SPHYB302 - Physique atomique et moléculaire Descriptif de cours
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Descriptif de cours : 2015-2016 SPHYB302 - Physique atomique et moléculaire Th. Q1 Ex. Q1 Th. Q2 30 h. Ex. Q2 15 h. Annuel Lieu de l'activité : NAMUR Langue d'enseignement : French / Français Enseignants Titulaire(s) : Pireaux Jean-Jacques Prérequis [SPHYB206] Mécanique quantique I Objectifs Dans le cadre de la Physique Générale, utiliser les aspects historiques et expérimentaux des découvertes pour introduire les étudiants aux notions de base que sont : la structure électronique des atomes, les structures électronique-vibrationelle et rotationelle des molécules diatomiques. Le cours se base sur un grand nombre de notions et démonstrations de Mécanique Quantique Contenu Physique atomique -atome d'hydrogène et atomes à 1 électron / structure électronique grossière -atomes à plusieurs électrons / structure électronique fine *expérience Stern & Gerlach / spin /principe de Pauli *approximatin du champ central / 'aufbau principle' *couplages L-S et J-J / effets Zeeman et Stark -structure hyperfine de l'atome Physique moléculaire (molécules diatomiques) -structure électronique (LCAO et Valence Bond) -structure rotationnelle / vibrationnelle et les couplages Table des matières Partie 1: Physique atomique. - Atomes à un électron (structure électronique grossière de l'atome d'hydrogène; les hydrogénoïdes) - Atomes à plusieurs électrons: expérience de Stern & Gerlach; le spin; le principe de Pauli; l'approximation du champ central; la structure fine; la structure hyperfine; l'atome dans un champ magnétique (effet Zeeman); l'atome dans un champ électrique Partie 2: Physique Moléculaire (molécules di-atomiques) - la liaison chimique et la structure électronique des molécules; approximation de Born-Oppenheimer; l'ion moléculaire H2+ et la molécule d'hydrogène - la structure rotationelle des molécules (rotateurs rigide et non-rigide) - la structure vibrationelle des molécules (oscillateurs harmonique et anharmonique) - le couplage ro-vibration - le principe de Franck-Condon La partie 3 s'intègre dans les précédentes: elle décrit la photoémission dans ses principes et ses applications: structure électronique des atomes, molécules et composés. Spectres des niveaux de coeur. Spectres des niveaux de valence. Applications dans la science des matériaux et des nanomatériaux. Méthodes d'enseignement Le cours formel s'appuie sur des scéances de travaux dirigés, où les étudiants ont l'occasion de manipuler formules et ordres de grandeur. Les diapositives montrées au cours sont distribuées aux étudiants; les notes manuscrites du professeur sont disponibles Description des TP/Exercices Des exercices numériques sont proposés pour fixer les concepts et les ordres de grandeur; ils ont pour sujets: l'atome de Bohr; le "Aufban Principle"; le couplage L-S; le couplage J-J; les effets Zeeman (normal et anomal) et Paschen-Back ; la structure hyperfine et l'effet Zeeman hyperfin; la physique moléculaire Mode d'évaluation Examen écrit, incluant exercices Sources, références et supports éventuels -Spectroscopie atomique, Emile Biémont, Ed de Boek , 2006 -Spectropscopie moléculaire, Emile Biémont, Ed de Boek, 2008 -Basic Atomic and Molecular Spectroscopy, J.M. Hollas, Royal Soc Chem 2002 -Mécanique quantique (3è édition) J. Hladik et al, Dunod, 2009 Formations concernées Bachelier en sciences physiques Bloc Crédits 3 4
