лазера. Активни среди с три и четири нива. Модова структура на лазерното лъчение.
    
18. 
    Пренастройваеми лазери. Селективни резонатори с призма, дифракционна решетка, еталони. Едномодов режим на генерация - селекция на един надлъжен мод.
    
19. 
    Основни характеристики на газови (Не-Nе, Аг+, ексимерни), твърдотелни (Nd:YAG, Тi:Al2 O3), багрилни и полупроводникови лазери.
    
20. 
    Ширина и профил на спектралните линии. Еднородно разширение. Доплерово разширение. Профил на Фойгт. Разширение чрез удари и насищане.
    
21. 
    Абсорбционна лазерна спектроскопия. Лазерно индуцирана флуoресценция.
    
22. 
    Оптогалванична спектроскопия.
    
23. 
    Лазерна спектроскопия на насищане. Поляризационна спектроскопия
    

ЛИТЕРАТУРА:

Л. Д. Ландау и Е. М. Лифшиц, Квантовая механика. Нерелативисткая теория, Москва 1963.

А. Н. Матвеев, Атомная физика, Выcшая школа, Москва 1989.

Д. В. Сивухин, Общий курс физики. Атомная и ядерная физика ч.I, Наука, Москва 1986.

С. Негzberg, Molecular spectra and molecular structureSpectra of diatomic molecules, Van Nostrand, New York 1995.

Н.В.Карлов, Лекции по квантовой електронике, Наука, Москва 1988.

М. Ненчев, С. Салтиел, Лазерна техника, Св. Клемент Охридски, Наука и изкуство, София 1994.

W. Demtroder, Laser Spectroscopy, Basic Concepts and Instrumentation, Springer-Verlag, Berlin 1996.

В. В. Лебедева, Техника спектроскопии. Москва, Изд-во МГУ

П. Райчев, Физика на атомните системи, ЛОДОС 2006
Изготвили:

проф. дфн Николай Витанов