Physique atomique et moléculaire
Niveau M1
"Connaître la structure et les propriétés des atomes et des molécules simples, soit isolés, soit en interaction avec un champ électromagnétique traité classiquement."
Mathieu Bertin, Christophe Prigent
1. L'atome d'hydrogène non relativiste
- L'atome d'hydrogène avant la mécanique quantique
- L'atome d'hydrogène quantique
- Conclusion
2. La structure fine et hyperfine des atomes à un électron
- L'interaction spin‐orbite
- Cas de la structure fine de l'atome d'hydrogène
- La structure hyperfine : rôle du noyau
- Résumé de la description de l'atome d'hydrogène
3. Hamiltonien d'une particule chargée dans un champ électromagnétique : cas des champs uniformes
- Hamiltonien classique
- Hamiltonien quantique
4. Interaction atome-rayonnement : cas général et règles de sélection
- Rappel sur les résultats de la théorie des perturbations dépendantes du temps
- Hamiltonien d'interaction atome‐rayonnement
- Règles de sélection des transitions dipolaires électriques
- Termes d'ordre supérieur dans le hamiltonien d'interaction
5. Interaction atome-rayonnement : probabilités de transition
- Les coefficients d'Einstein
- Les probabilités de transition
- Transfert d'impulsion, forme des raies
6. Les atomes complexes
- Systèmes de particules identiques
- Hamiltonien d'un atome complexe
- Approximation des électrons indépendants dans un potentiel central
- Niveaux d'énergie d'un atome complexe
7. Structure électronique des molécules diatomiques - Généralités
- Comparaison atomes-molécules
- Niveaux d'énergie et ordres de grandeur
- Énergie d'interaction entre deux atomes
- L'approximation de Born-Oppenheimer
- Propriétés des fonctions d'onde électroniques
8. Introduction de la méthode LCAO - La molécule H₂⁺
- Description de l'état fondamental
- Utilisation de la méthode des variations
- États liant et antiliant
- Qualité de la fonction d'onde obtenue
- Origine physique de la liaison chimique
- Les états excités de H₂⁺
9. La molécule H₂ et les molécules complexes
- La molécule H₂
- Les molécules complexes
10. Rotation-vibration des molécules diatomiques
- Vibration d'une molécule diatomique
- Rotation d'une molécule diatomique
- Transitions radiatives
Grands scientifiques de ce cours
- William Rowan Hamilton
- Albert Einstein
- Max Born
- Robert Oppenheimer