Sofia university



Дата20.08.2018
Размер111.24 Kb.
ТипЛекции

СОФИЙСКИ УНИВЕРСИТЕТ

ФИЗИЧЕСКИ ФАКУЛТЕТ

БЪЛГАРИЯ, СОФИЯ 1164

БУЛ. "ДЖЕЙМЗ БАУЧЪР" 5

ТЕЛ.: +359 2 622 446

ФАКС: + 359 2 962 5276, ТЕЛЕКС: 23296 SUKO BG




SOFIA UNIVERSITY

FACULTY OF PHYSICS

1164 SOFIA, BULGARIA

5 JAMES BOURCHIER ВLVD.

ТEL.: +359 2 622 446

FAX: +359 2 962 5276, TELEX: 23 296 SUKO BG



Утвърдена с Протокол на ФС N: …../ ……..

Декан:

/доц. д-р Д. Мърваков/

УЧЕБНА ПРОГРАМА

ПО ДИСЦИПЛИНАТА: Физика на атомите и молекулите

ВКЛЮЧЕНА В УЧЕБНИЯ ПЛАН НА СПЕЦИАЛНОСТ: Медицинска физика

СТЕПЕН НА ОБУЧЕНИЕ: бакалавърска

КРЕДИТИ (ECTS):4.5

КАТЕДРА: Атомна физика

ИЗВАДКИ ОТ УЧЕБНИЯ ПЛАН

Вид на занятията:

Семестър:

Хорариум-часа/
седмично:


Хорариум-часа
Общо:

Лекции


5

3

45

Семинарни упражнения





5

1

15

Практически упражнения

-

-

-

Общо часа:




4

60

Форма на контрол:




Тестове, дом. задачи, писмен изпит





А. АНОТАЦИЯ

Курсът по Физика на атомите и молекулите е част от групата курсове по обща физика за студентите от специалност Медицинска физика. Основни теми, застъпени в програмата, са тези за корпускулярно-вълновите свойства на микрообектите, структурата и свойствата на атомите и молекулите, атомните и молекулните спектри, процесите на излъчване и поглъщане на фотони, взаимодействията между електрони, атоми и молекули, вкл. взаимодействието с йонизиращи лъчения, аспекти на квантовата механика. Внимание се обръща на изграждането на обща картина за развитието на идеите на атомизма, за строежа на материята и явленията в микросвета. Разглежда се поредицата от експерименти и открития в квантовата физика, довели до съвременното разбиране на микросвета. Дискутират се приложенията на различни явления и ефекти в научните изследвания и практиката, включително медицината.



Б. СЪДЪРЖАНИЕ НА УЧЕБНАТА ПРОГРАМА:

Лекции



Тема, вид на занятието:

Брой часове

1.


Развитие на атомистичните идеи. Число на Авогадро. Атомна единица за маса. Моларна маса и моларен обем. Методи за определяне на числото на Авогадро. Методи за определяне на молекулната маса на химичните съединения.

2

2.

Откриване и основни свойства на електрона. Катодни лъчи – опити на Ленард, Перен и Томсън. Определяне на специфичния заряд на електрона. Опит на Миликън за определяне на елементарния заряд. Опити на Томсън и Вин с канални лъчи. Мас-спектрограф.

2

3.

Топлинно излъчване. Закон на Стефан-Болцман. Закон на Вин. Формула на Рейли-Джинс. Формула на Планк. Константа на Планк.

2

4.

Фотоефект (опити на Херц, Столетов, Ленард и Томсън). Корпускулярна теория на светлината и уравнение на Айнщайн за фотоефекта. Методи за определяне на константата на Планк ( опити на Миликън, спирачно рентгеново лъчение и др.). Опити на Йофе-Добронравов, Боте и Вавилов.

2

5.

Ефект на Комптън.

1

6.

Атомен модел на Томсън. Опити на Ръдърфорд, Гайгер, Марсден и Чадуик по разсейване на алфа-частици. Сечение за взаимодействие. Формула на Ръдърфорд. Планетарен модел на атома.

2

7.

Атомни спектри. Спектър на водорода. Формула на Балмер. Формула и константа на Ридберг. Постулати на Бор. Опит на Франк и Херц.

1

8.

Теория на Бор за водородния атом.

1

9.

Вълнови свойства на микрочастиците. Хипотеза на дьо Бройл и експериментална проверка. Опити на Дейвисън и Джърмър по електронна дифракция. Опит на Естерман и Щерн с атомни снопове.

1

10.

Принцип на неопределеността на Хайзенберг.

1

11.

Уравнение на Шрьодингер. Частица в потенциална яма. Водороден атом. Квантови числа.

2

12.

Спектри на алкалните метали и фина структура на спектралните линии. Орбитален и спинов момент на импулса на електрона (хипотеза на Гаудсмит и Уленбек). Жиромагнитно отношение, магнетон на Бор.

1

13.

Момент на импулса и магнитен момент на атома. Опит на Айнщайн - де Хаас. Ефект на Барнет. Опит на Щерн и Герлах. Измерване на магнитни моменти.

1

14.

Многоелектронни атоми, слоиста структура на атомната обвивка. Принцип на Паули. Периодична система на елементите.

1

15.

Векторен модел на атома и класификация на атомните състояния. Комбиниране на моменти (LS, jj връзка). Правила на Хунд, основно състояние. Правила за отбор. Спектър на хелия и алкалоземните метали. Еквивалентни и нееквивалентни електрони. Свръхфина структура на спектрите.

2

16.

Атоми във външно магнитно поле. Ефект на Зееман. Фактор на Ландé. Аномален и нормален ефект на Зееман. Ефект на Пашен – Бак. Магнитен резонанс. Приложения.

2

17.

Атоми във външно електрично поле. Ефект на Щарк - линеен и квадратичен ефект. Динамичен ефект на Щарк. Приложения.

1

18.

Рентгенови спектри. Закон на Мозли. Приложение на рентгеновите лъчи: рентгенова флуоресценция и дифракция, рентгенография.

1

19.

Ширина и интензивност на спектралните линии. Населеност на състоянията. Израждане и статистистическо тегло.

1

20.

Молекули. Видове химични връзки. Йонна и ковалентна връзка. Валентност. Хибридизация.

1

21.

Ротационни спектри на двуатомни молекули, твърд и нетвърд ротатор. Изотопен ефект. Вибрационни спектри: хармоничен и анхармоничен осцилатор. Многоатомни молекули, характеристични честоти на молекулни групи.

2

22.

Електронни състояния и спектри на двуатомните молекули. Приближение на Борн-Опенхаймер. Принцип на Франк-Кондон. Вибрационна и ротационна структура. Многоатомни молекули.

1

23.

Комбинационно разсейване на светлината. Стокс и анти-Стокс компоненти. Поляризация.

1

24.

Спонтанни и индуцирани преходи. Лазери. Приложение на лазерите. Охлаждане на ансамбли от атоми. Атомни еталони за честота.

2

25.

Методи за възбуждане и йонизация на атомите и молекулите. Оптично възбуждане и флуоресценция. Възбуждане и йонизация чрез удари. Удари от втори род. Сенсибилизирана флуоресценция. Презарядка. Хеми-йонизация. Дисоциация. Рекомбинация.

2

26.

Аналитични приложения на атомната и молекулната спектроскопия. Експериментални техники. Фурие спектроскопия. Дистанционни спектрални наблюдения. Спин-резонансна спектроскопия.

3

27.

Взаимодействие на тежки и леки заредени частици с веществото. Специфични йонизационни загуби. Пробег на частиците. Крива на Брег. Формула на Бете-Блох. Спирачно лъчение и радиационни загуби.

1

28.

Взаимодействие на гама-лъчението с веществото: фотоефект, Комптъново разсейване, раждане на двойка електрон - позитрон. Пълен коефициент на отслабване.

1

29.

Ефект на Черенков. Приложение.

1

30.

Методи за регистриране на оптичните лъчения, основни характеристики на детекторите. Фотоелектронен умножител, микро-канален умножител, болометър. Резонансни детектори. Полупроводникови фото-детектори. Фотографски емулсии.

2

31.

Обобщаваща лекция.

1




Общо:

45











Семинарни упражнения



Тема, вид на занятието:

Брой часове

1.

Входен тест. Уводно упражнение. Атомна маса, число на Авогадро, моларна маса на атомите и молекулите.

2

2.

Корпускулярни свойства на светлината. Външен фотоефект, ефект на Комптън, гравитационно червено отместване. Елементи на релативистката физика.

2

3.

Вълнови свойства на микрочастиците. Електронна дифракция. Принцип на неопределеността на Хайзенберг.

2

4.

Разсейване, сечение за взаимодействие. Кинетика на елементарни процеси и балансни уравнения.

2

5.

Векторен модел на атома. Термове. Електронни конфигурации. Свръхфина структура на спектралните линии.

2

6.

Магнитен момент на електрона и атома. Фактор на Ланде. Нормален и аномален ефект на Зееман.

2

7.

Молекулни спектри.

3




Общо

15

В. Формата на контрол е:

Основната форма на контрол е писменият тест/изпит. По време на курса се правят 3 писмени теста: в началото, в средата и в последната трета на семестъра. Първият (входен) тест е по най-основни въпроси свързани с механиката, оптиката, елекричните и магнитни явления, според съдържанието на преминатите до момента общи задължителни кусове. Той е без оценка и се прави за получаване на представа как се владее основата нужна за разглеждане на темите в курса. Вторият и третият тест съдържат въпроси и задачи по материала разглеждан в лекциите, лабораторните упражнения и семинара към настоящия курс. Оценките от тези два теста влизат в крайната оценка от изпита с по 10% тегло. Домашни задачи се дават предварително и се решават от студентите на семинарните занятия. Оценката от семинара се взема с тегло 20%. Курсът завършва с писмен изпит в тестова форма с тегло 60%. Тестовете се провеждат за определено време и се оценяват пропорционално на набраните точки.


Г. Основна литература:

  1. Минкова, А. Атомна физика, лекции, София,Ромина, 2000.

  2. Балабанов Н., Митриков М. Атомна физика, София, Университетско изд. “ Св. Климент Охридски”, 1991

  3. Сивухин Д. В. Общий курс физики – Атомная и ядерная физика, Москва, “Наука”, 1989

  4. Бенуэлл К Основы молекулярной спектроскопии, Москва, “Мир”, 1985

  5. Demtroder W, Atoms Molecules and Photons, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2006

  6. Haken H und Wolf H, Atom - und Quantenphysik, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2004 (също и превод на английски език)

  7. Савельев И., Курс общей физики, том 3, Москва, “Наука”, 1987

  8. Шпольский Л., Атомная физика, т. 1 и 2, Москва, “Наука”, 1984

  9. А.Минкова, Б.Манушев, В.Гурев и Е.Добрева, Практикум по атомна и ядрена физика, Университетско изд. “ Св. Климент Охридски”, 2006

  10. Э. Вихман, Квантовая физика, Берклеевский курс физики, т. IV, Москва, “Наука”, 1986.

  11. Иванчев Н., Петров С., Христов Л., Физика, София, ДИ “Техника”, 1975

Съставили програмата:

Дата:14.04.2008 г.

/ доц. дфн Ана Пройкова/

/ доц. д-р Димитър Колев/

/ доц. д-р Венцислав Русанов/



/ доц. д-р Илко Русинов/


Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©obuch.info 2019
отнасят до администрацията

    Начална страница