Podstawy fizyki atomu

2 oceny

Autor:

Zofia Leś

Format:

pdf, ibuk

DODAJ DO ABONAMENTU

WYBIERZ RODZAJ DOSTĘPU

89,25  119,00

Format: pdf

 

Dostęp online przez myIBUK

WYBIERZ DŁUGOŚĆ DOSTĘPU

6,15

Wypożycz na 24h i opłać sms-em.
Brak wydruku.

89,25119,00

cena zawiera podatek VAT

ZAPŁAĆ SMS-EM

TA KSIĄŻKA JEST W ABONAMENCIE

Już od 19,90 zł miesięcznie za 5 ebooków!

WYBIERZ SWÓJ ABONAMENT

Wielu z nas wydaje się, że wie, jak wygląda atom: to kulka, dookoła której latają elektrony... O atomie da się powiedzieć bardzo dużo ciekawych rzeczy, o których nawet nie wspomniano nam w szkole...

Obok teorii względności fizyka atomu stanowi jedną z istotnych gałęzi fizyki współczesnej. W książce w sposób kompleksowy zostały omówione następujące zagadnienia:

• podejście Bohra do teorii atomu oraz podejście w mechanice kwantowej;
• podstawowe pojęcia mechaniki kwantowej oraz sposób opisu atomu wodoru w mechanice kwantowej;
• systematyka poziomów energetycznych atomów złożonych;
• zasada Pauliego;
• okresowy układ pierwiastków;
• zarys teorii promieniowania;
• struktura optycznych widm atomowych oraz liniowych widm rentgenowskich, a także wpływ jądra na strukturę widm atomowych;
• zachowanie atomu w polu magnetycznym oraz w polu elektrycznym;
• atomowa spektroskopia laserowa i fizyka zimnych atomów.

Publikacja została napisana z myślą o studentach i wykładowcach fizyki oraz chemii na różnych uczelniach, zarówno uniwersyteckich, jak i technicznych (politechniki).


Liczba stron628
WydawcaWydawnictwo Naukowe PWN
ISBN-13978-83-01-18014-0
Numer wydania1
Język publikacjipolski
Informacja o sprzedawcyePWN sp. z o.o.

Ciekawe propozycje

Spis treści

  Przedmowa XXI
  
  1. Wiadomości wstępne     1
  
  1.1. Przedmiot fizyki atomu     1
  1.2. Widma atomowe     3
  1.2.1. Charakterystyczne wielkości promieniowania atomowego     4
  A. Równanie fali elektromagnetycznej     4
  B. Długość fali – jednostki    5
  C. Częstość i liczba falowa – jednostki     6
  D. Energia – jednostki     7
  1.2.2. Rejestracja widm    10
  1.3. Widma emisyjne     12
  1.3.1. Widma liniowe, pasmowe i ciągłe – uwagi ogólne    12
  A. Widma liniowe    12
  B. Widma pasmowe     14
  C. Widma ciągłe    15
  1.3.2. Widma ciągłe – przykłady     15
  A. Promieniowanie ciała doskonale czarnego; wzór Plancka     15
  B. Promieniowanie termiczne i luminescencyjne     17
  C. Ciągłe promieniowanie optyczne     19
  D. Ciągłe promieniowanie rentgenowskie     19
  E. Promieniowanie synchrotronowe     21
  1.3.3. Widma absorpcyjne    23
  1.4. Początki spektroskopii atomowej     24
  1.4.1. Pierwsze pomiary spektroskopowe    24
  A. Linie Fraunhofera    24
  B. Rozwój techniki pomiarowej    25
  1.4.2. Pierwsze poszukiwania prawidłowości w widmach atomowych    26
  1.5. Serie widmowe    26
  1.5.1. Odkrycie Balmera    27
  1.5.2. Termy. Zasada kombinacji Ritza    27
  1.5.3. Serie wodorowe    28
  
  2. Stara teoria kwantów. Atom wodoru    30
  
  2.1. Bohra teoria atomu wodoru    30
  2.1.1. Prosty oscylator harmoniczny Plancka    30
  2.1.2. Pierwsze modele atomu    33
  A. Model Thomsona    33
  B. Model Rutherforda    33
  2.1.3. Postulaty kwantowe Bohra     34
  2.1.4. Wyprowadzenie wzoru Rydberga    35
  A. Energia stanu stacjonarnego     35
  B. Przejścia promieniste w atomie    37
  C. Stała Rydberga dla jądra nieruchomego     38
  D. Termy    39
  2.2. Graficzna ilustracja atomowych stanów energetycznych     39
  2.2.1. Kołowe orbity elektronowe w atomie wodoru     40
  2.2.2. Schemat poziomów energetycznych     40
  2.2.3. Stany nieskwantowane i widmo ciągłe atomów    42
  2.3. Widma jonów wodoropodobnych     43
  2.3.1. Serie widmowe jonów wodoropodobnych    43
  A. Spektroskopowe oznaczanie widm jonów    43
  B. Seria Pickeringa    43
  C. Widma jonów wodoropodobnych w teorii Bohra     44
  D. Ciężkie jony wodoropodobne     45
  2.3.2. Wpływ masy jądra na poziomy energetyczne atomów    46
  A. Masa zredukowana     46
  B. Izotopowy efekt masy     48
  C. Stała Rydberga atomu wodoru i jonów wodoropodobnych    49
  2.4. Doświadczalny dowód istnienia skwantowanych stanów energetycznych w atomach     49
  2.4.1. Zderzenia pierwszego i drugiego rodzaju    50
  A. Zderzenia pierwszego rodzaju    50
  B. Zderzenia drugiego rodzaju    50
  C. Zderzenia pierwszego i drugiego rodzaju w fizyce atomowej     50
  2.4.2. Doświadczenie Francka–Hertza     51
  2.5. Rozszerzenie teorii Bohra przez Sommerfelda    52
  2.5.1. Uogólnione warunki kwantowe Sommerfelda     53
  2.5.2. Orbity eliptyczne Sommerfelda    54
  2.5.3. Energia elektronu na torze eliptycznym     55
  A. Niezależność energii elektronu od kształtu elipsy     55
  B. Interpretacja liczb kwantowych n i k     55
  2.5.4. Subtelna struktura w widmie atomu wodoru według Sommerfelda     56
  A. Relatywistyczne rozszczepienie poziomów energetycznych w teorii Sommerfelda    56
  B. Stała struktury subtelnej     57
  C. Reguła wyboru dla azymutalnej liczby kwantowej     59
  2.6. Zasada odpowiedniości     61
  2.6.1. Nieciągłość wartości wielkości fizycznych w mikro- i makroświecie    61
  A. Moment pędu    61
  B. Częstość promieniowania atomu    62
  2.6.2. Sformułowanie zasady odpowiedniości     62
  2.7. Wady i zalety starej teorii kwantów     63
  2.7.1. Wady starej teorii kwantów    63
  2.7.2. Zakres stosowalności starej teorii kwantów    64
  2.7.3. Zalety starej teorii kwantów     64
  
  3. Odkrycie mechaniki kwantowej    65
  
  3. Odkrycie mechaniki kwantowej    65
  3.1. Wprowadzenie    65
  3.1.1. Teorie kwantowe Heisenberga i Schrödingera     65
  3.1.2. Obecny status mechaniki kwantowej     66
  3.1.3. Mechanika kwantowa w niniejszym podręczniku     67
  3.2. Dualizm falowo-korpuskularny    67
  3.2.1. Falowa natura promieniowania elektromagnetycznego     68
  A. Interferencja    68
  B. Interferometr Fabry’ego–Pérota    70
  C. Dyfrakcja na wąskiej szczelinie     79
  D. Doświadczenie Younga z dwiema szczelinami    80
  E. Siatka dyfrakcyjna    81
  3.2.2. Falowa natura promieniowania rentgenowskiego    85
  A. Podstawy teoretycznej analizy dyfraktogramów rentgenowskich     85
  B. Metody otrzymywania dyfraktogramów rentgenowskich     86
  C. Bezwzględny pomiar długości fali promieniowania rentgenowskiego     88
  3.2.3. Korpuskularna natura promieniowania     88
  A. Zjawisko fotoelektryczne    88
  B. Zjawisko Comptona    90
  3.2.4. Hipoteza de Broglie’a. Fale materii    93
  3.2.5. Doświadczalne dowody falowych własności materii     94
  3.2.6. Dualizm falowo-korpuskularny – podsumowanie wyników doświadczalnych     96
  3.3. Równanie Schrödingera    97
  3.3.1. „Wyprowadzenie” równania Schrödingera    98
  A. Cząstka swobodna, ruch jednowymiarowy    98
  B. Cząstka swobodna, ruch trójwymiarowy     99
  C. Cząstka w potencjalnym polu sił    100
  3.3.2. Uwagi o równaniu Schrödingera zależnym od czasu    100
  A. Separacja zmiennych przestrzennych i czasowych    100
  B. Czasowe równanie Schrödingera    101
  C. Równanie Schrödingera niezależne od czasu     101
  D. Ewolucja funkcji stanu w czasie     102
  3.3.3. Równanie Schrödingera jako równanie na wartości własne    102
  A. Wprowadzenie    102
  B. Zagadnienia własne w fizyce klasycznej    102
  C. Ogólne własności równań własnych     103
  D. Operatorowa postać równań Schrödingera    104
  3.3.4. Operatory składowych pędu i współrzędnych położenia    104
  A. Tworzenie operatorów w mechanice kwantowej    104
  B. Operatory składowych pędu     105
  C. Operatory współrzędnych położenia    105
  
  4. Podstawowe pojęcia mechaniki kwantowej    106
  
  4.1. Formalne przejście od mechaniki klasycznej do kwantowej     106
  4.2. Fizyczna interpretacja mechaniki kwantowej    106
  4.2.1. Fizyczne znaczenie wartości własnych    107
  A. Operatory wielkości fizycznych     107
  B. Algebra operatorów hermitowskich; komutatory     109
  4.2.2. Ogólne własności funkcji falowych     113
  A. Probabilistyczna interpretacja funkcji falowej     113
  B. Normalizacja funkcji falowej     115
  C. Funkcje falowe ortogonalne i ortonormalne     116
  D. Własności funkcji własnych     116
  4.2.3. Wartości oczekiwane    119
  A. Wartości oczekiwane w fizyce klasycznej    119
  B. Wartości oczekiwane w mechanice kwantowej     120
  C. Obliczanie wartości oczekiwanych     121
  D. Twierdzenie Ehrenfesta    123
  E. Stałe ruchu i prawa zachowania    125
  4.2.4. Zasada nieokreśloności Heisenberga     125
  A. Sformułowanie zasady nieokreśloności Heisenberga     125
  B. Wyprowadzenie zasady nieokreśloności Heisenberga     126
  C. Fale monochromatyczne i pakiety fal materii    130
  D. Doświadczenie z podwójną szczeliną     135
  E. Zasada nieokreśloności w mikro- i makrofizyce     136
  F. Uwagi końcowe     137
  4.3. Mechanika kwantowa w notacji Diraca     138
  4.3.1. Przestrzeń wektorowa    138
  4.3.2. Przestrzeń Hilberta     139
  4.3.3. Notacja Diraca    141
  A. Symbole ket i bra    141
  B. Operatory    142
  C. Wektory własne i reprezentacje    143
  4.3.4. Macierzowa reprezentacja mechaniki kwantowej     146
  A. Elementy macierzowe     146
  B. Macierze hermitowskie     146
  C. Macierze diagonalne     147
  D. Macierze niediagonalne    147
  E. Macierzowy zapis iloczynu skalarnego    148
  
  5. Atom wodoru w mechanice kwantowej     149
  
  5.1. Przykłady stosowania metod rachunkowych mechaniki kwantowej     149
  5.1.1. Zagadnienie własne energii cząstki swobodnej     149
  5.1.2. Zagadnienie własne składowej momentu pędu    150
  A. Wartości własne operatora składowej momentu pędu     150
  B. Funkcje własne operatora składowej momentu pędu     151
  5.1.3. Zagadnienie własne kwadratu momentu pędu     152
  A. Wartości własne operatora kwadratu momentu pędu    152
  B. Funkcje własne operatora kwadratu momentu pędu    154
  5.1.4. Zagadnienie własne energii atomu wodoru     155
  A. Energia całkowita układu dwu cząstek    155
  B. Wartości własne operatora energii atomu wodoru     157
  C. Funkcje własne operatora energii atomu wodoru     159
  D. Symbolika stanów kwantowych elektronu     161
  5.2. Kwantowomechaniczny obraz atomu wodoru    161
  5.2.1. Unormowana pełna funkcja własna operatora energii    161
  5.2.2. Zależność φ*φ od kąta ϕ    163
  5.2.3. Zależność Θ*Θ od kąta ϑ     163
  5.2.4. Zależność R*R od promienia r     164
  5.2.5. Ogólny przebieg funkcji Ψ*Ψ     166
  5.3. Orbitalny moment magnetyczny elektronu    167
  5.3.1. Orbitalny moment magnetyczny elektronu według fizyki klasycznej    167
  5.3.2. Orbitalny moment magnetyczny elektronu w mechanice kwantowej     168
  5.3.3. Stosunek giromagnetyczny dla orbitalnego ruchu elektronu     169
  5.4. Wektorowy model atomu i kwantowanie kierunkowe wektora momentu pędu     169
  5.4.1. Precesja Larmora    169
  5.4.2. Wektor momentu pędu w modelu wektorowym    171
  5.4.3. Kwantowanie kierunkowe wektora orbitalnego momentu pędu    171
  5.5. Spin i spinowy moment magnetyczny elektronu    172
  5.5.1. Liczby kwantowe spinu elektronu    173
  5.5.2. Spinowy moment magnetyczny elektronu     174
  A. Związek spinowego momentu magnetycznego ze spinem     174
  B. Kwantowanie kierunkowe wektora spinu     175
  C. Spinowy stosunek giromagnetyczny    175
  5.5.3. Elektronowy czynnik ge     176
  A. Definicja czynnika ge    176
  B. Czynnik ge – konfrontacja teorii i doświadczenia    177
  5.5.4. Funkcje falowe elektronu z uwzględnieniem spinu. Operatory spinu     180
  A. Schrödingerowskie funkcje falowe ze spinem     180
  B. Równanie własne operatora spinu    180
  C. Relacje komutacyjne dla spinu     181
  D. Macierze spinowe Pauliego; spinory    182
  E. Spin a fizyka relatywistyczna     185
  
  6. Systematyka poziomów energetycznych atomów wieloelektronowych     187
  
  6.1. Problem atomu wieloelektronowego w mechanice kwantowej    187
  6.1.1. Rachunek zaburzeń     188
  6.1.2. Przybliżenie pola centralnego    190
  6.2. Równanie Schrödingera w przybliżeniu pola centralnego     192
  6.2.1. Przybliżenie jednoelektronowe    192
  6.2.2. Systematyka kwantowych stanów elektronowych w polu centralnym    193
  6.2.3. Konfiguracja elektronowa    194
  6.2.4. Samouzgodnione pole Hartree’ego     195
  6.3. Dodawanie momentów pędu w mechanice kwantowej    196
  6.3.1. Wypadkowy orbitalny moment pędu atomu wieloelektronowego     196
  6.3.2. Wypadkowy spin atomu wieloelektronowego     198
  6.3.3. Dodawanie momentów pędu według modelu wektorowego     199
  6.4. Całkowity moment pędu powłoki elektronowej atomu    200
  6.4.1. Całkowity moment pędu powłoki atomu jednoelektronowego    200
  6.4.2. Całkowity moment pędu powłoki elektronowej atomu o wielu elektronach    201
  A. Sprzężenie L-S (sprzężenie Russela–Saundersa)     201
  B. Sprzężenie j-j    201
  C. Liczba wartości liczby kwantowej J w sprzężeniu L-S i j-j     202
  6.4.3. Stosunki energetyczne w przybliżeniu sprzężeń L-S i j-j    203
  A. Niecentralna część oddziaływania kulombowskiego i oddziaływanie spin-orbita     203
  B. Przybliżenie sprzężenia L-S i j-j     205
  6.5. Cechy charakterystyczne przybliżenia sprzężenia L-S     206
  6.5.1. Termy LS i struktura p rosta p oziomów e nergetycznych w schemacie L-S     207
  A. Symbole literowe termów LS    207
  B. Krotność termów LS     207
  C. Przykłady znajdowania symboli termów LS    208
  6.5.2. Subtelna struktura termów LS i poziomy LSJ     209
  A. Oddziaływanie spin-orbita w przybliżeniu wiązania L-S    209
  B. Poprawka do energii wynikająca z oddziaływania spin-orbita     209
  C. Przykłady znajdowania symboli poziomów LSJ    210
  D. Multiplety struktury subtelnej    210
  6.5.3. Względne położenia poziomów energetycznych w sprzężeniu L-S    211
  A. Reguła Hunda    211
  B. Reguła odległościowa (interwałów)    212
  C. Waga statystyczna poziomu energetycznego     213
  D. Środek ciężkości multipletu    213
  E. Multiplety regularne i odwrócone    214
  F. Struktura subtelna termów na przykładzie konfiguracji nsnp     214
  6.6. Cechy charakterystyczne przybliżenia sprzężenia j-j    214
  6.6.1. Termy jj i struktura prosta poziomów energetycznych w schemacie j-j    214
  6.6.2. Struktura subtelna termów jj; poziomy jjJ     216
  6.6.3. Występowanie wiązania j-j w strukturach atomowych     217
  6.7. Sprzężenie L-S i j-j w modelu wektorowym    218
  6.8. Magnetyczny moment powłoki elektronowej związany z jej całkowitym momentem pędu     219
  6.8.1. Atom jednoelektronowy: związek między wektorami μ oraz j    219
  6.8.2. Atom wieloelektronowy: związek między wektorami μ i J w sprzężeniu L-S    221
  6.8.3. Atom wieloelektronowy: związek między wektorami μ i J w sprzężeniu j-j     223
  6.9. Reprezentacje atomowych stanów kwantowych    224
  6.9.1. Reprezentacje kwantowych stanów elektronów atomowych     224
  6.9.2. Reprezentacje kwantowych stanów układów wieloelektronowych     225
  
  7. Zasada Pauliego. Okresowy układ pierwiastków     227
  
  7.1. Zasada wykluczenia Pauliego     227
  7.1.1. Zasada wykluczenia w sformułowaniu Pauliego     227
  7.1.2. Własności zespołów identycznych cząstek elementarnych     228
  A. Zasada nierozróżnialności cząstek elementarnych     228
  B. Symetria operatorów obserwabli względem przestawiania cząstek     228
  C. Zwyrodnienie wymienne    228
  D. Status symetryczności funkcji falowych względem przestawiania cząstek     230
  E. Zasada zachowania statusu symetryczności funkcji falowej     230
  F. Funkcje falowe układów elektronowych    231
  G. Niemieszanie się stanów o różnym statusie symetryczności     232
  H. Fermiony i bozony    233
  7.1.3. Kwantowomechaniczne sformułowanie zasady wykluczenia Pauliego     234
  7.1.4. Samouzgodnione pole Hartree’ego–Focka     234
  7.2. Konsekwencje zasady Pauliego dla struktury atomów    236
  7.2.1. Powłokowa struktura atomów    236
  A. Maksymalne liczby elektronów równoważnych    236
  B. Stan podstawowy atomu     237
  C. Zamknięte powłoki nl     238
  7.2.2. Termy elektronów równoważnych     238
  A. Termy elektronów równoważnych a zasada Pauliego    238
  B. Ogólna metoda znajdowania termów elektronów równoważnych     239
  C. Multiplety normalne i odwrócone a liczba elektronów w powłoce nl     241
  7.2.3. Zależność energii oddziaływania elektrostatycznego od liczb kwantowych L i S     242
  A. Antysymetryczne funkcje falowe elektronów atomu helu     242
  B. Stany singletowe i trypletowe atomu helu    244
  C. Poprawki pierwszego rzędu do energii stanów kwantowych atomu helu    244
  7.3. Okresowy układ pierwiastków     246
  7.3.1. Ogólna budowa okresowego układu pierwiastków    247
  A. Cechy charakterystyczne okresowego układu pierwiastków     247
  B. „Idealna” a rzeczywista struktura układu okresowego pierwiastków    253
  C. Gazy szlachetne i alkalia    254
  7.3.2. Szczegółowa struktura okresowego układu pierwiastków    256
  A. Okres pierwszy: 1H i 2He    256
  B. Okres drugi: 3Li – 10Ne     257
  C. Okres trzeci: 11Na – 18Ar     258
  D. Okres czwarty: 19K – 36Kr     259
  E. Okres piąty: 37Rb – 54Xe    259
  F. Okres szósty: 55Cs – 86Rn    260
  G. Okres siódmy: 87Fr – 294118     260
  7.3.3. Pierwiastki promieniotwórcze    261
  A. Czasy życia pierwiastków promieniotwórczych    261
  B. Naturalne pierwiastki promieniotwórcze     261
  C. Pierwiastki wytwarzane sztucznie. Transuranowce    262
  D. Pierwiastki transfermowe     263
  7.4. Energetyczna kolejność wewnętrznych powłok elektronowych w atomach    266
  7.5. Kwantowomechaniczny obraz atomu o wielu elektronach    268
  
  8. Zarys teorii promieniowania     270
  
  8.1. Wprowadzenie    270
  8.2. Promieniowanie elektryczne dipolowe     270
  8.2.1. Promieniowanie klasycznego dipola elektrycznego    270
  8.2.2. Elektryczno-dipolowe promieniowanie atomu według mechaniki kwantowej     272
  A. Elektryczny moment dipolowy atomu w mechanice kwantowej     272
  B. Status elektrycznego dipolowego momentu atomu w czasie     273
  C. Moc linii widmowej    274
  D. Siła linii widmowej     275
  E. Względne natężenia linii widmowych    276
  8.2.3. Współczynniki Einsteina określające prawdopodobieństwa przejść     278
  8.2.4. Siła oscylatora     281
  A. Sens fizyczny siły oscylatora    281
  B. Zespolony współczynnik załamania    282
  C. Związek siły oscylatora ze współczynnikiem Einsteina dla absorpcji     286
  D. Reguły sum dla sił oscylatorów    287
  8.3. Promieniowanie multipolowe     288
  8.3.1. Retardacja fali elektromagnetycznej    288
  8.3.2. Elektryczne i magnetyczne układy multipolowe     290
  A. Statyczne multipole elektryczne     290
  B. Statyczne multipole magnetyczne    291
  C. Polowość i promieniowanie multipoli     292
  8.3.3. Multipolowe promieniowanie atomów     292
  A. Przybliżenie elektryczno-dipolowe    292
  B. Dalsze wyrazy rozwinięcia multipolowego    293
  C. Promieniowanie M1 i E2    293
  8.4. Reguły wyboru     297
  8.4.1. Reguły wyboru w starej i nowej teorii kwantowej    297
  8.4.2. Reguły wyboru związane z prawem zachowania momentu pędu     298
  A. Reguły wyboru dla liczb kwantowych całkowitego momentu pędu    298
  B. Reguły wyboru dla kwantowej liczby orbitalnej l    301
  C. Reguły wyboru o wąskim zakresie działania     301
  D. Polaryzacyjne reguły wyboru     302
  8.4.3. Reguły wyboru związane z parzystością funkcji falowych    302
  A. Parzystość funkcji falowych     302
  B. Reguła Laporte’a     304
  8.4.4. Zestawienie reguł wyboru dla promieniowania E1, M1 i E2     306
  8.5. Szerokość linii widmowych    308
  8.5.1. Naturalna szerokość linii widmowej    308
  A. Naturalna szerokość linii widmowej według elektrodynamiki klasycznej     308
  B. Naturalna szerokość linii widmowej w mechanice kwantowej;czas życia stanów kwantowych    311
  C. Naturalna szerokość linii a prawdopodobieństwa przejść    312
  D. Stany metatrwałe    313
  E. Autojonizacja    314
  8.5.2. Wpływ czynników zewnętrznych na szerokość linii widmowej     315
  A. Poszerzenie dopplerowskie     315
  B. Poszerzenie ciśnieniowe     320
  C. Poszerzenie starkowskie     320
  D. Poszerzenie zderzeniowe (ze ściankami źródła)    321
  E. Poszerzenie związane z czasem przelotu     321
  
  9. Ogólna struktura optycznych widm atomowych     322
  
  9.1. Serie widmowe atomów i jonów o konfiguracji podstawowej ns    322
  9.1.1. Fenomenologiczny opis widmowych serii alkaliów    322
  A. Geneza symboliki termów LS     322
  B. Defekt kwantowy    324
  9.1.2. Modelowe objaśnienie widmowych serii alkaliów    325
  A. Rola zamkniętych powłok elektronowych w alkaliach    325
  B. Orbity zanurzające się     326
  C. Orbity niezanurzające się    328
  9.1.3. Serie widmowe atomów o konfiguracji podstawowej ns w mechanice kwantowej     328
  9.1.4. Widma jonów alkalipodobnych    333
  9.1.5. Efektywny ładunek jądra     333
  9.1.6. Szeregi izoelektronowe; diagramy Bohra–Costera (Moseleya)    334
  9.2. Serie widmowe atomów i jonów o konfiguracjach podstawowych innych niż ns     335
  9.2.1. Serie widmowe atomów i jonów o konfiguracji podstawowej ns2     336
  9.2.2. Serie widmowe pierwiastków trzeciej i dalszych kolumn układu okresowego     340
  9.3. Subtelna struktura w widmach atomów wieloelektronowych     342
  9.3.1. Multiplety sprzężenia L-S    342
  A. Multiplet jako zbiór linii widmowych    342
  B. Multiplety proste     343
  C. Multiplety złożone    343
  9.3.2. Subtelna struktura serii widmowych atomów wieloelektronowych w sprzężeniu L-S    344
  9.3.3. Stosunki sił linii widmowych i ich natężeń wewnątrz multipletów LS     346
  A. Reguła sum dla sił linii widmowych    346
  B. Względne natężenia linii widmowych a reguła sum    348
  9.3.4. Subtelna struktura linii widmowych w sprzężeniu j-j i pośrednim    350
  9.4. Subtelna struktura w widmie atomu wodoru     351
  9.4.1. Subtelna struktura linii wodorowych według mechaniki kwantowej     351
  9.4.2. Przesunięcie Lamba    356
  A. Odkrycie i pomiary klasycznego przesunięcia Lamba w wodorze    356
  B. Teoretyczne wyjaśnienie przesunięcia Lamba     358
  C. Przesunięcie Lamba podstawowego stanu atomu wodoru     359
  D. Przesunięcie Lamba w jonach wodoropodobnych    360
  9.5. Optyczne przejścia wzbronione    361
  9.5.1. Przejścia wzbronione a stany metatrwałe    361
  9.5.2. Obserwacje spontanicznego promieniowania M1 i E2 w widmach optycznych    362
  A. Linie wzbronione w badaniach astrofizycznych    362
  B. Wzbronione linie widmowe w badaniach laboratoryjnych    363
  9.5.3. Optyczne przejścia wymuszone     363
  
  10. Struktura liniowych widm rentgenowskich     365
  
  10.1. Wprowadzenie    365
  10.1.1. Powstawanie liniowego widma rentgenowskiego    365
  10.1.2. Ogólna charakterystyka liniowego widma promieni Röntgena     365
  A. Symbolika widm rentgenowskich     365
  B. Struktura widm rentgenowskich w porównaniu z optycznymi     366
  10.2. Prawo Moseleya dla widm rentgenowskich     367
  10.2.1. Sformułowanie i znaczenie prawa Moseleya     367
  10.2.2. Termy rentgenowskie; diagramy Bohra–Costera    369
  10.3. Prosta i subtelna struktura widm rentgenowskich     371
  10.3.1. Prosta i subtelna struktura termów rentgenowskich    371
  10.3.2. Atomowe przejścia rentgenowskie     372
  10.4. Schematy rentgenowskich poziomów energetycznych    373
  10.4.1. Porównanie optycznych i rentgenowskich poziomów energetycznych     373
  10.4.2. Schematy rentgenowskich poziomów energii wzbudzenia atomu     374
  10.4.3. Schematy rentgenowskich poziomów energii wiązania atomu     376
  10.5. Atomowa absorpcja promieniowania rentgenowskiego     378
  10.5.1. Rentgenowskie widma absorpcyjne     378
  A. Powstawanie i struktura widm absorpcyjnych     378
  B. Spektroskopia fotoelektronów rentgenowskich    379
  10.5.2. Elektrony Augera    380
  10.6. Rentgenowskie promieniowanie atomów egzotycznych    381
  10.6.1. Ogólne cechy atomów egzotycznych     383
  10.6.2. Atomy mionowe    386
  10.6.3. Atomy hadronowe    388
  
  11. Wpływ jądra na strukturę widm atomowych    390
  
  11.1. Wprowadzenie    390
  11.2. Nadsubtelna struktura linii widmowych    391
  11.2.1. Multipole jądrowe     391
  11.2.2. Spin jądra i moment pędu całego atomu    392
  11.2.3. Magnetyczny moment dipolowy jądra     394
  11.2.4. Magnetyczne oddziaływanie jądra z powłoką elektronową    395
  A. Stała struktury nadsubtelnej     395
  B. Hipermultiplet jako zbiór podpoziomów struktury nadsubtelnej    397
  C. Hipermultiplet jako zbiór linii widmowych     398
  11.2.5. Wyznaczanie spinu i magnetycznego momentu jądra ze struktury nadsubtelnej    398
  A. Metody wyznaczania spinu jądra z nadsubtelnej struktury linii widmowych     398
  B. Przykłady wyznaczania spinu jądra z nadsubtelnej struktury linii widmowych     399
  C. Wyznaczenie magnetycznych dipolowych momentów jąder ze struktury nadsubtelnej    401
  11.2.6. Wpływ elektrycznego kwadrupolowego momentu jądra na strukturę nadsubtelną     401
  11.2.7. Wpływ momentów jądrowych M3 i E4 na strukturę nadsubtelną    404
  11.3. Efekt izotopowy w optycznych widmach atomowych     405
  11.3.1. Ogólna charakterystyka atomowego efektu izotopowego     405
  11.3.2. Izotopowe efekty masowe    407
  A. Normalny efekt masy w atomach jednoelektronowych     407
  B. Efekty masowe w atomach wieloelektronowych. Specyficzny efekt masy    408
  11.3.3. Izotopowe efekty pola    413
  A. Izotopowy efekt objętościowy    413
  B. Izotopowy efekt kształtu    416
  11.3.4. Wykres Kinga     417
  11.3.5. Separacja efektów masowych i polowych    420
  A. Separacja efektów masowych i polowych w widmach optycznych     420
  B. Separacja efektów masowych i polowych w widmach rentgenowskich     420
  11.4. Egzotyczne atomy dwucząstkowe    422
  11.4.1. Mionium     422
  11.4.2. Pozytonium     424
  
  12. Atom w polu magnetycznym     429
  
  12.1. Ogólna charakterystyka efektu Zeemana     429
  12.1.1. Efekt Zeemana w fizyce klasycznej i kwantowej    429
  12.1.2. Szczególne przypadki efektu Zeemana    430
  12.2. Normalny efekt Zeemana     431
  12.2.1. Zeemanowskie rozszczepienie poziomów singletowych     431
  12.2.2. Zeemanowskie rozszczepienie linii singletowych; normalny tryplet Lorentza     432
  12.3. Anomalny efekt Zeemana     434
  12.3.1. Rozszczepienie poziomów energetycznych w anomalnym efekcie Zeemana     434
  12.3.2. Rozszczepienie linii widmowych w anomalnym efekcie Zeemana     435
  12.4. Efekt Paschena–Backa    438
  12.4.1. Normalny tryplet Lorentza w efekcie Paschena–Backa    439
  12.4.2. Struktura subtelna efektu Paschena–Backa     440
  12.4.3. Rozszczepienie linii widmowych w efekcie Paschena–Backa    440
  12.5. Efekt Zeemana w przypadku pól pośrednich     443
  12.6. Efekt Zeemana struktury nadsubtelnej    444
  12.6.1. Efekt Zeemana struktury nadsubtelnej: słabe pole magnetyczne    444
  12.6.2. Efekt Backa–Goudsmita: silne pole magnetyczne (efekt Zeemana struktury nadsubtelnej)    445
  12.7. Efekt Zeemana linii wzbronionych     448
  12.7.1. Reguły polaryzacyjne dla promieniowania E1, M1 i E2    448
  12.7.2. Reguły polaryzacyjne a identyfikacja przejść wzbronionych    449
  12.8. Doświadczenie Sterna–Gerlacha    450
  12.8.1. Przebieg doświadczenia Sterna–Gerlacha     450
  12.8.2. Interpretacja doświadczenia Sterna–Gerlacha     451
  12.9. Metody rezonansowe w fizyce atomu     452
  12.9.1. Rezonans magnetyczny    453
  A. Rezonans magnetyczny w obrazie klasycznym     453
  B. Rezonans magnetyczny w obrazie kwantowym     455
  C. Zastosowania rezonansu magnetycznego     455
  12.9.2. Podwójny rezonans optyczny. Pompowanie optyczne     456
  A. Podwójny rezonans w badaniach atomowych stanów wzbudzonych    456
  B. Podwójny rezonans w badaniach atomowych stanów podstawowych. Pompowanie optyczne    458
  12.9.3. Rezonans magnetyczny w wiązce atomowej     461
  A. Rezonansowa metoda Rabiego     461
  B. Metoda Ramseya rozdzielonych pól zmiennych    463
  C. Atomowy zegar cezowy    465
  
  13. Atom w polu elektrycznym    468
  
  13.1. Odkrycie efektu Starka     468
  13.2. Ogólna charakterystyka efektu Starka     469
  13.2.1. Degeneracja stanów kwantowych w efekcie Starka     470
  13.2.2. Reguły polaryzacyjne w efekcie Starka     470
  13.2.3. Zależność rozszczepienia starkowskiego od głównej liczby kwantowej     471
  13.2.4. Ogólna teoria efektu Starka    471
  13.2.5. Indukowany elektryczny moment dipolowy atomu     474
  13.3. Efekt Starka w wodorze i jonach wodoropodobnych     474
  13.3.1. Silne pole elektryczne     475
  A. Rozszczepienia starkowskie w silnym polu elektrycznym    475
  B. Liniowy efekt Starka     476
  13.3.2. Bardzo silne pole elektryczne    479
  A. Kwadratowy efekt Starka    479
  B. Jonizacja polowa i autojonizacja poprzez zjawisko tunelowe    480
  13.3.3. Słabe pole elektryczne    482
  13.3.4. Bardzo słabe pole elektryczne    483
  13.4. Efekt Starka w atomach wieloelektronowych    484
  13.4.1. Słabe pole elektryczne    485
  13.4.2. Silne pole elektryczne     486
  13.4.3. Bardzo silne pole elektryczne    487
  
  14. Atomowa spektroskopia laserowa     488
  
  14.1. Fizyczne podstawy działania laserów    488
  14.1.1. Odkrycie laserów    488
  14.1.2. Ogólne warunki wywołania akcji laserowej    489
  A. Promieniowanie wymuszone    489
  B. Absorpcja i spontaniczna emisja promieniowania     489
  C. Podstawowe elementy lasera    490
  14.1.3. Laser helowo-neonowy     490
  A. Inwersja populacji poziomów energetycznych     490
  B. Rezonator optyczny; modowa struktura promieniowania laserowego    491
  14.1.4. Promieniowanie laserowe     495
  A. Cechy charakterystyczne promieniowania laserowego    495
  B. Spójność    495
  C. Monochromatyczność     497
  D. Ukierunkowanie    499
  E. Gęstość mocy    499
  F. Statystyczne własności promieniowania    500
  14.2. Atomowa spektroskopia laserowa; optyka nieliniowa     503
  14.2.1. Bezdopplerowska spektroskopia nasyceniowa     503
  A. Zjawisko nasycenia i współczynnik absorpcji     503
  B. Dziura Bennetta i dip Lamba    506
  C. Dip Lamba rejestrowany przeciwbieżną wiązką sondującą     508
  D. Pik Lamba, czyli odwrócony dip Lamba    509
  14.2.2. Spektroskopia wielofotonowa     511
  A. Wprowadzenie     511
  B. Podwajanie częstości fali elektromagnetycznej     512
  C. Wzbudzenie wielofotonowe    513
  D. Bezdopplerowska spektroskopia dwufotonowa    514
  E. Optyczny grzebień częstości     516
  F. Pomiar przejścia 1S–2S w wodorze    520
  14.3. Atomy rydbergowskie     522
  14.3.1. Ogólne własności atomów rydbergowskich     523
  14.3.2. Wytwarzanie i detekcja stanów rydbergowskich     525
  14.3.3. Atomy rydbergowskie w stanach kołowych     525
  
  15. Fizyka zimnych atomów     528
  
  15.1. Wprowadzenie    528
  15.2. Chłodzenie laserowe     529
  15.2.1. Dwa rodzaje chłodzenia laserowego    530
  A. Chłodzenie dopplerowskie    530
  B. Chłodzenie spowodowane odrzutem atomu     532
  C. Względna wielkość obu rodzajów chłodzenia    533
  15.2.2. Melasa optyczna     534
  15.3. Pułapki jonowe    535
  15.3.1. Elektrostatyczne pole pułapek jonowych     535
  15.3.2. Pułapka Penninga     537
  15.3.3. Elektromagnetyczna pułapka Paula     537
  15.3.4. Zastosowanie pułapek jonowych    538
  15.4. Pułapkowanie atomów obojętnych     539
  15.4.1. Pułapki magnetyczne    539
  15.4.2. Pułapki optyczne    543
  15.4.3. Pułapka magnetooptyczna – PMO     546
  15.5. Atomowe gazy kwantowe     548
  15.5.1. Kwantowa degeneracja gazów atomowych    548
  15.5.2. Kondensacja Bosego–Einsteina     550
  A. Historia odkrycia kondensacji BE    550
  B. Parametr degeneracji bozonów     551
  C. Metatrwałość kondensatu     552
  D. Chłodzenie przez odparowanie     552
  E. Realizacja kondensatu Bosego–Einsteina    554
  F. Obserwacja kondensatu Bosego–Einsteina    555
  15.5.3. Lasery atomowe    558
  A. Spójność funkcji falowej kondensatu     558
  B. Atomowy laser impulsowy     559
  C. Atomowy laser o pracy ciągłej wytworzony w pułapce magnetycznej    559
  D. Atomowy laser o pracy ciągłej wytworzony w pułapce optycznej    559
  15.5.4. Rezonanse Feshbacha w gazach bozonowych    560
  A. Rozpraszanie fali-s    560
  B. Długość rozpraszania fali-s i równanie Grossa–Pitajewskiego     561
  C. Modyfikacja długości rozpraszania. Rezonanse Feshbacha     562
  15.5.5. Ultraniskie temperatury fermionów     565
  A. Wiadomości wstępne    565
  B. Degeneracja kwantowa fermionów    565
  C. Rezonanse Feshbacha i dwuatomowe cząsteczki fermionów    567
  D. Kondensacja molekularna fermionów    568
  E. Nadprzewodnictwo i nadpłynność. Pary Coopera     570
  F. Złącze BCS-kBE. Kondensacja Fermiego    571
  
  Uzupełnienie. Dielektryczne pokrycia cienkowarstwowe    575
  
  U1. Wprowadzenie    575
  U2. Spektralne charakterystyki układów cienkowarstwowych    576
  U3. Analiza układów cienkowarstwowych     580
  U4. Synteza układów cienkowarstwowych     581
  U4.1. Układ startowy i funkcja celu    581
  U4.2. Synteza półprzezroczystego zwierciadła szerokopasmowego     582
  U4.3. Synteza skomplikowanych pokryć dielektrycznych    584
  A. Metoda igłowa syntezy     584
  B. Sylwetka Katedry Wawelskiej    586
  
  Literatura     589
  
  1. Literatura cytowana    589
  Uzupełnienie    592
  2. Podręczniki i opracowana monograficzne    592
  Uzupełnienie    593
  
  Skorowidz     595
RozwińZwiń
W celu zapewnienia wysokiej jakości świadczonych przez nas usług, nasz portal internetowy wykorzystuje informacje przechowywane w przeglądarce internetowej w formie tzw. „cookies”. Poruszając się po naszej stronie internetowej wyrażasz zgodę na wykorzystywanie przez nas „cookies”. Informacje o przechowywaniu „cookies”, warunkach ich przechowywania i uzyskiwania dostępu do nich znajdują się w Regulaminie.

Nie pokazuj więcej tego powiadomienia