UE « Physique atomique et moléculaire » Parcours PF Prérequis

UE « Physique atomique et moléculaire » Parcours PF
Prérequis : Oscillateur harmonique à 1D, composition des moments cinétiques, opérateurs
vectoriels, particule dans un potentiel central, notions sur les symétries et lois de conservation,
théorie des perturbations stationnaires, particules identiques
Atomes (13)
- Atome d’hydrogène et les alcalins (1,5)
- Structure fine : origine physique, présentation de l’équation de Dirac, sa limite non
relativiste. Structure hyperfine. (2,5)
- Corrections QED. Ions hydrogénoïdes. (1)
- Atomes complexes. Antisymétrisation de la fonction d’onde à plusieurs électrons. Couplage
de moments cinétiques orbitaux et de spins. Atome d’hélium et ions héliumoïdes. (2,5)
- Atome dans un champ statique : magnétique ou électrostatique. (1)
- Hamiltonien d’interaction d’un atome à un électron avec le champ électromagnétique.
Moments multipolaires. Transitions radiatives. Règles de sélection. Cas d’atomes complexes.
Profil de raie spectrale. Ralentissement d’un atome par force radiative. (3)
- Collisions électron-atome, atome-photon. Section efficace, probabilité et taux de transition.
Equations cinétiques des populations. (1,5)
Molécules (7)
- Généralités. Approximation adiabatique de Born-Oppenheimer. Hamiltonien d’une molécule
diatomique. Séparation des mouvements électronique et nucléaire. (1)
- Exemple de l’ion H
2+
. Energies et fonctions d’onde électroniques, symétries, orbitales
moléculaires, méthode LCAO, stabilité (1,5)
- Mouvement nucléaire : vibration et continuum de dissociation, rotation (1,5)
- Molécules à plusieurs électrons. Exemple de la molécule H
2
. Rôle du spin nucléaire. (1)
- Spectres moléculaires. (1)
- Interaction à courtes distances interatomique : liaison chimique. Interaction à grandes
distances : collision atome-atome, molécules froides. (1)