Kursplan för kalenderåret 2006
ATOM- OCH KÄRNFYSIK MED TILLÄMPNINGARFAF270
Atomic and Nuclear Physics with Applications

Antal poäng: 9. Betygskala: TH. Obligatorisk för: F3. Kursansvarig: Claes-Göran Wahlström, claes-goran.wahlstrom@fysik.lth.se, Fysik, kurslaboratoriet. Rekommenderade förkunskaper: Matematik: Kontinuerliga system, Fysik: Kvantfenomen och nanoteknologi. Prestationsbedömning: Kursens slutbetyg baseras på den skriftliga tentamen, vilken även behandlar de laborativa delarna av kursen. För slutbetyg krävs även godkända laborationer och godkänt projektarbete. Poängsatta delmoment: 3. Övrigt: Kursen ges av ett lärarlag, under ledning av R. Bengtsson, P. Kristiansson och C-G. Wahlström. Föreläsningar och övningar inom kvantmekanik, kärnfysik och atomfysik varvas under kursens gång. Hemsida: http://kurslab.fysik.lth.se/F3Fysik.

Mål
Kursen är en viktig del i ett större kurspaket i fysik där man utgående från kvantmekanik behandlar såväl grundläggande atom- och kärnfysik som tekniska tillämpningar, t. ex. laserteknik och miljömätteknik. Kursen skall ge en bred orientering om mikrokosmos och kvantfysik, men samtidigt göra ”djupdykningar” inom några valda delområden, dels för att träna kvantmekanisk problemlösning och dels för att väcka intresse för fortsatta studier inom områdena. Genom att lyfta fram viktiga tekniska tillämpningar skall kursen visa på det ömsesidiga beroendet mellan teknik och vetenskap. Stor vikt läggs på begreppsförståelse. Studenten skall uppmuntras att aktivt diskutera, förklara och reflektera över kursens innehåll.

Kunskapsmål
Efter genomgången kurs skall studenten

Färdighetsmål
Efter genomgången kurs skall studenten

Attitydmål
Kursen strävar efter att studenten skall

Innehåll
Kvantmekanikens formalism, fördjupat från tidigare kurser. Harmonisk oscillator. Sfärisk symmetri och rörelsemängdsmoment. Väteliknande atomer. Approximativa metoder. Beräkningar på problemställningar inom atom- och kärnfysik.

Atomers storlek och massa. Atommodeller. Elektronspinn och riktningskvantisering. Atomer i yttre elektriska och magnetiska fält. Koppling av rörelsemängdsmoment, konfiguration, term, nivå och subnivå. Centralfältsapproximationen och flerelektronsystem. Uppbyggnaden av det periodiska systemet. Spontan emission och urvalsregler. Stimulerad emission och laserverkan. Spektroskopiska tekniker.

Atomkärnors storlek, uppbyggnad och massa. Kärnmodeller. Stark och svag växelverkan. Radioaktivt sönderfall, alfa- beta- och gamma- emission. Kärnkollisioner. Fission och fusion. Strålnings växelverkan med materia. Kärnfysikalisk mätutrustning. Reaktorfysik, medicinska tillämpningar, jonstråleanalys och astrofysik.

Litteratur
Ohlén, G: Kvantvärldens fenomen - teori och begrepp, Studentlitteratur 2005.
Foot, C.J.: Atomic Physics. Oxford University Press 2004.
Johansson, S., Kristiansson, P., Malmqvist, K., Tapper, S: Introduktion till Kärnfysiken. KFS 2006.
Laborationshandledning, Atom- och Kärnfysik för F, KFS 2006

Poängsatta delmoment

Kod: 0104. Benämning: Teoridel.
Antal poäng: 5. Betygskala: TH. Prestationsbedömning: Skriftlig tentamen. Delmomentet omfattar: Teorin för kursens olika avsnitt, inklusive teorin för laborationerna.

Kod: 0204. Benämning: Laborationer.
Antal poäng: 3. Betygskala: UG. Prestationsbedömning: Aktivt deltagande. Skriftliga och/eller muntliga laborationsrapporter. Delmomentet omfattar: Experimentellt arbete i form av laborationer i små grupper, med obligatoriskt planerings- och redovisningsarbete.

Kod: 0304. Benämning: Projekt.
Antal poäng: 1. Betygskala: UG. Prestationsbedömning: Muntlig redovisning. Delmomentet omfattar: Fördjupade studier inom valfritt tillämpningsområde med direkt koppling till kursens innehåll i övrigt. Detta arbete kan antingen vara experimentellt eller teoretiskt.