Informações sobre o curso de Física Atômica e Molecular, SFI5814, 2017-2

Semestre: 2017-2
Responsável: Prof. Philippe W. Courteille, philippe.courteille@ifsc.usp.br, Sala 45 do Grupo de Óptica
Início e termino das aulas: 8.8.2017 até 23.11.2017
Consultas: Sexta-feira à tarde na Sala 45 do Grupo de Óptica
Horário e local da aula: Terça-feira de 13h00 à 15h00 na sala F-147 e Quinta-feira de 16h00 à 18h00 na Sala F-210
Feriados: 4.9.-8.9.2017 (semana da patria),
Carga Horária (por semana):
Teória 4
Prática 3
Estudos 8
Duração 15 semanas
Total 225 horas

Conteúdo:
1) Fundamentos da mecânica quântica
2) Momento angular e átomo de hidrogênio
3) Teoria de perturbação e método variacional
4) Estrutura fina e hiperfina
5) Interação com campos estáticos
6) Estruturas atômicas e moleculares
7) Rotações e vibrações moleculares
8) Transições eletrônicas moleculares
9) Propriedades elétricas e ópticas de moléculas
10) Colisões

Critérios de avaliação/aprovação:
Cada aluno admistrará uma aula inteira sobre um sub-tópico do curso escolhido na apostila. A aula será avaliada e conta por 1/3 na nota final.
Será organizado um seminário com um trabalho escrito e uma apresentação oral. A nota do seminário conta por 1/3 na nota final.
Serão resolvidos exercícios em cada aula. A participação nas discussões será avaliada e conta por 1/3 na nota final.

Literatura recomendada:
Philippe W. Courteille, Apostila do Curso: Física Atômica e Molecular
P.W. Atkins and R.S. Friedman, Molecular Quantum Mechanics (3rd ed.) Oxford University, (1997, 2001)
I.N. Levine, Quantum Chemistry, Allyn and Bacon (3rd ed.) Boston (1983)
C. Cohen-Tannoudji, B. Diu, F. Laloe, Quantum mechanics (vol. 1) Wiley Interscience
Philippe W. Courteille, Apostila do Curso: Mecânica Quântica
Philippe W. Courteille, Apostila do Curso: Interação entre Luz e Matéria



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Constant.mMatlab program loads physical constants
QA_Rotacao_Legendre.mDistribuições angulares das funções de onda do hidrogênio
QA_Rotacao_Laguerre.mDistribuições radiais das funções de onda do hidrogênio
AM_Hidrogenoido_Legendre.mPolinômios de Legendre
AM_Hidrogenoido_Laguerre.mPolinômios de Laguerre



Exercícios

Aluno Data Exercício
----------------------------- ------------
08.08.2017
08.08.2017
André 10.08.2017 1.4.1.1 Discussão do espalhamento de Rutherford
Guilherme 15.08.2017 1.4.1.2 Espalhamento de Rutherford
Richard 15.08.2017 1.4.1.4 Radiação de um dipolo oscilante
Júlia 15.08.2017 1.4.1.5 Momento magnético de uma corrente circular
Leandro 17.08.2017 1.4.1.6 O átomo de Bohr
Pedro 17.08.2017 1.4.1.7 O átomo de hidrogênio
Noel 22.08.2017 2.5.1.6 Partícula num potencial harmônico esférico
Rafael 22.08.2017 2.5.2.1 Assimptotas dos polinômios de Laguerre
André 24.08.2017 2.5.2.5 Teorema virial e modelo de Bohr
Guilherme 24.08.2017 2.5.2.6 Elementos da matriz de transição
Richard 29.08.2017 2.5.3.3 Momento angular orbital de um oscilador harmônico
Júlia 29.08.2017 2.5.3.4 Comutação do modulo e das componentes do momento angular orbital
Leandro 29.08.2017 2.5.3.5 Incerteza das componentes do momento angular
Pedro 14.09.2017 2.5.3.6 Representação matricial das componentes do momento angular
Noel 14.09.2017 2.5.4.1 Adição/subtração de momentos angulares
Rafael 14.09.2017 2.5.4.3 Acoplamento spin-órbita
André 19.09.2017 2.5.4.6 Estrutura fina e hiperfina do átomo de rubídio 85Rb
Guilherme 19.09.2017 2.5.4.7 Expansão da estrutura hiperfina do átomo de rubídio 87Rb
Richard 21.08.2017 3.3.1.1 Poço unidimensional com deformação central
Júlia 21.08.2017 3.3.1.3 Núcleo estendido
Leandro 26.08.2017 3.3.1.5 Efeito Stark para um elétron numa caixa
Pedro 26.09.2017 3.3.1.6 Sistema de três níveis perturbados até segunda ordem TPIT
Noel 28.09.2017 3.3.1.9 Perturbação num poço 3D com degenerescência
Rafael 28.09.2017 3.3.2.1 Método variacional aplicado um potencial quártico
André 03.10.2017 3.3.2.3 Efeito da massa nuclear finita no hidrogênio por Rayleigh-Ritz
Guilherme 03.10.2017 4.3.2.1 Campo de um momento magnético
Richard 05.10.2017 5.4.1.1 Lagrangiano de um elétron em campo eletromagnético
Júlia 05.10.2017 5.4.2.1 Efeito Zeeman com diferentes eixos de quantização
Leandro 10.10.2017 5.4.2.2 Deslocamento Zeeman e eixos de quantização
Richard 10.10.2017 5.4.2.3 Acoplamento de dois elétrons
Pedro 17.10.2017 5.4.2.4 Formula de Breit-Rabi
Guilherme 17.10.2017 5.4.3.1 Efeito Stark no hidrogênio
Rafael 19.10.2017 6.4.1.1 Densidade de energia de ondas planas
André 24.10.2017 6.4.2.1 Estado não estacionário
Noel 26.10.2017 6.4.2.2 Transições entre subestados Zeeman
Júlia 07.10.2017 6.4.3.1 Densidade óptica de uma nuvem fria
Richard 09.10.2017 6.4.3.2 Espectroscopia de absorção saturada
Pedro 14.10.2017 6.4.3.3 O desacelerador Zeeman
André 16.11.2017 7.5.2.2 Blindagem no hélio H-
Noel 21.11.2017 8.4.2.2 Espectro rotacional de moléculas diatômicas de Morse



Leituras

Aluno Data Capítulo
----------------------------- ------------
Guilherme 19.10.2017 7.1 Simetrização de bosons e fermions
Leandro 24.10.2017 7.2 Hélio
André 26.10.2017 7.3 Estrutura da camada eletrônica
Noel 07.11.2017 8.1 Colisões e teoria de espalhamento
Júlia 09.11.2017 9.1 Ligação molecular
Richard 14.11.2017 9.2 Aproximação de Born-Oppenheimer
Pedro 16.11.2017 9.3 Bandas rotacionais e vibracionais
Rafael 21.11.2017 10.1 Átomos exóticos

Critérios de avaliação:
Cada aluno ouvinte prepara para cada aula admistrada uma lista de 3 elógios e 3 críticas. Estas listas anonimizadas serão disponibilizadas para todos no fim do curso.
O catálogo de critérios de avaliação é:
Estrutura: motivação e contexto, introdução e conclusão
Conteúdo: escolha dos tópicos e dos argumentos, preparação à responder à perguntas
Didática: utilização de exemplos e de esquemas, interpretação e discussão dos resultados, implicação do auditório
Presentação: clareza, despertar curiosidade, organização da palestra, da losa



Seminário (apresentação e monografia)

Noel O efeito Zeno quântico
Guilherme Salto quântico e simulação de Monte-Carlo
Leandro A aproximação WKB
Rafael Efeito Stark quadrático e dinâmico
Richard As equações de Bloch
Pedro O condensado de Bose-Einstein
André O gás de Fermi
Júlia O método LCAO