Metody nowoczesnej spektroskopii molekularnej

Zaznajomienie słuchacza z problemami zaawansowanej spektroskopii molekularnej zarówno od strony teoretycznej, jak i doświadczalnej. Słuchacz poznaje zagadnienia przybliżeń w opisie struktur energetycznych molekuł, metody analizy stanów elektronowych, struktur oscylacyjnych i rotacyjnych, jak również sprzężenia momentów pędu w cząsteczkach dwuatomowych. Słuchacz jest także zaznajomiony z nowoczesnymi metodami spektroskopii molekularnej, włączając metody wykorzystujące promieniowanie synchrotronowe i spektroskopię femtosekundowych impulsów świetlnych.

podstawy mechaniki kwantowej, podstawy analizy matematycznej i algebry, wstęp do fizyki atomowej

uczestnictwo w wykładzie, egzamin lub zaliczenie na ocenę

Wykład to dwie części: teoretyczno-opisowa oraz krótki przegląd metod nowoczesnej spektroskopii molekularnej. W części teoretyczno-opisowej analizowane są stany elektronowe molekuł, podana jest klasyfikacja stanów elektronowych, analizowane są konfiguracje elektronowe, sprzężenia i oddziaływania w molekułach oraz przybliżone metody obliczania elektronowych funkcji falowych. Omówione są różnego rodzaju perturbacje oraz przypadki Hunda sprzężeń momentów pędu w molekule dwuatomowej. Analizowany jest kwantowo-mechaniczny opis rotacji i oscylacji, termy i potencjały dimerów. Omawiane są molekuły i klastery van der waalsowskie. Przedyskutowane są metody nowoczesnej spektroskopii molekularnej.

Wykład składa się z dwóch części: teoretyczno-opisowej oraz przeglądu metod nowoczesnej spektroskopii molekularnej. W części teoretyczno-opisowej analizowane są zagadnienia związane ze stanami elektronowymi molekuł (tj. przybliżenie Borna-Oppenheimera, przybliżenie adiabatyczne, potencjały i płaszczyzny molekularne oraz załamanie przybliżeń B-O i adiabatycznego), podana jest klasyfikacja stanów elektronowych, analizowane są konfiguracje elektronowe, sprzężenia i oddziaływania w molekułach oraz podane są przybliżone metody obliczania elektronowych funkcji falowych. Szczegółowo omówione są perturbacje: sprzężenie spin-orbita, zaburzenia rotacyjne, predysocjacja, autojonizacja, przejścia bezpromieniste oraz przypadki Hunda sprzężeń momentów pędu w molekule dwuatomowej. Analizowany jest kwantowo-mechaniczny opis rotacji i oscylacji w molekule dwuatomowej, termy i potencjały dimerów. Szczegółowo omawiane są molekuły i klastery van der waalsowskie. Przedyskutowane są metody nowoczesnej spektroskopii molekularnej: z użyciem promieniowania synchrotronowego, laserowa z modulowaną częstością, podwójnego rezonansu, z użyciem przejść wymuszonych oraz metody femtochemii.

1. G. Herzberg, Molecular spectra and molecular structure. I. Spectra of diatomic molecules (ang.)

2. W. Demtröder, Molecular physics (ang.)

3. J. I. Steinfeld, Molecules and radiation: an introduction to modern molecular spectroscopy (ang.)

4. P. W. Atkins, R.S. Friedmann, Molecular quantum mechanics (ang.)

5. J. M. Hollas, Modern spectroscopy (ang.)

6. H. Lefebvre, R.W. Field, Perturbations in the spectra of diatomic molecules (ang.)

7. H. Haken, H. C. Wolf, Fizyka molekularna z elementami chemii kwantowej (pol.)