Διδαχθείσα ύλη, σχετική βιβλιογραφία και ασκήσεις

5/10/2024: Τι είναι και τι δεν είναι φασματοσκοπία; Τι φυσικά μεγέθη έχει στους άξονες ένα φάσμα; Βασικές εξισώσεις και περιοχές ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων. Εκπομπή μέλανος σώματος, κατανομή Planck, συντελεστές Einstein.

Hollas: xxi-xxv, 27-29, 41-43
Bernath (2nd Ed.): 3-7, 9-10
Softley (en): 1-8
Brown (en): 1-5
Softley (ελ): 1-6
Brown (ελ): 1-4
ΑΣΦ: 92-99, 180-185

11/10/2024: Συντελεστές Einstein. Διευρύνσεις και μορφές φασματικών γραμμών. Μηχανισμοί διευρύνσεως: φυσικός, Doppler, πιέσεως, κ.ά.

Hollas: 27-39, 1-8
Bernath: 7-11, 21-34
McHale: 48-51, 153-170
Softley (en): 17-18
Brown (en): 14-17
ΑΣΦ: 108-109, 194-197
Κατσάνου: 285-294

Ασκήσεις

Άσκηση 1: Η διπλή γραμμή D του νατρίου έχει μέση τιμή μήκους κύματος 589.29 nm. Να γράψετε την συχνότητα, τον κυματαριθμό, την ενέργεια (σε J και eV) του φωτονίου. Σε ποια φασματική περιοχή βρίσκεται αυτή η γραμμή;

18/10/2024: Ατομική φασματοσκοπία: Υδρογονοειδή άτομα, κυματοσυναρτήσεις, σύζευξη τροχιακής στροφορμής και spin, λεπτή υφή, υπέρλεπτη υφή. Φάσματα αλκαλίων και θεωρία κβαντικού ελλείμματος για άτομα αλκαλίων

Hollas: 34-39, 1-12
Bernath: 109-124, 137-141
Softley: 8-25, 29-35
Sobelman: 3-15, 34-37, 156-162
ΑΣΦ: 109-127
Κατσάνου: 278-285

Φάσματα H, O, He, Ne, Ar, Na, Li, ήλιου

Ασκήσεις

Άσκηση 2: Σε τι κυματαριθμό εμφανίζει πιο έντονη εκπομπή ένα (μέλαν) σώμα θερμοκρασίας 37 °C; Σε ποια περιοχή του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος αντιστοιχεί αυτή;

Άσκηση 3: Πόσα ηλεκτρόνια έχει το ¹⁰⁸Ag⁴⁶⁺;

Άσκηση 4: Σε τι κυματαριθμό και μήκος κύματος παρατηρείται η 4η γραμμή Balmer;

25/10/2023: Ατομική φασματοσκοπία: Σφαιρικές αρμονικές, διπολική ροπή μεταπτώσεως και συντελεστές Einstein. Επίδειξη φασματοφωτομέτρων ορατού-υπεριώδους, όρια ορατού φάσματος. Επίδειξη φλόγας λύχνου Bunsen.

1/11/2024: Περιστροφική φασματοσκοπία: Ενέργεια, στροφορμή και ροπή αδράνειας μορίων, υπολογισμός ροπής αδράνειας, τύποι στρόβων. Διατομικά και γραμμικά μόρια: Χαμιλτωνιανή, κβαντικοί αριθμοί, ιδιοτιμές ενέργειας και στροφορμής, κυματοσυναρτήσεις, εκφυλισμός, κανόνες επιλογής, κατανομή πληθυσμών, θέσεις κορυφών, μορφή φασμάτων, ισοτοπική αντικατάσταση.

Brown: 21-26 (18-22)
Hollas: 103-111
Bernath: 169-173
McHale: 209-212
Carrington: 146-152
Levine: 165-168
ΑΣΦ: 201-210

Κύριοι άξονες περιστροφής

Ασκήσεις

Άσκηση 5: Χρησιμοποιώντας γεωμετρικά δεδομένα από το CRC Handbook of Chemistry and Physics (9- 15-41) να υπολογίσετε τις ροπές αδράνειας των μορίων HBr, C₂H₂, HCCD και τις φασματοσκοπικές τους σταθερές περιστροφής σε cm^-1. Να χρησιμοποιήσετε τις μάζες των πιο άφθονων ισοτόπων όπου αυτά δεν είναι εμφανή.

8/11/2024: Περιστροφική φασματοσκοπία πολυτομικών μορίων: Χαμιλτόνιος τελεστής, κβαντικοί αριθμοί, ιδιοτιμές ενέργειας και στροφορμής, κυματοσυναρτήσεις, εκφυλισμός, κανόνες επιλογής, φυγοκεντρική διόρθωση, μορφές φασμάτων.

Brown: 26-29
Bernath: 174-176, 185-200
Zare: 85-86, 89
Hollas: 103-105, 113-114
Banwell: 31-50
Levine: 195-213

Γεωμετρικά χαρακτηριστικά μορίων και φασματοσκοπικές σταθερές περιστροφής

Ασκήσεις

Άσκηση 6: Οι περιστροφικές μεταπτώσεις του ¹²C³²S στην θεμελιώδη δονητικη κατάσταση παρατηρούνται στα μικροκύματα στις συχνότητες 48990.978 MHz (J=0→1), 97980.950 MHz (J=1→2), 146969.033 MHz (J=2→3), 195954.226 MHz (J=3→4). Να υπολογίσετε τις φασματοσκοπικές σταθερές που περιγράφουν τις μεταπτώσεις. Υπολογίστε το μήκος δεσμού στην θεμελιώδη δονητική κατάσταση.

Επιστροφή στην ιστοσελίδα του μαθήματος Μοριακή Φασματοσκοπία.