Лабораторные работы

Рекомендуется решать задания в рамках своей специальности по темам, рассмотренным на практических занятиях

Учебная программа составлена в соответствии с дополнением к Государственному образовательному стандарту высшего профессионального образования по направлению подготовки: 210600 «Нанотехнология»

Казаков Константин Вячеславович, доктор ф.-м. н., профессор кафедры квантовой физики и нанотехнологий.

на заседании кафедры квантовой физики и нанотехнологий

Зав. кафедрой________________________________/Афанасьев А.Д./

Программа одобрена на заседании Методической комиссии ФТИ

Министерство образования и науки Российской Федерации

Иркутский государственный технический университет

Кафедра квантовой физики и нанотехнологий

Укрупненная группа направлений и специальностей	210000 Электронная техника, радиотехника и связь
Направление подготовки:	210600 Нанотехнология
Специальность:	210602 Наноматериалы
Специализация

Разработал: К. В. Казаков, доктор ф.-м. н., профессор кафедры квантовой физики и нанотехнологий

№ п.п.	На учебный год	ОДОБРЕНО на заседании кафедры	УТВЕРЖДАЮ заведующий кафедрой
		Протокол	Дата	Подпись	Дата
	20___-20___	№___	«__»_____20__г.		«__»_____20__г.
	20___-20___	№___	«__»_____20__г.		«__»_____20__г.
	20___-20___	№___	«__»_____20__г.		«__»_____20__г.
	20___-20___	№___	«__»_____20__г.		«__»_____20__г.
	20___-20___	№___	«__»_____20__г.		«__»_____20__г.

2010 г.
1. Объем дисциплины и виды учебной работы

Вид учебной работы	Всего часов	Семестр

Общая трудоемкость дисциплины			-
Аудиторные занятия			-
Лекции			-
Лабораторные работы	-	-	-
Практические занятия			-
Самостоятельная работа			-
Вид итогового контроля	экзамен	экзамен	-

№ пп	Раздел дисциплины	Лекции
	Повторение
	Повторение основ квантовой механики. Причины появления квантовой механики. Понятие квантового состояния. Свойства квантовых состояний. Сравнение евклидова и гильбертова пространства. Линейные операторы, их место в квантовой механике и свойства линейных операторов. Квантовые представления. Фундаментальный коммутатор. Неопределенность Гейзенберга. Уравнение Шредингера. Уравнение Гейзенберга. Момент импульса и его свойства. Спин и его свойства. Полный момент и его свойства. Водородоподобный атом. Состояния атомов. Гармонический осциллятор. Метод теории возмущений. Атом в электрическом и магнитном полях.
	Введение
1.1.	Виды движения в молекуле. Энергия молекулы (виды взаимодействий и их энергии внутри молекулы).	0.5
1.2.	Порядок величин энергии в молекуле (эмпирическая оценка величины энергий молекулы каждого типа; получение иерархического соотношения между ними).
1.3.	Явный вид электронно-колебательной энергии (разложение энергии по колебательной координате для двухатомного и многоатомного случаев). Кривая потенциальной энергии и ее основные особенности (минимум, поведение около нуля и бесконечности).
1.4.	Колебательно-вращательная энергия. Количество колебательных и вращательных степеней свободы.	0.5
1.5.	Гамильтониан молекулы с учетом всех возможных энергий.
	Основы молекулярной спектроскопии	3.5
2.1.	Электромагнитное излучение. Шкала электромагнитных волн. Спектральные области.	0.5
2.2.	Принцип работы спектрометра. Чувствительность и разрешающая сила спектрометра.
2.3.	Понятие спектра. Характеристики спектральной линии (положение линии, ширина линии, интенсивность).
2.4.	Спектры основных типов молекул (двухатомные молекулы, линейные молекулы, молекулы типа симметричного волчка, молекулы типа сферического волчка, молекулы типа асимметричного волчка) и их характерные особенности.
3.	Симметрия равновесной конфигурации молекул	5.5
3.1.	Геометрическая структура равновесной конфигурации (понятие равновесной конфигурации, геометрические параметры молекулы).	0.5
3.2.	Основные элементы симметрии (прямая, плоскость и центр симметрии).
3.3.	Группы симметрии (низшая, средняя и высшая группы симметрии).
3.4.	Группы низшей симметрии (описание, элементы, примеры).
3.5.	Группы средней симметрии (описание, элементы, примеры).
3.6.	Группы высшей симметрии (описание, элементы, примеры).
4.	Вращение молекул
4.1.	Понятие жесткой связи. Общие характеристики вращения (момент импульса, момент инерции). Переход в систему главных осей.
4.2.	Классификация молекул по типам вращения. Связь между типами вращения и симметрией молекул.	0.5
4.3.	Понятие вращательной постоянной. Некоторые параметры, описывающие асимметрию волчков.	0.5
4.4.	Вращение линейных молекул (энергия уровней, спектр, правила отбора, случай нежесткой связи).
4.5.	Вращение молекул типа сферического волчка (различия с линейной молекулой).	0.5
4.6.	Вращение молекул типа симметричного волчка (энергия уровней, спектр, правила отбора, случай нежесткой связи).
4.7.	Вращение молекул типа асимметричного волчка (энергия уровней, спектр, правила отбора, случай нежесткой связи).
4.8.	Приложения исследования вращения молекул (определение геометрических размеров молекул).	0.5
5.	Интенсивность
5.1.	Понятие интенсивности. Вывод выражения для интенсивности в случае спонтанного и вынужденного излучения. Коэффициенты Эйнштейна.
5.2.	Интенсивность в случае молекул типа симметричного волчка.
5.3.	Интенсивность в случае молекул типа асимметричного волчка.
6.	Колебания молекул: двухатомный случай
6.1.	Одномерный гармонический осциллятор. Различные типы координат. Введение операторов рождения и уничтожения. Вторичное квантование гармонического осциллятора. Спектр и состояния гармонического осциллятора.
6.2.	Влияние ангармоничности. Потенциал Данхэма. Потенциал Морзе. Связь между потенциалом Данхэма и Морзе.
6.3.	Энергия колебаний.
6.4.	Энергия диссоциации. Максимальное число колебательных уровней.
6.5.	Колебательно-вращательное взаимодействие. Ветви.
7.	Колебания молекул: многоатомный случай	2.5
7.1.	Классификация колебаний многоатомных молекул.	0.5
7.2.	Потенциал для энергии колебаний многоатомных молекул. Выбор колебательных координат.
7.3.	Колебательно-вращательное взаимодействие в многоатомных молекулах.
8.	Электронные спектры молекул	3.5
8.1.	Понятие электронного состояния. Химическая связь.	0.5
8.2.	Электронные состояния двухатомных молекул как целого. Обобщение на многоатомный случай.
8.3.	Характеристика отдельного электрона в молекуле; молекулярная электронная оболочка.
8.4.	Валентность