Física Atómica e Molecular

Conhecimentos de Base Recomendados

Física Geral, Electromagnetismo I, Mecânica Quântica I, Análise Matemática I, II e III.

Métodos de Ensino

Dever-se-á recorrer a aulas de exposição, aulas de análise e discussão de alguns tópicos/problemas e aulas de laboratório com a execução de trabalhos práticos.

Resultados de Aprendizagem

Aprofundar conhecimentos sobre a estrutura atómica e molecular, no contexto da teoria quântica, e familiarizar-se com os aspectos fundamentais da espectroscopia atómica e molecular.

Estágio(s)

Não

Programa

1. Átomos hidrogenóides: Equação de Schrödinger para átomos hidrogenóides; relação entre momento dipolar magnético e momento angular; experiência de Stern-Gerlach; momento angular de spin do electrão; interação spin-orbital; estrutura fina e hiperfina dos níveis de energia. Átomos na presença de campos externos: efeitos de Zeeman e de Stark. Interação de átomos hidrogenóides com o campo de radiação electromagnética: Emissão e absorção de radiação; Transições radiativas e regras de seleção.

2. Átomos poliectrónicos: Aproximação do campo central; tabela periódica; configurações electrónicas e notação espectroscópica. Interação spin-orbital; acoplamento L-S e j-j. Espectros ópticos e de raios X. Interação com campos magnéticos exteriores: efeitos de Zeeman e Paschen-Back.

3. Moléculas: A ligação molecular; estrutura electrónica das moléculas diatómicas; o ião molecular de hidrogénio H2+; a molécula de hidrogénio; moléculas complexas. Espectros moleculares; níveis rotacionais e vibracionais; espectros electrónicos moleculares.

4. Processos de transição entre níveis atómicos e moleculares; noção de secção eficaz.

5. Lasers: condições para a emissão laser; coeficientes de absorção e ganho; amplitude e fase da luz laser.

Bibliografia

BRANSDEN, B. H. & JOACHAIN, C. J. (2003). Physics of Atoms and Molecules.  2nd ed. Prentice Hall.

GRIFFITHS, D. Introduction to quantum mechanics.

EISBERG, R. & RESNICK, R. (1985). Quantum Physics of Atoms, Molecules, Solids, Nucleus and Particles.  2nd ed. J. Wiley & Sons.