ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΕΙΑ-Ι (XHM-048)

Το μάθημα εισάγει τον/την φοιτητή/φοιτήτρια στη μικροσκοπική θεώρηση της ύλης παρουσιάζοντας τις βασικές έννοιες της κβαντομηχανικής περιγραφής ατόμων και μορίων και την εφαρμογή αυτών στη μελέτη και κατανόηση της ατομικής και μοριακής δομής με κύριο εργαλείο τις μεθόδους φασματοσκοπίας.

Στο πλαίσιο του μαθήματος συστηματοποιείται η περιγραφή της δομής και του ενεργειακού περιεχομένου ατόμων και μορίων μέσω των αντιστοίχων κυματοσυναρτήσεων (ατομικών και μοριακών τροχιακών) και των σχετικών κβαντικών καταστάσεων. Εξετάζονται οι μεταβάσεις μεταξύ ενεργειακών καταστάσεων που λαμβάνουν χώρα λόγω αλληλεπιδράσεων ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας (φωτός) με την ύλη και περιγράφονται οι βασικές αρχές ηλεκτρονιακής φασματοσκοπίας πολυηλεκτρονιακών ατόμων και περιστροφικής, δονητικής και ηλεκτρονιακής φασματοκοπίας μορίων. Επίσης παρουσιάζεται ένα νέο εργαλείο, η μαθηματική μέθοδος της θεωρίας ομάδων συμμετρίας σημείου, και η χρήση αυτού στην περιγραφή των μοριακών τροχιακών και των ταλαντώσεων σε μόρια.

Το μάθημα στηρίζεται σε γενικές γνώσεις υποβάθρου που προσφέρονται από μαθήματα του 1^ου έτους σπουδών, Αρχές Χημείας (XHM-043), Μαθηματικά Ι και ΙΙ (XHM-011, -012), Φυσική Ι και ΙΙ (XHM-013, -017), ενώ διδάσκεται παράλληλα με το Εργαστήριο Φυσικοχημείας-I (ΧΗΜ-311) στο οποίο παρουσιάζονται σε εργαστηριακό επίπεδο βασικές τεχνικές οπτικής και φασματοσκοπίας για τη μελέτη της ύλης.

Οι φοιτητές/φοιτήτριες, μετά την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος αναμένεται να:

• έχουν γνώση των βασικών εφαρμογών της κβαντικής θεωρίας στην περιγραφή της δομής και των ενεργειακών καταστάσεων ατόμων και μορίων.
• γνωρίζουν τις βασικές αρχές που διέπουν την αλληλεπίδραση φωτός-ύλης και τις κύριες μεθόδους φασματοσκοπίας που χρησιμοποιούνται στη μελέτη της δομής της ύλης.
• έχουν τη δυνατότητα χρήσης των γνώσεων τους και των μεθόδων που διδάχθηκαν για την κατανόηση βασικών προβλημάτων που σχετίζονται με τη δομή της ύλης και την αλληλεπίδραση φωτός-ύλης ώστε να παρακολουθήσουν με επιτυχία τα μαθήματα στο υπόλοιπο των σπουδών τους.