2005/2006 - Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten - Uppsala ...

UPPSALA UNIVERSITET STUDIEHANDBOK 2005/2006Uppsala tekniska högskolaCivilingenjörsprogrammenKursplanerKvantmekanik och spektroskopi, 8 poängQuantum mechanics and spectroscopy1KE751Kursplanen är fastställd 2005-01-29 av teknisk- naturvetenskapliga fakultetsnämnden och senastreviderad 2005-05-01 av teknisk- naturvetenskapliga fakultetsnämndenKursens placering i utbildningsprogram Civilingenjörsprogrammet i kemiteknikStudieperiod Kursen ges i period: 33 - 34Mål för utbildningen Efter fullgjord kurs skall studenten:- ha grundläggande kunskaper i kvantmekanik- kunna tillämpa kvantmekanik för att lösa problem inom atom- och molekylfysik samt kemi.- ha grundläggande kännedom om växelverkan mellan elektromagnetisk strålning och materia.- kunna redogöra för de vanligaste optiska spektroskopiska metoderna och använda dessa för attlösa tekniska och vetenskapliga problem.- kunna bestämma en molekyls symmetriart och använda symmetrin för att avgöra vilkaövergångar i en molekyl som är tillåtna.Kursens innehåll Kvantmekanik och spektroskopi IBakgrund och motivation till kvantmekaniken. Våg-partikeldualism. Kvantmekanikens relevansinom kemin. Schrödingerekvationen, vågfunktioner och deras tolkning. Operatorer ochförväntningsvärden. Egenvärdesproblem. Heisenbergs osäkerhetsrelation. Partikel i låda.Harmonisk oscillator och vibrationsspektra. Rörelsemängdsmoment. Spinn. Väteatomen ochdess spektrum. Approximativa beräkningsmetoder: störningsteori, variationsprincipen.Flerelektronatomer, oberoende partikelmodellen, skärmning. Spinn-bankoppling. Hunds regeln,urvalsregler. Hartree-Fock metoden. Molekylorbitalmodellen, bindande och antibindandeorbitaler, Pi-elektronteori.Laborationer: Teorilaboration i kvantmekanik. Datorlaboration i kvantmeknik. Kvantkemiskaberäkningar.Kvantmekanik och spektroskopi IISpektroskopisk mätmetodik. Symmetri och gruppteori. Absorption och emission av strålning,Vibrations- och rotationsspektroskopi, elektroniska övergångar och fotokemi.Ramanspektroskopi. Fluorescens och fosforescens. Laser och laserspektroskopi. Magnetiskresonans, NMR.Laborationer: IR-spektra. Laserinducerad fluorescens.Särskild behörighet Linjär algebra. Flerdimensionell analys. Fysikalisk kemi. Mekanik I.Undervisningsform Föreläsningar, lektioner och laborationer.Examinationsform Skriftlig tentamen vid kursens slut. En dugga (ej obligatorisk) efter slutet avdel I. Inlämningsuppgifter (ej obligatoriska) under del II. Alla laborationer är obligatoriska.Studenten lämnar både skriftliga och muntliga rapporter. För godkännande krävs även godkäntbetyg på laborationskursen. De teoretiska laborationerna motsvarar 1.0 poäng och deexperimentella laborationerna motsvarar 1.0 poäng.Betyg Något av betygen underkänd (U), godkänd (3), icke utan beröm godkänd (4) och medberöm godkänd (5).Övriga föreskrifter Kursen ersätter 1KK700. Ny kod pga byte av kursansvarig institution.Kurslitteratur P. W. Atkins, J. de Paula: Physical Chemistry, Oxford Press, 2002P.W. Atkins, R.S. Friedman: Molecular Quantum Mechanics, Oxford Press, 2004.C. Nordling, J. Österman: Physics Handbook, Studentlitteratur, 1999. Anteckningar,problemsamlingar och laborationsinstruktioner.Nivå Kursen ges på C-nivåÄmne Kursen ges inom huvudämnet Fysik, Kemi och TeknikKursansvarig institution Fysikalisk-kemiska institutionen294