Introducción a la Física de Átomos y Moléculas
Edición revisada
(Disponible suplemento con las soluciones a todos los problemas propuestos)
Una introducción a la estructura y espectroscopia de átomos y moléculas, para estudiantes de grado en física o química. El texto da por supuesta formación previa en mecánica cuántica, y bien podría considerarse su continuación. No obstante, todos los resultados previos necesarios se resumen en forma de apéndices, para recordatorio o formación del lector según convenga.
Comprender la estructura de átomos, moléculas y sólidos es la base de nuestra actual tecnología. Ello no fue posible hasta la aparición de la mecánica cuántica, para la que esos sistemas fueron a la vez origen y banco de pruebas exigente. Por todo ello esta materia tiene doble interés, práctico (por su multitud de aplicaciones), y didáctico (por ilustrar la necesidad de técnicas como la teoría de perturbaciones, el acoplamiento de momentos angulares, o los métodos variacionales).
El texto se basa en la experiencia investigadora y docente del autor, y en las sucesivas versiones de apuntes utilizados para impartir la materia muchos cursos académicos.
El autor, Profesor Titular en la Universidad Complutense de Madrid, cuenta con más de 30 años de experiencia docente, y es autor de más de 200 artículos de investigación sobre la materia en revistas internacionales. Como divulgador, es también autor de varios artículos y del libro "¿Qué es eso de...?"
Índice
PARTE I. FÍSICA ATÓMICA
1 INTRODUCCIÓN A LOS ÁTOMOS POLIELECTRÓNICOS
1.1 Hamiltoniano puramente electrostático
1.2 Aproximación de Campo Central
1.3 Introducción fenomenológica del espín
1.4 Un reto como ejemplo, el espectro del Si I
Problemas
2 CORRECCIONES AL HAMILTONIANO ELECTROSTÁTICO
2.1 Correcciones Relativistas
2.2 Efectos isotópicos
3 SISTEMAS BIEN DESCRITOS EN APROXIMACIÓN DE CAMPO CENTRAL
3.1 Átomos alcalinos
3.2 Niveles de rayos X atómicos
Problemas
4 FUNCIONES DE ONDA POLIELECTRÓNICAS Y TÉCNICAS DE CÁLCULO
4.1 Partículas idénticas, antisimetrización
4.2 Primeras técnicas de cálculo
4.3 El método de Hartree-Fock. Ecuaciones de Hartree-Fock
4.4 El ejemplo del Si I
Problemas
5 CORRECCIONES ELECTROSTÁTICA Y ESPÍN-ÓRBITA. ACOPLAMIENTO LS
5.1 Interacción Electrostática Residual
5.2 Interacción Espín-órbita
5.3 Modelos de acoplamiento puros y acoplamiento intermedio
5.4 El ejemplo del Si I
Problemas
6 PERTURBACIÓN POR CAMPOS EXTERNOS ESTÁTICOS. EFECTOS ZEEMAN Y STARK
6.1 Perturbación por campos magnéticos
6.2 Perturbación por campos eléctricos
Problemas
7 INTERACCIÓN CON LA RADIACIÓN
7.1 Distintos niveles de aproximación a la interacción con la radiación
7.2 Definición de coeficientes de Einstein
7.3 Cálculo de coeficientes de Einstein
7.4 Reglas de Selección para transiciones dipolares eléctricas
7.5 Intensidad de líneas espectrales
7.6 El ejemplo del Si I
Problemas
PARTE II. FÍSICA MOLECULAR
8 ESTRUCTURA DE MOLÉCULAS DIATÓMICAS
8.1 Hamiltoniano molecular
8.2 Movimiento nuclear en moléculas diatómicas
8.3 Función de ondas electrónica en moléculas diatómicas
9 ESPECTROSCOPÍA DE MOLÉCULAS DIATÓMICAS
9.1 Composición de momentos angulares en moléculas diatómicas
9.2 Espectroscopía de emisión y absorción
9.3 Otras técnicas espectroscópicas
Problemas
10 NOCIONES SOBRE MOLÉCULAS POLIATÓMICAS
10.1 Estructura de moléculas poliatómicas
10.2 Espectroscopia de de moléculas poliatómicas
Problemas
APÉNDICES
-Elementos de mecánica cuántica
-Unidades atómicas
-Momento angular en mecánica cuántica
-Teoría de perturbaciones-Simetrías en Mecánica Cuántica
-Estadística de espín nuclear en moléculas
-...