Fizyka chemiczna i oddziaływanie promieniowania jądrowego z materią 0600-S2-PP-ChSO-FCh

I. Elementy mechaniki klasycznej
1. Równania Newtona.
2. Energia kinetyczna, pole potencjalne i energia potencjalna.
3. Funkcja Lagrange'a i równania Lagrange'a.
4. Więzy. Stopnie swobody.
5. Współrzędne uogólnione.
6. Równania Lagrange'a we współrzędnych uogólnionych.
7. Równania kanoniczne Hamiltona.
II. Elementy Termodynamiki Statystycznej
1. Mikrostan i makrostan układu.
2. Suma stanów - funkcja podziału.
3. Związek sumy stanów z energią wewnętrzną układu.
4. Entropia a prawdopodobieństwo termodynamiczne.
5. Wyrażenie funkcji termodynamicznych za pomocą sumy stanów.
6. Przykłady wyrażeń na sumę stanu.
III. Podstawy nierelatywistycznej i relatywistycznej mechaniki kwantowej
1. Postulaty mechaniki kwantowej.
2. Metoda wariacyjna.
3. Podstawy relatywistycznej mechaniki kwantowej.
4. Transformacja Lorentza.
5. Szczególna teoria względności.
6. Równanie Diraca.
7. Układy poziomów energetycznych w teorii nierelatywistycznej
i relatywistycznej dla atomu jedno- i wieloelektrodowego.
IV. Podstawy teoretyczne spektroskopii atomowej
1. Sprzężenia momentów pędu: sprzężenia graniczne LS i j-j.
2. Reguły wyboru dla przejść elektronowych.

V. Oddziaływanie promieniowania jądrowego z materią

1. Reakcje jądrowe,

2. Promieniotwórczość naturalna i sztuczna,

3. Podstawowe rodzaje promieniowania; promieniowanie rentgenowskie oraz promieniowanie gama.

Całkowity nakład pracy studenta

Zajęcia wymagające bezpośredniego udziału nauczyciela – wykład 30h, ćwiczenia 30 h, konsultacje 15 h, łącznie: 75h Praca własna: przygotowanie do zajęć i kolokwiów – 40 h własna: studia literaturowe, uzupełniające treści zajęć – 20 h Przygotowanie do egzaminu – 15h Łączny nakład pracy studenta: 150 h 150h / 25h/ECTS = 6 ECTS

Efekty uczenia się - wiedza

Student zna: - podstawowe pojęcia mechaniki klasycznej (równania Newtona, Lagrange'a, kanoniczne Hamiltona, więzy, stopnie swobody, współrzędne uogólnione); - podstawy nierelatywistycznej mechaniki kwantowej; - postulaty mechaniki kwantowej; - metodę wariacyjną; - podstawowe pojęcia termodynamiki statystycznej (mikrostan, suma stanów, entropia); - sposób wyrażenia funkcji termodynamicznych za pomocą sumy stanów; - podstawy relatywistycznej mechaniki kwantowej; - transformację Lorentza; - szczególną teorię względności; - równania na przyrost masy, pędu oraz energii; - równanie Diraca; - układy poziomów energetycznych w teorii nierelatywistycznej i relatywistycznej dla atomu jedno- i wieloelektronowego; - podstawy teorii momentów pędu; - charakterystyczne promieniowanie rentgenowskie; - reguły wyboru dla przejść elektronowych; - reakcje jądrowe; - promieniotwórczość naturalną i sztuczną; - podstawowe rodzaje promieniowania; - promieniowanie rentgenowskie oraz promieniowanie gama; (K_W01, K_W02, K_W06, K_W08)

Efekty uczenia się - umiejętności

Student potrafi: - zastosować równania Newtona i Lagrange'a do opisu ruchu; - zastosować szczególną teorię względności; - wyznaczyć wyrażenie dla danej funkcji termodynamicznej za pomocą sumy stanów układu; - wyznaczać termy atomowe w przybliżeniu sprzężenia LS i j-j; - korzystać z reguł wyboru dla przejść elektronowych; - rozpoznać i określić promieniotwórczość naturalną i sztuczną; podstawowe rodzaje promieniowania; promieniowanie rentgenowskie oraz promieniowanie gama; (K_U01, K_U02)

Efekty uczenia się - kompetencje społeczne

Student: - rzetelnie ocenia własną wiedzę w zakresie fizyki chemicznej, - jest zachęcony do dalszego, samodzielnego pogłębiania tej wiedzy. (K_K01, K_K02)

Koordynatorzy przedmiotu

Katarzyna Słabkowska

Metody dydaktyczne

- wykład informacyjny (konwencjonalny)

Metody dydaktyczne podające

- wykład informacyjny (konwencjonalny)

Wymagania wstępne

Student powinien znać podstawowe definicje i twierdzenia dotyczące rachunku różniczkowego, całki nieoznaczonej i oznaczonej. Dodatkowo, powinien umieć stosować elementy rachunku różniczkowego oraz obliczać całki nieoznaczone, oznaczone i niewłaściwe wybranych typów.

Kryteria oceniania

Wykład: egzamin pisemny, standardowa skala ocen
(K_W01, K_W02, K_W06, K_W08, K_U01, K_U02, K_K01)

Ćwiczenia: zaliczenie pisemne w formie kolokwium
(K_W01, K_W02, K_W06, K_W08, K_U01, K_U02, K_K01, K_K02)

Literatura

1. Kazimierz Gumiński i Piotr Petelenz, "Elementy chemii teoretycznej", PWN Warszawa 1989;
2. Lucjan Sobczyk, Adolf Kisza, "Chemia fizyczna dla przyrodników", PWN Warszawa 1975;
3. Haken Hermann, Wolf Hans, "Atomy i kwanty - Wprowadzenie do współczesnej spektroskopii atomowej", PWN Warszawa 2002;
4. Włodzimierz Kołos, "Chemia kwantowa", PWN Warszawa 1978;
5. Lucjan Piela, "Idee chemii kwantowej", PWN Warszawa 2004;
6. Alojzy Gołębiewski, "Elementy mechaniki i chemii kwantowej", PWN Warszawa 1982.

7. J. Sobkowski, M. Jelińska-Kazimierczuk, Chemia jądrowa, Wyd. Adamantan 2006.
8. W. Szymański, Chemia jądrowa, PWN (1991).

Więcej informacji

Dodatkowe informacje (np. o kalendarzu rejestracji, prowadzących zajęcia, lokalizacji i terminach zajęć) mogą być dostępne w serwisie USOSweb:

Strona przedmiotu 0600-S2-PP-ChSO-FCh w USOSweb