Elektryczne i optyczne własności cząsteczek

Treści merytoryczne:

Podstawy elektrostatyki klasycznej: ładunki punktowe, gęstość ładunku, oddziaływanie Coulomba, pole elektryczne, potencjał elektrostatyczny, rozwinięcie multipolowe. Definicja multipoli: dipola, kwadrupola, oktupola, 2Npola, konwencje Buckinghama, własności symetrii multipoli, zależność od układu współrzędnych, interpretacja fizyczna. Hamiltonian cząsteczki w zewnętrznym polu elektrycznym, rozwinięcie energii potencjalnej w szereg Taylora, definicje statycznej polaryzwolności dipolowej, polaryzowalności multipolowej, hiperpolaryzowalności. Molekularne własności elektryczne w spektroskopii, opisie oddziaływań międzycząsteczkowych, optyce nieliniowej. Perturbacyjny opis statycznych własności elektrycznych, podstawy rachunku zaburzeń Rayleigha-Schrödingera (RSPT), twierdzenie Hellmanna-Feynmana, metoda sumowania po stanach (SOS), metoda skończonego zaburzenia, różniczkowanie numeryczne. Dynamiczne własności elektryczne, zjawisko rezonansu, przejścia elektronowe, krzywe dyspersyjne. Metoda rachunku zaburzeń w teorii Hartree-Focka: równania Coupled Perturbed Hartree-Focka (CPHF). Pochodne zaburzonej energii cząsteczki, techniki oparte na formalizmie mnożników Lagrange'a. Zależne od czasu równania Hartree-Focka (TDHF). Podstawy formalizmu teorii odpowiedzi.

Cele przedmiotu:

Przegląd najistotniejszych własności elektrycznych i optycznych cząsteczek oraz podstawowych metod ich teoretycznego wyznaczania.

Efekty kształcenia:

Po ukończeniu kursu student powinien znać definicje i podstawowe cechy własności elektrycznych i umieć uzasadnić wybór konkretnej metody wyznaczania własności.

Zalecana literatura:

1. L. Piela, Idee chemii kwantowej, PWN 2006,
2. P. Lazzeretti, Handbook of Molecular Physics and Quantum Chemistry, vol.3, ed. S. Wilson, Wiley 2003.