Молекулярная спектроскопия

Молекулярная спектроскопия
Разделы
1.        Основные представления теории молекул

Электронная, колебательная и вращательная энергия молекулы. Типы молекулярных фотопереходов. Линейчатый, полосатый и непрерывный спектры. Адиабатическое приближение Борна-Оппенгеймера. Электронные и ядерные волновые функции двухатомной молекулы. Симметрия и классификация электронных термов гетероядерной и гомоядерной молекулы. Связь молекулярных термов с атомными.

2.        Методы вычисления электронных термов и волновых функций электронов

Метод валентных связей и метод молекулярных орбиталей. Метод линейных комбинаций атомных орбиталей (ЛКАО). Расчет электронных термов для молекулярного иона H_2^{+} и молекулы водорода. Корреляционные диаграммы. Метод Хартри-Фока. Понятие о корреляционных методах.

3.        Структура колебательно-вращательных уровней энергии молекулы

Приближение гармонического осциллятора и жесткого ротатора. Эффекты ангармонизма колебаний и взаимодействия колебаний с вращением, Λ-удвоение. Колебательно-вращательный квазиконтинуум. Модельные потенциалы. Влияние мультиплетности.

4.        Неадиабатические переходы

Области неадиабатичности. Пересечение и квазипересечение термов. Диабатический и адиабатический базисы. Теория Ландау-Зинера и ее обобщения. Применение теории Ландау-Зинера к описанию фотопроцессов с изменением электронного состояния молекулы.

5.        Излучение и поглощение света на связанно-связанных переходах

Излучение и поглощение света на связанно-связанных переходах. Правила отбора для электронных, колебательных и вращательных переходов. P-, Q-, R-ветви. Факторы Франка-Кондона в приближении Борна-Оппенгеймера. Вероятности, коэффициенты Эйнштейна, силы осцилляторов и сечения колебательно-вращательных и электронных переходов. Распределение интенсивностей в электронно-колебательно-вращательных спектрах.

6.        Комбинационное (рамановское) рассеяние

Структура колебательно-вращательного и вращательного спектра комбинационного рассеяния. Правила отбора.

7.        Свободно-связанные и свободно-свободные радиационные переходы в двухатомной молекуле

Свободно-связанные и свободно-свободные радиационные переходы в двухатомной молекуле. Структура спектров. Диффузные спектры. Предиссоциация.

8.        Основы нелинейной молекулярной спектроскопии

Основы нелинейной молекулярной спектроскопии. Двухфотонные переходы. Субдоплеровская спектроскопия. Правила отбора для двухфотонных переходов. Упрощение формы спектров. Методы нелинейной молекулярной спектроскопии. Population labelling и Polarization labelling.

9.        Многоатомные молекулы

Теория многоатомной молекулы. Поверхности потенциальной энергии.  Симметрия и классификация молекулярных термов. Типы колебаний и колебательные уровни энергии. Квантование вращения шарового, симметричного и асимметричного волчков.

 
Литература
1.     Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц, Квантовая механика (Наука, Москва, 1974).
2.     В.Б. Берестецкий, Е.М. Лифшиц, Л.П. Питаевский, Квантовая электродинамика (Наука, Москва, 1980).
3.     М.А.Ельяшевич, Атомная и молекулярная спектроскопия, Издание второе. Москва: Эдиториал УРСС, 2001
4.     Г.Герцберг, Спектры и строение двухатомных молекул, Москва: Издательство иностранной литературы, 1949.
5.     I.V. Hertel, C.-P. Schulz, Atoms, Molecules and Optical Physics 2. Molecules and Photons – Spectroscopy and Collisions, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2015
6.     W. Demtroder, Atoms, Molecules and Photons, 2nd ed., Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2010
7.     Н.Е. Кузьменко, Л.А. Кузнецова, Ю.Я. Кузяков, Проблемы описания интенсивностей электронных спектров двухатомных молекул в адиабатическом приближении, УФН 140, сс. 75-96 (1983).
8.     C.J. Cramer, Essentials of Computational Chemistry. Theories and Models, 2nd ed., John Wiley & Sons Ltd., Chichester, 2004
9.     V. Magnasco, Methods of Molecular Quantum Mechanics. An Introduction to Electronic Molecular Structure, John Wiley & Sons, Ltd., Chichester, 2009
10.     Z. Wang and H. Xia, Molecular and laser spectroscopy, Springer-Verlag 1991
11.     S. V. Khristenko, A. I. Maslov, V. P. Shevelko, Molecules and Their Spectroscopic Properties, Springer-Verlag 1998
12.     У. Фано, Л. Фано, Физика атомов и молекул (Наука, Москва, 1980).
13.     Е.Е. Никитин, Б.М. Смирнов, Атомно-молекулярные процессы в задачах с решениями (Наука, Москва, 1988).