Атомная спектроскопия
|
| Часть 1 | | |
| | 1. | Атом водорода
Введение. Модель Бора. Спектральные закономерности. Особенности кулоновского потенциала. Уравнение Шредингера. Радиальные и угловые волновые функции. Размерности, масштабирование. Вводное описание роли релятивистских поправок, сверхтонкого расщепления, лэмбовского сдвига.
|
| | 2. | Центральное поле
Приближение центрального поля. Уравнение Шредингера. Радиальные функции, асимптотика. Уровни энергии. Элементы теории самосогласованного поля. LS- и JJ связь. Термы. Термы систем эквивалентных и неэквивалентных электронов. Правило Гунда. Правило интервалов Ланде.
|
| | 3. | Тонкое расщепление
Гамильтониан системы с учетом релятивистских поправок. Спин-орбитальное взаимодействие. Тонкое расщепление в атоме водорода, вырождение по J в кулоновском поле. Масштабирование по Z, n.
|
| | 4. | Атомы щелочных элементов и гелия
Спектры щелочных атомов. Сериальные закономерности. Квантовый дефект. Спектры орто- и пара-гелия. Двухэлектронная волновая функция. Сравнение спектров орто- и парагелия.
|
| | 5. | Эффекты ядра. Сверхтонкое расщепление. Изотопический сдвиг. Эффект объема.
Сверхтонкое расщепление. Вклад магнитного момента и электрического квадрупольного момента. Изотопический сдвиг. Учет коррелированного движения электронов. Сдвиг энергии уровней, связанный с конечными размерами ядра. Определение радиуса протона. Мюонные атомы. Проблема постоянной Ридберга.
|
| | 6. | Элементы теории углового момента
Элементы теории углового момента. Сложение двух моментов. Симметрии пространства. Оператор бесконечно малого поворота. Коммутатор вектора с моментом. Собственные функции момента, матричные элементы. Задача сложения моментов. LS-связь и jj-связь. Переход от одного типа связи к другому, коэффициенты Клебша-Гордана. Сложение трех моментов. 6-j cимволы Вигнера, их свойства, примеры.
|
| | 7. | Правила отбора
Четность. Правила отбора для электрического дипольного излучения. Разложение поля по мультиполям. Правила отбора для мультипольного излучения. Относительные интенсивности.
|
| | 8. | Эффект Зеемана
Атом во внешнем магнитном поле. Оператор магнитного момента, гиромагнитное соотношение (g-фактор). g-Фактор в случае LS и jj связи. Одновременный учет эффекта Зеемана и сверхтонкого расщепления, формула Брейта-Раби. Линейный и нелинейный эффект Зеемана. Примеры.
|
| | 9. | Эффект Штарка
Атом во внешнем электрическом поле. Оператор взаимодействия. Случай двухуровневого атома. Квадратичный и линейный эффект Штарка. Эффект Штарка при наличии вырожденных уровней. Перемешивание уровней, время жизни 2s уровня в атоме водорода. Эффект Штарка в переменном поле. Оптическая дипольная ловушка.
|
| | 10. | Уравнение Дирака
Вывод релятивистски-инвариантного уравнения Дирака. Биспинорные функции. Точное решение, тонкое расщепление в атоме водорода. Предсказание существования позитрона.
|
| | 11. | Лэмбовский сдвиг
Понятие лэмбовского сдвига, разложение по альфа. Введение в диаграммную технику, однопетлевые поправки – собственная энергия, поляризация вакуума. Многопетлевые поправки. Поправки отдачи. Поправки на конечный размер ядра. Масштаб, скалирование по Z, альфа.
|
| Литература | | |
| | 1. | Введение в атомную спектроскопию/ Собельман И.И., М.:Наука, 1997. – 319 с. |
| | 2. | Теоретическая физика. Том 3. Квантовая механика. Нерелятивистская теория/ Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М., М.:Наука, 1989. – 786 с. |
| | 3. | Теоретическая физика. Том 2. Теория поля/ Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М., М.:Наука, 2003. |
| | 4. | Nonlinear Optics/ Boyd R.W., London: Academic Press, 2003/ -- 578 с |
| | 5. | Квантовая оптика/ Скалли М.О., Зубайри М.С., М.: Физматлит, 2003. – 512 с. |
| | 6. | Теоретическая физика. Том 4. Квантовая электродинамика/ Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М., М.:Наука, 2002. |