SPHYB302 - Physique atomique et moléculaire Descriptif de cours

SPHYB302 - Physique atomique et moléculaire
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
Prérequis
[SPHYB206] Mécanique quantique I
Titulaire(s) : DHYNE Miguël
Enseignants
Lieu de l'activité :
Langue d'enseignement : French / Français
NAMUR
Annuel
Ex. Q1
Th. Q1 15 h. Ex. Q2Th. Q2
30 h.
Descriptif de cours : 2016-2017
Formations concernées Bloc Crédits
Bachelier en sciences physiques 3 4