Cinvestav Querétaro

Estrutura atómica y moleculas de la materia

Objetivo: Brindar a los estudiantes de maestría un entendimiento cualitativo de los fenómenos que revelaron la naturaleza cuántica de la materia, que obtengan un manejo cuantitativo de la ecuación de Schrödinger, y que adquieran las bases necesarias para el entendimiento de algunas espectroscopías (infrarrojo, ultravioleta-visible, EDS, XPS).

1.0 Antecedentes en el desarrollo de la mecánica cuántica

            1.1 Radiación electromagnética. Radiación de cuerpo negro.

            1.2 Emisión fotoeléctrica. Dispersión de radiación por electrones libres. Fotones.

            1.3 Estados estacionarios. Evidencia experimental.

            1.4 Difracción de electrones.

2.0 Motivación para el desarrollo de la teoría cuántica del átomo

            2.1 Evidencia experimental: Espectro atómico del Hidrógeno

            2.2 Teoría de Bohr

            2.3 Espectros de Rayos X y número atómico

            2.4 Decaimiento espontáneo y coeficientes de Einstein

            2.5 Efecto Zeeman

3.0 Bases de la Mecánica Cuántica

            3.1 Función de onda y densidad de probabilidad

            3.2 Ecuación de Schrödinger

3.3 Ejemplos: Escalón de potencial, partícula en una caja de potencial, el oscilador armónico. Penetración a través de una barrera de potencial

            3.4 Niveles de energía y funciones de onda en general

            3.5 Simetría, funciones de onda y paridad

            3.6 La ecuación de Schrödinger dependiente del tiempo

            3.7 Probabilidad de transición y reglas de selección.

3.8 Formalismo de la mecánica cuántica (Operadores, observables, principio de incertidumbre, representación matricial)

3.9 Momento Angular y espín

4.0 Átomo de Hidrógeno

            4.1 Ecuación de Schrödinger para el átomo de Hidrógeno. Parte radial y angular.

            4.2 Transiciones. Paridad. Reglas de Selección.

            4.3 Estructura Fina. Espín.

5.0 Teoría de Perturbaciones.

            5.1 Teoría de perturbaciones independiente del tiempo

            5.2 Teoría de perturbaciones dependiente del tiempo

            5.3 Aplicaciones

6.0 Átomos multi-electrón

            6.1 Aproximación de campo central

            6.2 Estructura de capas y la tabla periódica

            6.3 Acoplamiento L-S

            6.4 Reglas de selección

 

Referencias:

R.1 M. Alonso y E. J. Finn. Física Volumen III Fundamentos Cuánticos y Estadísticos, Addison-Wesley Iberoamericana.

R.2 B. H. Brandsden y C. J. Joachain. Introduction to Quantum Mechanics. Longman Scientific and Technical (co-published John Wiley and Sons, Inc).

R.3 C. J. Foot. Atomic Physics. Oxford Masters Series in Physics, Oxford University Press.

 

 

Certificación ISO 9001/2015 Laboratorios Nacionales