Topic outline

  • Tervetuloa opiskelemaan kvanttikemiaa ja spektroskopiaa!

    Atomirakenne ja spektroskopia (ARS) on 5 op fysikaalisen kemian kurssi, jossa tutustutaan kvanttimekaniikan perusteisiin. Kurssi aloitetaan perehtymällä yksinkertaisimpiin kvanttimekaanisiin malleihin. Sen jälkeen näitä sovelletaan erityisesti pyörimis- ja värähdysspektroskopian sekä atomien rakenteen ymmärtämiseen. Navigointi kurssin sivustolla tapahtuu vasemmalla olevan sivupalkin avulla.

    Kuvalähde: Randall Mundoe, xkcd, haettu 4.1.2021

    • Forum icon
      Ilmoitukset Forum
    • Questionnaire icon
      Kuinka moni aikoo palauttaa ongelmia ruotsiksi? Questionnaire
    • File icon
      Kurssin tulokset File PDF
    • File icon
      Kurssin tulokset (Excel) File XLSX

    • Kurssin aikana kehitetään seuraavia taitoja:

      I) Oppimistaitojen osalta opiskelija

      • kehittää ongelmanratkaisutaitojaan ja pystyy ratkaisemaan myös tavallista avoimempia ongelmia.
      • rutinoituu perehtymään kurssimateriaaliin ennen lähiopetusta.
      • oppii tarkkailemaan omaa lukemistaan ja pystyy selittämään, mikä luetussa tekstissä on haastavaa.
      • syventää taitojaan kriittisesti arvioida omia ja muiden opiskelijoiden töitä.

      II) Kvanttimekaniikan perusteiden osalta opiskelija

      • tuntee kvanttimekaniikan keskeisimpiä käsitteitä ja ilmiöitä, kuten:
        • Schrödingerin yhtälö
        • aaltofunktio
        • kvantittuminen
        • Heisenbergin epätarkkuusperiaate
        • spin
      • osaa soveltaa näitä kvalitatiivisella ja kvantitatiivisella tasolla kemian ongelmiin.

      III) Atomien rakenteeseen liittyen opiskelija

      • pystyy käyttämään yksinkertaisia kvanttimekaanisia malleja (esim. hiukkanen laatikossa, harmoninen värähtelijä, pyörimisliike) hiukkasten käyttäytymisen kuvaamiseen.
      • osaa soveltaa näitä malleja spektroskopisten ilmiöiden tarkastelussa.
      • hahmottaa yksinkertaisimman atomimallin (vetyatomi) välityksellä, miten kvanttimekaniikan periaatteet näkyvät atomien rakenteessa ja jaksollisessa järjestelmässä.

      IV) Spektroskopian alalla opiskelija

      • tuntee eri spektroskopian lajeja ja osaa soveltaa kvanttimekaanista kuvaa atomeista ja molekyyleistä säteilyn ja aineen vuorovaikutuksen kuvaamiseen.
      • pystyy luokittelemaan eri spektroskopialajit vuorovaikutuksen tyypin ja säteilyn energian mukaan (molekyylien pyöriminen, värähtely sekä elektroniset siirtymät).
      • osaa yksinkertaisissa systeemeissä yhdistää spektroskopista dataa kvanttimekaniikan teoriaan kemiallisesti mielenkiintoisten ominaisuuksien, kuten sidospituuksien ja dissosioitumisenergioiden selvittämiseksi.