Informações sobre o curso de Física Atômica e Molecular, SFI5814, 2019-1

Semestre: 2019-1
Responsável: Prof. Philippe W. Courteille, philippe.courteille@ifsc.usp.br, Sala 45 do Grupo de Óptica
Início e termino das aulas: 11.3.2019 até 26.6.2019
Consultas: Sexta-feira à tarde na Sala 45 do Grupo de Óptica
Horário e local da aula: Segunda- e Quarta-feira de 10h00 à 12h00 na sala F-210
Feriados: 15.4.-20.4.2019 (semana santa), 1.5. (dia do trabalho)
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: Quantum Mechanics applied to Atoms and Light
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



Exercícios

Aluno Data Exercício
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11.03.2019
11.03.2019
Alexandre 13.03.2019 1.4.1.1 Analysis of Rutherford scattering
Lucas 13.03.2019 1.4.1.2 Rutherford scattering
Marcia 18.03.2019 1.4.1.4 Radiation of an oscillating dipole
Juan 18.03.2019 1.4.1.5 Magnetic moments
Pablo 20.03.2019 1.4.1.6 Bohr's atom
Heitor 20.03.2019 1.4.1.7 The hydrogen atom
Lucas 25.03.2019 2.6.2.2 Normalization of the Bloch vector
Marcia 25.03.2017 2.6.2.6 The ammonium molecule
Pablo 27.03.2017 2.6.3.5 Eigenvalues and eigenvectors
Juan 27.03.2017 2.6.3.7 Eigenvalues
Lucas 01.04.2017 2.6.4.1 Coupled two-level atom
Juan 01.04.2017 2.6.5.1 Calculus with commutator
Pablo 03.04.2017 4.5.1.6 Particle in a spherical harmonic potential
Heitor 03.04.2017 4.5.2.1 Asymptotes of Laguerre's polynomials
Lucas 08.04.2017 4.5.2.5 The virial theorem and Bohr's model
Juan 08.04.2017 4.5.2.6 Transition matrix elements
Alexandre 10.04.2019 4.5.3.6 Matrix representation of the components of the angular momentum
Marcia 10.04.2019 4.5.3.7 Spin-1/2-particle in a magnetic field
Marcia 22.04.2019 4.5.4.1 Addition/subtraction of angular momenta
Pablo 22.04.2019 4.5.4.3 Spin-orbit coupling
Lucas 24.04.2019 4.5.4.6 Fine and hyperfine structure of the rubidium atom 85Rb
Pablo 24.04.2019 4.5.4.8 Transition amplitudes between Zeeman sub-states
Heitor/Alexandre29.04.2019 4.5.4.11 (Un-)coupled bases of the spherical harmonics
Juan 29.04.2019 5.5.1.3 Extended nucleus
Marcia 06.04.2019 5.5.1.4 Perturbation of a 2-level system
Alexandre 06.05.2019 5.5.1.5 Stark effect for an electron in a box
Pablo 08.05.2019 5.5.2.1 Variational method applied to a quartic potential
Juan 08.05.2019 5.5.2.3 Effect of finite nuclear mass on hydrogen via Rayleigh-Ritz
Marcia 13.05.2019 5.5.4.4 Impact of the rapidity of a perturbation
Lucas 13.05.2019 7.5.1.3 Constants of motion of Dirac's Hamiltonian
% 20.05.2019 7.5.3.2 Hyperfine structure of sodium
Juan 20.05.2019 8.4.2.2 Zeeman shift and quantization axes
Lucas 22.05.2019 8.4.2.3 Coupling of two electrons
Lucas 22.05.2019 8.4.2.4 Breit-Rabi formula
Marcia 27.05.2019 8.4.2.6 Diamagnetism of the ground states of H atoms
Juan 27.05.2019 8.4.3.1 Stark effect in hydrogen
% 29.05.2019 9.5.2.1 Helium atom
% 29.05.2019 9.5.2.2 Shielding in helium
Heitor 03.06.2019 Aula Density operator & optical Bloch equations, Secs. 13.1.1-4.3
Lucas 05.06.2019 Aula 2nd quantization, dressed states, the JC model, and spontaneous emission, Secs. 14.1.1-3.2
Marcia 10.06.2019 Aula Optical forces and trapping potentials, Secs. 15.1.1-2.4
Pablo 12.06.2019 Aula Magnetic trapping potentials and evaporation techniques, Secs. 15.1.2 & 23.4.1-4.3
Alexandre 17.06.2019 Aula Quantum statistics of an ideal Bose gas, Secs. 23.1.3 & 24.1.1-4
Juan 19.06.2019 Aula Bose-Einstein condensation in second quantization, Secs. 25.1.1-25.7.3
Alexandre, Marcia, Lucas 24.06.2019 Seminário Quantum Monte-Carlo wavefunction simulation, Squeezed states, Quantum jumps
Heitor, Juan, Pablo 26.06.2019 Seminário Quantum Zeno effect, Super- and subradiance, Aharanov-Bohm effect



Seminário (apresentação e monografia)

AlexandreMonte-Carlo wavefunction simulation
Lucas Quantum jumps
MarciaSqueezed states
Juan Super- and subradiance
Pablo Topological phases and the Aharanov-Bohm effect
HeitorThe quantum Zeno effect