Guía docente de Física Atómica y Molecular (26711M1)

Es recomendable haber superado Física Cuántica, la materia Métodos Matemáticos, y estar cursando Mecánica Cuántica.

En el caso de utilizar herramientas de IA para el desarrollo de la asignatura, el estudiante debe adoptar un uso ético y responsable de las mismas. Se deben seguir las recomendaciones contenidas en el documento de "Recomendaciones para el uso de la inteligencia artificial en la UGR" publicado en esta ubicación: https://ceprud.ugr.es/formacion-tic/inteligencia-artificial/recomendaciones-ia#contenido0

- Estructura de átomos con uno y muchos electrones. Ecuaciones de Schrödinger y de Dirac.

- Métodos de resolución autoconsistentes de las ecuaciones de onda.

- Átomos en campos externos.

- Estructura de las moléculas diatómicas.

- Espectroscopía atómica y molecular.

- Colisiones atómicas y moleculares.

El alumno adquirirá:

• Un conocimiento en profundidad sobre las bases físico-matemáticas de la estructura atómica y molecular.
• Una buena comprensión de las aplicaciones en los sistemas atómico y molecular de la teoría cuántica.
• Una idea detallada de los conceptos y metodologías básicas de la física atómica y molecular modernas, así como de los problemas que se plantean en la actualidad.

El alumno será capaz de:

• Aplicar los conocimientos adquiridos para resolver problemas concretos.
• Comprender los métodos matemáticos y numéricos más comúnmente utilizados en el estudio de átomos y moléculas y dominar el uso de los mismos.
• Utilizar datos experimentales para comprobar la validez de los modelos disponibles y, eventualmente, establecer los cambios necesarios para conseguir mejorar el acuerdo.
• Evaluar correctamente órdenes de magnitud y establecer analogías entre situaciones físicamente diferentes, utilizando soluciones conocidas a nuevos problemas.

1. Estructura atómica de la materia.

1.1 Introducción.

1.2 Bases experimentales.

1.3 Modelo de Bohr.

1.4 El núcleo atómico.

2. Átomos con un electrón.

2.1 Introducción.

2.2 Ecuación de Schrödinger para el movimiento relativo.

2.3 Estructura fina.

2.4 Estructura hiperfina.

2.5 Sistemas hidrogenoides especiales.

3. Átomos con dos electrones.

3.1 Introducción.

3.2 Hamiltoniano no relativista. Ecuación de Schrödinger.

3.3 Principio de exclusión de Pauli. Funciones de onda de espín.

3.4 Modelo de partículas independientes.

3.5 Mejoras del modelo de partículas independientes. Potenciales centrales.

3.6 Repulsión electrónica.

4a. Átomos multielectrónicos I.

4.1 Introducción.

4.2 Indistinguibilidad de los electrones y principio de exclusión de Pauli.

4.3 Aproximación de campo central. Modelo de partículas independientes.

4.4 Niveles de energía. Configuración electrónica.

4.5 Sistema periódico de los elementos.

4.6 Métodos para evaluar el potencial central.

4b. Átomos multielectrónicos II.

4.7 Correlación electrónica y estructura fina.

4.8 Acoplamiento Russell ─ Saunders, j ─ j e intermedio.

4.9 Estructura hiperfina.

5. Interacción Radiación-Átomo.

5.1 Introducción.

5.2 Coeficientes de Einstein.

5.3 Hamiltoniano de interacción.

5.4 Aproximación dipolar eléctrica.

5.5 Reglas de selección

5.6 Anchura y perfil de las líneas espectrales.

6. Átomos en campos externos.

6.1 Introducción.

6.2 Hamiltoniano atómico en presencia de campo magnético.

6.3 Hamiltoniano en presencia de campo eléctrico. Efecto Stark.

7. Física molecular. Aproximaciones iniciales.

7.1 Introducción.

7.2 Hamiltoniano molecular de moléculas diatómicas.

7.3 Aproximación de Born-Oppenheimer.

7.4 Diagrama de coordenadas configuracionales.

7.5 Origen del enlace químico.

8: Física molecular. Estructura electrónica.

8.1 Introducción. Orbitales moleculares.

8.2 Propiedades de simetría.

8.3 El ion molecular H+2.

8.4 Moléculas multielectrónicas.

8.5 Dinámica nuclear.

8.6 Espectroscopía molecular.

Seminarios y talleres sobre temas especializados y/o prácticas de simulación.

B.H. Bransden and C.J. Joachain. Physics of Atoms and Molecules. Segunda edición. Longmann, 2003.

• E.U. Condon and H. Odabasi, Atomic Structure. Cambridge University Press, 1980.

• H. Haken, H.C. Wolf & W.D. Brewer. Molecular Physics and Elements of Quantum Chemistry: Introduction to experiments and theory. Springer, 2004.

• P. F. Benath, Spectra of atoms and molecules. Oxford University Press, 1995.

• H. Friedrich, Theoretical Atomic Physics, Springer-Verlag, 2006.

• M. Weissbluth, Atoms and Molecules, Academic Press, 1978.

https://www.nist.gov/pml/productsservices/physical-reference-data

http://physics.nist.gov/PhysRefData/ASD/lines_form.html

• MD01. Lección magistral/expositiva 

La evaluación final se realizará a partir de la evaluación de las diversas actividades que realizarán los alumnos:

• Examen final (70%). Será necesario obtener un mínimo de 5/10 para aprobar la asignatura.
• El 30% restante corresponderá a tareas de índole diversa, destinadas al seguimiento continuado de la asignatura y a completar la evaluación continua, como por ejemplo: exposiciones de trabajos o problemas sencillos resueltos que podrían plantearse de improviso durante una clase presencial

Evaluación por incidencias: Podrán solicitar evaluación por incidencias, los estudiantes que no puedan concurrir a las pruebas finales de evaluación (ordinaria, extraordinaria y única final) o a las programadas en la Guía Docente con fecha oficial, por alguna de las circunstancias recogidas en el artículo 9 de la Normativa de evaluación y de calificación de los estudiantes de la Universidad de Granada, siguiendo el procedimiento indicado en dicha normativa.

Respecto a la evaluación de la convocatoria extraordinaria, ésta constará de una única prueba teórica. Será una prueba diversificada, abarcando todos los resultados del aprendizaje. En particular la prueba incluirá la realización de problemas y/o cuestiones teóricas sobre el temario de la asignatura. De este modo se garantiza la posibilidad de obtener el 100% de la calificación final, tal y como se recoge en el artículo 19 de la normativa de evaluación y de calificación de los estudiantes de la Universidad de Granada, publicado en el Boletín Oficial de la Universidad de Granada no 112. 9 de noviembre de 2016.

De acuerdo con la Normativa de Evaluación y de Calificación de los Estudiantes de la UGR, se contempla la realización de una evaluación única final a la que podrán acogerse aquellos estudiantes que no puedan cumplir con el método de evaluación continua por algunos de los motivos recogidos en el Artículo 8. Para acogerse a la evaluación única final, el estudiante, en las dos primeras semanas de impartición de la asignatura, en las dos semanas siguientes a su matriculación si ésta se ha producido con posterioridad, o más tarde si hay causa sobrevenida, lo solicitará a través de la sede electrónica, alegando y acreditando las razones que le asisten para no poder seguir el sistema de evaluación continua. La evaluación única final constará de una única prueba teórica, basada en la resolución de problemas y cuestiones teóricas que abarquen todos los resultados del aprendizaje de la asignatura. El/la estudiante optará el 100% de la calificación final.

Alumnos con necesidades específicas de apoyo educativo (NEAE). Siguiendo las recomendaciones de la CRUE y del Secretariado de Inclusión y Diversidad de la UGR, los sistemas de adquisición y de evaluación de competencias recogidos en esta guía docente se aplicarán conforme al principio de diseño para todas las personas, facilitando el aprendizaje y la demostración de conocimientos de acuerdo a las necesidades y la diversidad funcional del alumnado. La metodología docente y la evaluación serán adaptadas al alumnado con NEAE, conforme al Artículo 11 de la normativa de Evaluación y de Calificación de estudiantes de la UGR, publicada en el Boletín Oficial de la UGR nº 112, de 9 de noviembre de 2016. Inclusión y Diversidad de la UGR. En el caso de estudiantes con discapacidad u otras NEAE, el sistema de tutoría deberá adaptarse a sus necesidades, de acuerdo a las recomendaciones de la Unidad de Inclusión de la UGR, procediendo los Departamentos y Centros a establecer las medidas adecuadas para que las tutorías se realicen en lugares accesibles. Asimismo, a petición del profesorado, se podrá solicitar apoyo a la unidad competente de la Universidad cuando se trate de adaptaciones metodológicas especiales.

Información de interés para estudiantado con discapacidad y/o Necesidades Específicas de Apoyo Educativo (NEAE): Gestión de servicios y apoyos (https://ve.ugr.es/servicios/atencion-social/estudiantes-con-discapacidad).