Ciencias de la Tierra (plan 2011) 2014-1

Obligatorias de Orientación, Espectroscopía (Física Atómica y Molecular)

Primera cita: Martes 6 de agosto. 9 am

Centro de Ciencias de la Atmósfera - UNAM
Salón APACCA 1, edificio principal 1er piso

El curso inicia el Martes 13 de agosto, 8:00-9:30

======================

ESPECTROSCOPIA (Física Atómica y Molecular)

Objetivo: Proporcionar al estudiante los conocimientos básicos de la estructura de átomos y
moléculas simples, así como introducirlo a las técnicas instrumentales y teóricas recientes
que se usan en el estudio de átomos y moléculas.

1. Introducción
1.1. Antecedentes históricos
1.2. Introducción a la mecánica cuántica
1.2.1.La Catástrofe del UV
1.2.2.El efecto fotoeléctrico
1.2.3.El efecto de Compton
1.2.4.El Modelo del Átomo
1.3. El Principio de Incertidumbre
1.4. La Ecuación de Schrödinger
1.4.1.Ejemplo: el péndulo
1.4.2.Movimiento en una dimensión
1.4.3.La Caja Potencial Unidimensional
1.4.4.La Iinterpretación de Born

2. Espectroscopía Atómica
2.1. El Átomo de Hidrógeno
2.1.1.La ecuación de Schrödinger del átomo de H
2.1.2.Solución de la ecn de Schrödinger para el átomo de H
2.1.3.Condiciones de la solución de del átomo de H
2.1.4.El espectro del átomo de H
2.1.5.Los orbitales Variación
2.2. Átomos Multielectrónicos
2.2.1.El principio de exclusión de Pauli
2.2.2.El “espín”
2.2.3.Configuraciones electrónicas – Símbolos
2.2.4.Orbitales de Campos Autoconsistentes (SCF)
2.2.5.Aproximación de Hartree
2.2.6.Principio de Variación
2.3. Instrumentación para la Espectroscopía Atómica
2.3.1.Conceptos básicos
2.3.2.Diagramas de energía
2.3.3.Espectros
2.3.4.AAS AES

3. Espectroscopía Molecular
3.1. Conceptos mecanico-cuánticos
3.1.1. La molécula mas simple: H2
3.1.2.La approximación de Born-Oppenheimer
3.1.3.El Método LCAO-MO
3.1.4.Principio de Variación
3.2. Moléculas Biatómicas
3.2.1.La Molécula de Hidógeno
3.2.2.Orbitales Moleculares
3.2.3.Símbolos
3.3. Rotación de Molecular
3.3.1.Descripción clásica de rotación
3.3.2.Descripción mecanico cuántica
3.3.3.Propiedades de la solución de la ec. de Schrödinger
3.3.4.Espectros de rotación
3.3.5.Población de niveles energéticos
3.4. Vibración Molecular
3.4.1.El Oscilador armónico Clásico
3.4.2.Solución Mecanico Cuántica del Oscilador armónico
3.4.3.Vibración de la Molécula Biatómica
3.5. Transiciones Vibra-Rotacionales
3.5.1.Ejemplos
3.6. Moléculas Multiatómicas
3.6.1.Teoría de Grupos
3.6.2.Reglas de Selección
3.6.3. CO2 y H2O
4. Conceptos generales de la Espectroscopía
4.1. Propiedades de la tadiación electromagnética
Radiación (radiación electromagnética, La velocidad de la luz, polarización, efectos
de Doppler, el espectro electromagnético.
4.2. Absorción de Radiación por Gases (protección contra rayos UV, en el visible e
infrarrojo, el efecto invernaderoPercepción remota de la atmósfera
4.2.1.Definición y aplicaciones
4.2.2.en el UV-visible
4.2.3.en el Infrarrojo y microondas
4.3. Corte transversal de absorción
4.4. Parámetros moleculares de la línea
4.4.1.Posición de la línea
4.4.2.Intensidad de la línea
4.4.3.Ensanchamiento por presión
4.4.4.Parámetros de desplazamiento
4.5. Resolución espectral y el ILS
4.6. Información de perfiles verticales
4.7. Dispersión (Mie, Raleigh, otros fenómenos)

5. Técnicas espectroscópicas
5.1. UV/visible
5.1.1.Dobson y Brewer
5.1.2.DOAS (activo y pasivo)
5.1.3.Satélites (GOMOS, SCHAMACHY, etc.)
5.2. Infrarrojo
5.2.1.FTIR
5.2.2.TLDAS
5.2.3.Celdas de paso múltiple (White, CRDS)
5.2.4.Trayectoria abierta
5.2.5.Absorción solar y lunar
5.2.6.Satélites (MIPAS, IASI, etc.)
5.3. Microondas
5.3.1.Instrumentación
5.3.2.GPS