Физика молекул и молекулярная спектроскопия

2019/2020

Учебный год

RUS

Обучение ведется на русском языке

5

Кредиты

Кто читает:

Базовая кафедра квантовой оптики и нанофотоники Института спектроскопии РАН

Статус:

Курс по выбору

Когда читается:

1-й курс, 1, 2 модуль

Преподаватель

Сурин Леонид Аркадьевич

Программа дисциплины

Аннотация

Дисциплина «Физика молекул и молекулярная спектроскопия» направлена на ознакомление студентов с основными оптическими явлениями в конденсированных средах, в том числе в новых материалах и наноструктурах. По окончании учебного курса студенты должны знать основные модели классические и квантовомеханические, описывающие оптические и спектральные свойства конденсированных сред, главные проявления процессов, происходящих в конденсированных средах, в оптических спектрах поглощения, люминесценции и комбинационного рассеяния, а также в информации, получаемой современными методами типа «накачка-зондирование».

Цель освоения дисциплины

• Ознакомление студентов с основными оптическими явлениями в конденсированных средах.
• Ознакомление студентов с основными оптическими явлениями в новых материалах и наноструктурах.
• студенты должны знать основные модели классические и квантовомеханические, описывающие оптические и спектральные свойства конденсированных сред, главные проявления процессов, происходящих в конденсированных средах, в оптических спектрах поглощения, люминесценции и комбинационного рассеяния, а также в информации, получаемой современными методами типа «накачка-зондирование».

Планируемые результаты обучения

• умеют оценить электромагнитный отклик конденсированных сред
• знает общие положения о химической связи и структуре молекул; основные характеристики уровней энергии, интенсивности переходов, ширина и форма спектральных линий; правила отбора
• умеет применять полученные знания для интерпретации спектров молекул различной природы
• применять полученные знания для интерпретации спектров графена
• умеют решать уравнения Максвелла в среде
• знает спектральные свойства современных материалов
• умеют определять свойства поляритонов
• знают о плазмонах в наночастицах и гетероструктурах
• знают и умеют решать задачи на определение электромагнитных свойств полупроводников
• умеют определять спин-орбитальные эффекты в полупроводниковых квантовых ямах
• умеют решать задачи на определение оптических свойств электронов в полупроводниковых гетероструктурах и сверхрешетках
• умеют решать задачи на комбинационное рассеяние света
• умеют вычислить электронное комбинационное рассеяние света в полупроводниках
• умеют вычислить спин-орбитальные эффекты при комбинационном рассеянии света в квантовых ямах
• умеют вычислить спектр примесного центра в кристаллической матрице
• умеют вычислить спин-гальванический эффект в полупроводниковых квантовых ямах

Содержание учебной дисциплины

• Электромагнитный отклик конденсированных сред
• Оптические свойства конденсированных сред и методы их исследования
• Оптика и спектроскопия графена
• Спектроскопия современных квантовых материалов
• Уравнения Максвелла в среде. Решения уравнений Максвелла для плоской границы раздела.
• Поверхностные волны. Поверхностные поляритоны.
• Поверхностные плазмоны. Плазмоны в наночастицах и гетероструктурах.
• Электромагнитные свойства полупроводников. Экситоны.
• Оптические свойства электронов в полупроводниковых гетероструктурах и сверхрешетках
• Спин-орбитальные эффекты в полупроводниковых квантовых ямах. Оптическая ориентация спинов
• Комбинационное рассеяние света
• Электронное комбинационное рассеяние света в полупроводниках
• Спин-орбитальные эффекты при комбинационном рассеянии света в квантовых ямах
• Спектр примесного центра в кристаллической матрице
• Спин-гальванический эффект в полупроводниковых квантовых ямах

Элементы контроля

• Коллоквиум
• Экзамен

Промежуточная аттестация

• Промежуточная аттестация (2 модуль)
  0.5 * Коллоквиум + 0.5 * Экзамен

Список литературы

Рекомендуемая основная литература

• Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. - Теоретическая физика. Т.8 Электродинамика сплошных сред - Издательство "Физматлит" - 2005 - 656с. - ISBN: 5-9221-0123-4 - Текст электронный // ЭБС ЛАНЬ - URL: https://e.lanbook.com/book/2234
• Физика твердого тела: Учебное пособие / Ю.А. Стрекалов, Н.А. Тенякова. - М.: ИЦ РИОР: НИЦ Инфра-М, 2013. - 307 с.: 60x90 1/16. - (Высшее образование: Бакалавриат). (переплет) ISBN 978-5-369-00967-3 - Режим доступа: http://znanium.com/catalog/product/363421

Рекомендуемая дополнительная литература

• Матухин В.Л., Ермаков В.Л. - Физика твердого тела - Издательство "Лань" - 2010 - 224с. - ISBN: 978-5-8114-0923-5 - Текст электронный // ЭБС ЛАНЬ - URL: https://e.lanbook.com/book/262
• Савельев И.В. - Курс общей физики. В 5-и тт. Том 5. Квантовая оптика. Атомная физика. Физика твердого тела. Физика атомного ядра и элементарных частиц - Издательство "Лань" - 2011 - 384с. - ISBN: 978-5-8114-1211-2 - Текст электронный // ЭБС ЛАНЬ - URL: https://e.lanbook.com/book/708
• Тимофеев В.Б. - Оптическая спектроскопия объемных полупроводников и наноструктур - Издательство "Лань" - 2015 - 512с. - ISBN: 978-5-8114-1745-2 - Текст электронный // ЭБС ЛАНЬ - URL: https://e.lanbook.com/book/56612