Тематично-змістовна частина курсу

ЗМ-1

Лекція 1. – 2 год.

Предмет та зміст атомної фізики. Значення атомної фізики в формуванні світогляду. Значення атомної фізики для практики. Значення атомної фізики для фахівців в галузі радіофізики і електроніки. Короткий історичний екскурс.

Лекція 2. – 2 год.

Відкриття корпускул. Досліди Міллікена. Маси атомів. Ізотопи. Релятивістськи та нерелятивістськи частинки. Рівняння руху релятивістських частинок. Розсіяння електронів розрідженими газами. Розсіювання частинок. Ефект Рамзауера.

Лекція 3. – 2 год.

Досліди Резерфорда. Планетарна модель атома і труднощі її пояснення на підставі класичних уявлень. Загальні характеристики атомних спектрів. Спектральні терми. Комбінаційний принцип Рідберга–Рітца. Досліди Франка і Герца. Визначення потенціалів збудження і потенціалів іонізації.

Лекція 4. – 2 год.

Постулати Бора. Рівні енергії та стаціонарні орбіти. Позитроній та мезоатом. Еліптичні орбіти. Головне та орбітальне квантові числа. Теорія Бора як проміжний етап у розвитку уявлень про будову атома.

Лекція 5. – 2 год.

Передумови пізнання хвильової природи матерії. Формула де Бройля. Експериментальне обґрунтування хвильової природи матерії. Дифракція та інтерференція частинок. Електронографія та нейтронографія.

Лекція 6. – 2 год.

Хвильова функція плоскої хвилі де Бройля. Хвильовий пакет як модель частинки. Фізичний зміст хвильової функції. Співвідношення невизначеностей. Часове та стаціонарне рівняння Шредінгера. Приклади розв’язання типових задач.

Лекція 7. – 2 год.

Теорія Шредінгера для атома водню. Фізичний зміст квантових чисел. Просторове квантування.

Лекція 8. – 2 год.

Правила відбору квантових чисел. Дозволені та заборонені спектроскопічні переходи.

Лекція 9. – 2 год.

Структура атомів лужних металів. Спектральні серії атомних спектрів лужних металів. Дублетна структура спектральних ліній.

Лекція 10. – 2 год.

Спін електрона. Сума моментів кількості руху. Тонка структура спектральних ліній. Надтонка структуру спектральних ліній.

Лекція 11. – 2 год.

Досліди Лемба-Різерфорда. Поняття про нульові коливання та поляризацію вакууму. Зсув Лемба для атому водню. Проста теорія зсуву Лемба. Зсув Лемба для гелію.

Практичне заняття 1. – 2 год.

1. Рух заряджених частинок в електричному і магнітному полях. Зв'язок між масою та енергією. Релятивістські та нерелятивістські частинки. Ефект Комптона.

Практичне заняття 2. – 2 год.

1. Хвильові властивості матерії. Співвідношення невизначеностей.

Практичне заняття 3. – 2 год.

1. Стаціонарне рівняння Шредінгера.

Практичне заняття 4. – 2 год.

1. Одновимірний рух.

Практичне заняття 5. – 2 год.

1. Розсіяння Резерфорда.

Практичне заняття 6. – 2 год.

1. Теорія воднеподібних атомів за Бором.

Практичне заняття 7. – 2 год.

1. Атомні спектри.

ЗМ-2

Лекція 12. – 2 год.

Рівняння Шредінгера для двохелектронного атома. Метод збурень. Принцип Паулі. Спектри атома гелію. Ортогелій та парагелій.

Лекція 13. – 2 год.

Теорія періодичної системи елементів.

Лекція 14. – 2 год.

Векторна модель атома. Нормальний та j-j зв'язок. Квантові числа складних атомів. Правила відбору. Тонка та надтонка структура спектральних ліній. Інтенсивність та ширина спектральних ліній.

Лекція 15. – 2 год.

Орбітальний та спіновий магнетизм. Просторове квантування. Гіромагнітні ефекти. Досліди Штерна-Герлаха. Ядерний магнетизм.

Лекція 16. – 2 год.

Ефект Зеємана. Ефект Пашена-Бака. Ефект Штарка.

Лекція 17. – 2 год.

Парамагнетизм та діамагнетизм речовини. Теорема Лармора. Циклотронний резонанс. Феромагнетики та ферити.

Лекція 18. – 2 год.

Нерівноважне випромінювання.

Лекція 19. – 2 год.

Характеристичні та неперервні рентгенівські спектри. Ефект Оже.

Лекція 20. – 2 год.

Іонний зв'язок. Ковалентний зв'язок. Сили Ван-дер-Ваальса. Металевий зв'язок. Водневий зв'язок. Метод валентного зв’язку. Метод молекулярних орбіталей. Гібридізація орбіталей.

Лекція 21. – 2 год.

Обертальні спектри молекул. Коливальні спектри молекул. Коливально-обертальні спектри..

Лекція 22. – 2 год.

Принцип Франка і Кондона. Молекулярне розсіяння світла.

Лекція 23. – 2 год.

Особливості твердих тіл. Теорема Блоха. Напівкласична динаміка електронів в полі періодичного потенціалу.

Лекція 24. – 2 год.

Зонна структура твердих тіл. Рівень та поверхня Фермі. Метали та діелектрики.

Лекція 25. – 2 год.

Електропровідність металів. Скін-ефект. Емісія електронів з поверхні твердих тіл.

Лекція 26. – 2 год.

Феромагнетизм. Динаміка руху намагніченості. Діа-, парамагнетизм. Магнітні домени та їх динаміка. Спінові хвилі. Спінова луна. Природа надпровідності. Ефекти Джозефсона.

Практичне заняття 8. – 2 год.

1. Спектри атомів лужних металів.

Практичне заняття 9. – 2 год.

1. Векторна модель атома.

Практичне заняття 10. – 2 год.

1. Тонка та надтонка структура атомних спектрів.

Практичне заняття 11. – 2 год.

1. Теорія періодичної системи елементів.

Практичне заняття 11. – 2 год.

1. Атом в електричному та магнітному полях.

Практичне заняття 12. – 2 год.

1. Атомний магнетизм.

Практичне заняття 13. – 2 год.

1. Рентгенівські спектри.

Практичне заняття 14. – 2 год.

1. Структура і класифікація молекул, їх енергетичних станів.

Практичне заняття 15. – 2 год.

1. Коливальна спектроскопія.

Практичне заняття 16. – 2 год.

1. Зонна структура твердих тіл.

Практичне заняття 17. – 2 год.

1. Електричні та магнітні властивості твердих тіл.