766326A Atomifysiikka 1 - Syksy 2013

Transkriptio

1 766326A Atomifysiikka 1 - Syksy 2013 Luennot n. 46 tuntia Torstaisin 8-10 sali IT116 Perjantaisin 8-10 sali L6 Poikkeuksia: to luento vain 8-9 to luento vain 8-9 to luento vain 8-9 Luennoitsija: Saana-Maija Huttula (saana.huttula@oulu.fi) Vastaanottoaika tiistaisin klo huone FY218 (ei laskutehtävien näyttöjä) Laskuharjoitukset 12 kpl Tiistaisin klo 8-10 salissa L8 (laskupäivä) (POIKKEUS sali PR119) Keskiviikkoisin klo salissa L8 (laskupäivä) (POIKKEUS sali PR102) Perjantaisin klo salissa L8 (laskupäivä) Laskareissa mukana: Teemu Pennanen ja Juho Keskinen Laskaritehtävät (ja kaikki muukin kurssimateriaali) löytyy Nopasta

2 Välikokeet Tiistaina klo 14 salissa L1 Tiistaina klo 14 salissa L1 Kurssin voi suorittaa välikokeilla vain, jos osallistuu aktiivisesti laskuharjoituksiin ja esittää laskupäivässä vähintään 83% (5/6) tehtävistä laskupäiväavustajalle. Päätekoe Tiistaina klo 14 salissa L1 (Loppukokeita 2 kpl kevään 2014 aikana) P Atomi- ja ydinfysiikka 3 op Ei luennoida enää erikseen, materiaali sama kuin AF I:n alkuosa. Päätekoe samaan aikaan Atomifysiikka I-kurssin ensimmäisen välikokeen kanssa. Päätekoe Tiistaina klo 14 salissa L1

3 Kurssikirja: Arthur Beiser: Concepts of Modern Physics McGraw-Hill International Editions, painos 5. tai 6. Kirjastosta tai edullisimmin Adlibris nettikaupasta (noin 51 eur) Kurssin 1. osa: kappaleet 1-5 ja osa kappaleista Kurssin 2. osa: kappaleet 6-8

4 Alustava kurssisuunnitelma syksy 2013: Vk 36 Vk 37 1 Johdantoa 2 Sähkömagneettisten aaltojen hiukkasominaisuudet 2.1. Sähkömagneettiset aallot 2.2. Mustan kappaleen säteily 2.3. Valosähköinen ilmiö 2.4. Valo? Aaltoja? 2.5. Röntgensäteily 2.6. Röntgensäteilyn diffraktio 2.7. Compton ilmiö 2.8. Parinmuodostus 2.9. Fotonin absorptio kooste 3 Materialististen hiukkasten aaltoluonne 3.1. de Broglie aallot 3.2. Aallon kuvaaminen 3.3. Todennäköisyyskäsite 3.4. Aallon vaihe- ja ryhmänopeudet 3.5. Hiukkasten diffraktio 3.6. Hiukkanen laatikossa 3.7. Vielä todennäköisyyskäsitteestä 3.8. Heisenbergin epätarkkuusperiaate 3.9. Epätarkkuusperiaatteen soveltaminen

5 Vk 38 4 Atomi 4.1. Atomin rakenne - ydin 4.2. Elektroniradat planeettamalli 4.3. Bohrin atomimalli 4.4. Vetyatomin energiatasot 4.5. Frankin ja Hertzin koe 4.6. Ytimen liike 4.7. Atomien spektrit 4.8. Vastaavuusperiaate 4.9. Atomien viritykset - esimerkkejä Laser Vk 39 5 Kvanttimekaniikkaa 5.1. Kvanttimekaniikka 5.2. Aaltofunktio 5.3. Aaltoyhtälö 5.4. Ajasta riippuva Schrödingerin yhtälö 5.5. Lineaarisuus ja superpositio 5.6. Odotusarvot 5.7. Operaattorit ja odotusarvot 5.8. Operaattorin ominaisfunktio ja ominaisarvot 5.9. Schrödingerin yhtälön aikariippuvuuden erottaminen

6 Vk 40 Vk Hiukkanen potentiaalikuopassa Äärellinen potentiaalikuoppa Tunneli-ilmiö Harmoninen oskillaattori 6 Ydinfysiikkaa 6.1. Ytimen rakenteesta 6.2. Ytimen ominaisuuksia 6.3. Stabiilit ytimet 6.4. Sidosenergia 6.5. Ydinvoimista 6.6. Radioaktiivisuus 6.7. Alfahajoaminen 6.8. Beetahajoaminen 6.9. Gammahajoaminen 6.10 Radioaktiiviset sarjat Ydinreaktioita Fissio Ydinvoima energian tuotannossa Fuusio 1. välikokeen alue loppuu tähän

7 Vk 42 Vk 43 Vk 44 Kertausta 1. välikokeen alueesta 7 Vedynkaltaisen atomin kvanttiteoria 7.1. Schrödingerin yhtälö vedynkaltaisella atomilla 7.2. Muuttujien erottaminen 7.3. Kvanttiluvut 7.7. Todennäköisyystiheys 7.8. Säteilevät siirtymät 7.9. Valintasäännöt Normaali Zeeman-ilmiö 8 Monielektroniset atomit 8.1. Elektronin spin 8.2. Kieltosääntö 8.3.Symmetriset ja antisymmetriset aaltofunktiot 8.4. Jaksollinen järjestelmä 8.5. Atomirakenne 7.6. Vielä jaksollisesta järjestelmästä 8.7. Spin-rata kytkentä 8.8. Kokonaisliikemäärämomentti

8 Vk 45 Vk 46 Vk Röntgenspektri + Auger siirtymät 9 Molekyylit 9.1. Molekyylisidos 9.2. H 2 + ioni 9.3. H 2 molekyyli 9.4. Monimutkaiset molekyylit 9.5. Rotaatioenergiatasot 9.6. Vibraatioenergiatasot 9.7. Molekyylien elektroniset spektrit Kertaus 2 vk:n alueesta Kysyttävää kurssiin liittyen? Muistakaa ilmoittautua!