СОФИЙСКИ УНИВЕРСИТЕТ “СВ. КЛИМЕНТ ОХРИДСКИ”
ФИЗИЧЕСКИ ФАКУЛТЕТ
Утвърдена с Протокол на ФС N: …../ ……..
Декан:
/доц. д-р Д. Мърваков/
УЧЕБНА ПРОГРАМА
ПО ДИСЦИПЛИНАТА: Елементарни процеси във физиката на плазмата и спектри
ВКЛЮЧЕНА В УЧЕБНИЯ ПЛАН НА СПЕЦИАЛНОСТ:ФИЗИКА
СТЕПЕН НА ОБУЧЕНИЕ:БАКАЛАВЪР
КАТЕДРА: ОПТИКА И СПЕКТРОСКОПИЯ
ИЗВАДКИ ОТ УЧЕБНИЯ ПЛАН
Вид на занятията:
|
Семестър:5
|
Хорариум-часа/
седмично:
|
Хорариум-часа
Общо:
| Лекции |
|
4
|
60
|
Семинарни упражнения
|
|
1
|
15
|
Практически упражнения
|
|
-
|
-
|
Общо часа:
|
|
5
|
75
|
Форма на контрол:
|
изпит
|
|
|
А. АНОТАЦИЯ
Чрез този курс студентите могат да се запознаят с тези основни понятия от физиката на елементарните процеси и спектроскопията, които са необходими за разбиране на явленията, протичащи в плазмените източници и съпровождащата ги спектрална емисия. Подборът на разглежданите конкретни примери е ограничен до най-често използваните в лазерната физика и физиката на плазмата атоми и молекули. В програмата се отделя значително място за изучаването на свойствата, радиационните и релаксационни характеристики на възбудените атомни и молекулни състояния, физиката на йоните и др. Подчертано внимание се отделя за изучаването и усвояването (чрез семинарни занятия) на съвременната символика, използвана за означаване на атомните и молекулни състояния и преходи.
Б. СЪДЪРЖАНИЕ НА УЧЕБНАТА ПРОГРАМА:
Лекции
№
|
Тема, вид на занятието:
|
Брой часове
|
1.
|
Атомът като мишена, пълно сечение - дефиниция,размери и единици за представянето му; диференциално сечение. Еластични и нееластични удари,видове процеси и сравнение на тяхните величини за водорода., зависимост от скоростта на частицата. Скорост на процеса и константа на реакцията, честота на ударите и средна дължина на свободен пробег.
|
6
|
2
|
Възбуждане и спектри на атоми с един оптичен (валентен) електрон. Енергия на състоянията, квантов дефект, ефективен заряд и спектри на алкалните метали; финна структура на спектрите. Сечение за възбуждане и неговата зависимост от вида на състоянието; условие за адиабатичност. Експериментални методи за определяне на сечението - оптична функция на възбуждане...5ч.
|
5
|
3
|
3. Интензивност на спектралната линия. Електрически диполен преход - вероятност за преход и връзката и с характеристиките на началното и крайно състояние на нивата, зависимост от честотата; "забранени" преходи. Време на живот на възбудените състояния и радиационна ширина на спектралната линия; експериментални методи за измерване на времената на живот. Концентрация (населеност) на възбудените състояния, уравнение за баланса и неговите гранични случаи.
|
6
|
4
|
Строеж и спектри на атомите с два електрона. LS връзка, синглетни и триплетни състояния, правила на отбор и влияние на интеркомбинационната забрана върху структурата на спектрите. Резонансни и метастабилни състояния. Влиянието на мултиплетността върху сечението на възбуждане.
|
3
|
5
|
Резонансна флуоресценция - резонансно вазбуждане, видове флуо- ресценция, насищане и гасене на флуоресценцията. Поляризация на ре- зонасната ф-я и деполяризация в магнитно поле - ефект на Ханле. Реабсорбция на лъчението и влиянието му върху интензивността на спектралната линия и концентрацията на резонансните състояния. Измерване на концентрацията на атомите по метода на реабсорбцията.
|
5
|
6
|
6. Структура и спектри на инертните газове. Начин на описание и означения (символи) при различните видове връзки. Възбуждане и дезактивация на резонансните и метастабилни състояния в газов разряд, пренос на възбуждането при удар между тежки частици.
|
4
|
7
|
Двуатомната молекула като твърд ротатор. Ротационни нива и ротационни спектри, правила на отбор, оптическа неактивност на хомеополярните молекули. Изменение на ротационното състояние при удари с атоми и молекули; времена на ротационно - транслационна релаксаци.
|
3
|
8
|
Вибрация на двуатомната молекула - модел на хармоничен и ахармоничен осцилатор, енергетични нива и спектри, правила за отбор. Възбуждане на вибрационните състояния, приближението на класическия челен удар и неговите ограничения, вибрационна релаксация. Вибрационно-ротационни спектри, разпределение на интензивностите в ивиците и неговата температурна зависимост.
|
5
|
9
|
Електронна структура на двуатамната молекула - свързващи и репулсивни потенциални криви на основното и възбудените състояния - ексимерност и фотодисоциация. Видове електронни състояния и тяхните означения - типове по Хунд. Електронни спектри и тяхната рибрационно - ротационна структура, видове ивици, образуване на кант. Разпределение на интензивностите, класическа формулировка на принципа на Франк-Кондон, дисоциативен континуум. Състояния и спектър на N2 .
|
7
|
10
|
Вибрация на многоатомни молекули, естественни и нормални координати, характеристични честоти. Структура и спектър на H2O и СО2. ,израждане на вибрацията, резонанси, обмяна на енергията между различните вибрационни моди, релаксационни процеси.
|
3
|
11
|
Йонизация при удар с електрон - класически модел на Томсон, сравнение с експеримента. Пряка и стъпална йонизация в плазмата – конкуренцията между двата процеса, обусловени от характеристиките на средата. Пенингова йонизация – физика на процеса и влиянието му вържу свойствата на плазмата; презареждане и асоциативна йонизация.
|
4
|
12
|
12. Рекомбинация - видове рекомбинация и сравнение на тяхната ефективност, стабилизация на рекомбинационния процес. Баланс на заредените частици в плазмата - дефузионен и локален режим. Йонизационно-рекомбинационно равновесие - формула на Сах. Рекомбинационен и спирачен континуум.
|
4
|
13
|
Атом във външно електрично поле - ефект на Щарк при водорода и неводородоподобните атоми. Влияние на микрополетата в плазмата върху контура на спектралната линия - статистическо и ударно разширение.Влияние на топлинното движение, доплерово разширение на спектралната линия; смесени контури.
|
5
|
|
Общо:
|
|
В. Формата на контрол е: (изпит или текуща оценка)
Основна форма на текущия контрол през семестъра е решаването на задачи в семинарните занятия. След всеки цикъл се задава домашно. Показаните знания и разбиране по време на семинара, както и резултатите от домашните участват във формирането на крайната оценка. Изпита се състои в защитаване на две предварително потготвени теми (два въпроса избрани от студента) и събеседване по избрани от преподавателя въпроси. Поради характера на учебния материал, основното изискване при изпита е неговото разбиране, а не заустяване, както и прилагането му при решававето на конкретни задачи.
Г. Основна литература:
1.В.А.Квливидзе, С.С.Красильников, Введение в физику атомных столкновений, Изд. Московского университета, 1985
2.С.Э.Фриш, Оптические спектры атомов,ФМ,1963
3.E.W.McDaniel, Collition Phenomena in Ionized Gases, John Wiley&Sons,19644.
4.М.А.Ельяшевич,Атомная и молекульная спектроскопия,ФМ1962
5.П.П.Райчев,Физика на атомните системи,НИ 1980
Д. Допълнителна литература:
1.Б.М.Смирнов, Введение в физику плазмы, Наука, М 1975
2.Е.Е.Никитин, Б.М.Смирнов, Атомно-молекулярные процессы (в задачах с решениями), Наука, 1988
3.Б.М.Смирнов,Физика атома и иона,Энергатомиздат 1986
4.Л.Д.Ландау, Е.М.Лифшиц, Механика, Наука, 1965
5.Л.А.Вайнщеын, И.И.Собельман, Е.А.Юков, Сечения возбуждения атомов и ионов электронами, Наука, 1973
6.Б.М.Смирнов,Возбужденные атомы,Энергатомиздат 1982 ,"Наука" 1975
Сподели с приятели: |