原子分子光谱与结构理论  021M1017H

学期:2017—2018学年(春)第二学期 | 课程属性:一级学科核心课 | 任课教师:钟志萍
授课时间: 星期四, 第1、2节
授课地点: 教1-114
授课周次: 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18
授课时间: 星期二, 第1、2节
授课地点: 教1-114
授课周次: 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18
课程编号: 021M1017H 课时: 60 学分: 4.0
课程属性: 一级学科核心课 主讲教师:钟志萍
英文名称: Theory of Atomic and Molecular Spectra and Structure

教学目的、要求

本课程为原子与分子物理及其相关专业硕士和博士研究生的专业基础课。主要内容为:(1)采用角动量理论和拉卡代数的方法讨论原子能级和波函数,从最简单的氢原子到复杂的多电子原子,把相应的原子结构与原子光谱结合起来讲述;(2)全面系统地讨论双原子及多原子分子的转动、振动和电子等光谱的基础知识,阐明光谱现象和分子内部结构的关系。通过本课程的学习,为进一步学习原子分子物理及从事专业研究打下基础。 

预修课程

量子力学和原子物理

教 材

1.郑乐民、徐庚武编著,《原子光谱与原子结构》,北京大学出版社,北京,1988。 
2.张允武,陆文庆,刘玉申编著,《分子光谱学》,中国科学技术大学出版社,合肥,1988

主要内容

1. 氢原子和类氢离子能级结构:10学时。
授课内容:氢原子和类氢离子能级结构;辐射与物质相互作用;电子自旋与精细结构;自旋轨道相互作用;狄拉克方程求解;超精细结构和同位素移动;兰姆线移;原子体系哈密顿量的量子场论表达式。
教学重点与难点:以氢原子为例,推导描述原子波函数的量子数:n,l,m的根源,具体阐明量子力学求解原子分子能级结构和光谱的,如何推广到复杂原子,将整个课程讲授内容有机联系,点出需要掌握的知识教学重点。
2. 多电子原子能级结构:6学时。
授课内容:多电子原子薛定鄂方程的建立,求能级的近似方法(定态微扰理论和变分法);量子力学多体问题及量子态的分类。
教学重点与难点:多体物理求解的数学基础及物理方法
3. 原子结构的自洽场计算:6学时。
授课内容:独立电子近似;哈特利-福克-斯莱特方程及自洽求解。
教学重点与难点:哈特利-福克-斯莱特方程及自洽求解
4. 静电非有心力作用:18学时。
授课内容:谱项及属于谱项的波函数:双电子组态情形与多电子组态;角动量理论;LS谱项的无耦合表象表示的波函数及用拉卡方法求能量;一价原子能级的精细结构;氦原子能级的精细结构;LS耦合与jj耦合;耦合的一般情形。
教学重点和难点:角动量理论,拉卡方法
5. 双原子分子电子、振动和转动光谱与结构:8学时。
授课内容:波恩-奥本海姆近似和势能曲线;双原子分子转动光谱与结构;双原子分子振动光谱与结构;双原子分子电子光谱与结构
教学重点和难点:波恩-奥本海姆近似
6. 多原子分子电子、振动和转动光谱与结构:12学时。
授课内容:分子点群;群表象理论;多原子分子转动能量和转动波函数;多原子分子转动光谱;多原子分子的振动光谱;多原子分子的电子光谱。

教学重点与难点:分子点群,群表象理论,及应用到多原子分子振动光谱的分析处理。
教学手段与方法:上课讲授为主。

考核方式:闭卷笔试


参考文献