Преподаватель: д.ф.-м.н., проф. Тихонова Ольга Владимировна
Семестр: 7 семестр (4 курс) бакалавриата
Нагрузка: 36 аудиторных часа
Программа курса
I. Основные понятия физики квантовых систем.
Нестационарное и стационарное уравнения Шредингера. Нестационарные и стационарные состояния. Возможные значения различных физических величин в произвольном состоянии и вероятности их измерения. Квантовые средние.
Волновой пакет как суперпозиция стационарных состояний, эволюция плотности вероятности и квантовых средних. Теорема Эренфеста. Переход к классической механике.
II. Динамика квантовых волновых пакетов.
Одномерное движение свободной частицы, свободное расплывание волнового пакета.
Гармонический осциллятор: стационарное, когерентное и сжатое состояния осциллятора. Сравнение с классическим решением.
Суперпозиция стационарных состояний ангармонического потенциала. Случай слабого ангармонизма. Время "классичности" и характерное время квантового возрождения пакета. Специфика случая сильного ангармонизма.
III. Многоэлектронные атомы.
Одноэлектронное приближение. Атомы щелочных металлов.
Иерархия взаимодействий в многоэлектронном атоме. Электронная конфигурация, терм, состояние.
Атом гелия. Теория возмущений и вариационный метод. Теория самосогласованного поля.
Понятие об автоионизационных состояниях и теоретическом описании процесса автоионизации.
IV. Строение двухатомных молекул.
Гамильтониан двухатомной молекулы в системе центра инерции. Отделение трансляционного движения. Разделение электронного и ядерного движения. Условия применимости приближения Борна - Оппенгеймера. Разделение колебательного и вращательного движений в молекуле. Колебательно - вращательный спектр энергий. Специфика вращательного спектра молекул. Свободная вращательная молекулярная динамика.
V. Физика многофотонных процессов.
Нестационарное уравнение Шредингера и учет взаимодействия квантовой системы с внешним электромагнитным полем. pA- и dE- калибровки, дипольное приближение, эквивалентность калибровок.
Базис атомных функций. Слабое поле. Нестационарная теория возмущений. Первый порядок теории возмущений Переходы в дискретном спектре и фотоионизация. Золотое правило Ферми.
Второй порядок теории возмущений. Двухфотонные процессы. Динамический штарковский сдвиг уровней.
Высшие порядки теории возмущений. Многофотонные процессы. Переходы в дискретном спектре и многофотонная ионизация. Понятие о диаграммах Фейнмана.
Поляризация и поляризуемость квантовой системы. Квантовая теория дисперсии. Случай многоуровневой системы. Сопоставление с классической теорией.
Литература
- 1. Н.Б.Делоне "Взаимодействие лазерного излучения с веществом", М.: Наука, 1989
- 2. Н.Б.Делоне, В.П.Крайнов "Основы нелинейной оптики атомарных газов", М.: Наука, 1986
- 3. Н.Б.Делоне, В.П.Крайнов "Атом в сильном световом поле", М.: Энергоатомиздат, 1984
- 4. М.В.Федоров, "Электрон в сильном световом поле", М.: Наука, 1991
- 5. Ю.А.Ильинский, Л.В.Келдыш, "Взаимодействие электромагнитного излучения с веществом", М.: МГУ, 1989
- 6. Л.Д.Ландау, Е.М.Лифшиц "Квантовая механика. Нерелятивистская теория", М., 1974
- 7. Н.И.Коротеев, И.Л.Шумай, "Физика мощного лазерного излучения", М.: Наука, 1991
- 8. Д.Н.Клышко, "Физические основы квантовой электроники", М.: Наука, 1986
- 9. Е.А.Волкова, А.М.Попов, А.Т.Рахимов, "Квантовая механика на персональном компьютере", М.: УРСС, 1995
- 10. Н.Б.Делоне, В.П.Крайнов "Нелинейная ионизация атомов лазерным излучением", М.: Физматлит, 2001
- 11. С.А.Ахманов, С.Ю.Никитин "Физическая оптика", М.: МГУ, 1998
- 12. Г.Бете, Э.Солпитер "Квантовая механика атомов с одним и двумя электронами", М.: ГИФМЛ, 1960
- 13. В.А.Квливидзе, С.С.Красильников "Введение в физику атомных столкновений", М.: МГУ, 1985