Propozycje wykładów monograficznych na rok akademicki 2026/27
1. Podstawy spektroskopii absorpcyjnej i emisyjnej promieniowania X
Prowadzący: dr hab. Wojciech Olszewski | Wymiar godzin: 30h wykład
Wykład poświęcony jest fizycznym podstawom oddziaływania promieniowania rentgenowskiego z materią. Celem kursu jest przedstawienie mechanizmów absorpcji i emisji promieniowania X, ze szczególnym uwzględnieniem metod analizy struktury elektronowej i chemicznej materiałów przy użyciu technik spektroskopowych.
W ramach wykładu omówione zostaną podstawowe prawa opisujące absorpcję i emisję promieniowania X, struktura krawędzi absorpcyjnych oraz zależność współczynników absorpcji od energii fotonów i liczby atomowej pierwiastków. Szczególna uwaga zostanie poświęcona technikom XAS (z ang. X-ray Absorption Spectroscopy), obejmującym obszary bliski krawędzi absorpcji XANES, jak i daleki od krawędzi EXAFS, umożliwiającym badanie lokalnej struktury atomowej i stanów utlenienia. W części dotyczącej spektroskopii emisyjnej przedstawione zostaną mechanizmy generacji promieniowania charakterystycznego, reguły przejść elektronowych oraz podstawy techniki XES (z ang. X-ray Emission Spectroscopy).
Wykład obejmuje również zagadnienia instrumentalne, takie jak źródła promieniowania X, monochromatory, detektory oraz konfiguracje eksperymentalne stosowane w laboratoriach synchrotronowych i aparaturze laboratoryjnej. Omawiane będą przykłady zastosowań spektroskopii rentgenowskiej w fizyce ciała stałego, chemii materiałowej, nanotechnologii i badaniach biologicznych.
Kurs skierowany jest do studentów fizyki II stopnia posiadających podstawową wiedzę z zakresu mechaniki kwantowej, fizyki atomowej i elektromagnetyzmu. Jego celem jest przygotowanie uczestników do samodzielnej interpretacji widm rentgenowskich oraz do wykorzystania nowoczesnych metod spektroskopowych w pracy badawczej i eksperymentalnej.
2. Optyka kwantowa
Prowadzący: prof. dr hab. Mirosław Brewczyk | Wymiar godzin: 45h wykład
Program: Oddziaływanie atomu z polem elektromagnetycznym w przybliżeniu półklasycznym (przejścia wielofotonowe, oscylacje Rabiego), kwantowanie pola elektromagnetycznego, fluktuacje próżni (przesunięcie Lamba, emisja spontaniczna), stany kwantowe pola (stany Focka, stany koherentne, stany termiczne, stany ściśnięte), kwantowa teoria spójności (interferometr Michelsona, interferometr Hanbury-Browna i Twissa, kwantowe funkcje korelacji, spójność pierwszego rzędu, spójność wyższych rzędów), oddziaływanie atomu z polem elektromagnetycznym w opisie kwantowym, model Jaynesa-Cummingsa, optyczne równania Blocha, fluorescencja rezonansowa.
Proponowane podręczniki:
- D.F. Walls, G.J. Milburn, Quantum optics, Springer, New York 1994.
- H. Haken, Światło – fale, fotony, atomy, PWN, Warszawa 1993.
- L. Allen, J.H. Eberly, K. Rzążewski, Rezonans optyczny, PWN, Warszawa 1981.
Literatura uzupełniająca:
- H.J. Carmichael, Statistical methods in quantum optics, Springer Verlag, Berlin 2002
- P. Meystre, Atom optics, Springer Verlag, New York 2001
- Nonclassical effects in quantum optics, AIP, New York 1991
3. Własności zdegenerowanych gazów atomowych
Prowadzący: prof. dr hab. Mirosław Brewczyk | Wymiar godzin: 30h wykład
Program: Nieoddziałujący gaz Bosego (gęstość stanów, temperatura krytyczna, obsadzenie kondensatu, ciepło właściwe), oddziaływanie atomów z polami magnetycznym i elektrycznym (efekt Zeemana struktury nadsubtelnej, polaryzowalność w stałym i oscylującym polu elektrycznym), pułapkowanie i chłodzenie atomów (magnetyczne pułapki: kwadrupolowa, TOP i Ioffe-Pritcharda, siły działające na atom w polu światła laserowego chłodzenie dopplerowskie, pułapki optyczne), oddziaływania między atomami (kwantowa teoria rozpraszania, długość rozpraszania, efektywne oddziaływanie, rezonanse Feshbacha), teoria kondensatu Bosego-Einsteina (równanie Grossa-Pitajewskiego, stan podstawowy kondensatu, przybliżenie Thomasa-Fermiego, długość zabliźniania, drgania kolektywne kondensatu, wiry i solitony w kondensacie, mikroskopowa teoria gazu Bosego, transformacja Bogoliubowa, wzbudzenia elementarne, opróżnienie kondensatu).
Proponowane podręczniki:
- C.J. Pethick, H. Smith, Bose-Einstein condensation in dilute gases, Cambridge University Press, Cambridge 2002.
- L.P. Pitaevski, S. Stringari, Bose-Einstein condensation, Oxford University Press, Oxford 2003.
4. Algebry Clifforda i grupy Spin
Prowadzący: prof. dr hab. Jan Cieśliński | Wymiar godzin: 30h wykład
Program:
- Grupy obrotów O(2), O(3). Kąty Eulera.
- Izomorfizm so(3) ≈ su(2) ≈ E³.
- Kwaterniony.
- Grupa Lorentza i grupa SL(2,C). Spinory.
- Twierdzenie Cartana-Dieudonné.
- Iloczyn tensorowy. Tensory.
- Iloczyn Clifforda. Definicja algebry Clifforda.
- Grupy: Lipschitza, Pin i Spin.
- Algebry Clifforda w geometrii: izometrie, transformacje Möbiusa.
- Twierdzenie Witta.
- Reprezentacja spinorowa algebry Clifforda. Macierze Diraca.
- Algebry Clifforda w fizyce: równania Maxwella, równanie Diraca.
- Spinory Diraca, spinory Weyla, spinory Majorany.
- Izomorfizmy algebr Clifforda.
- Reprezentacje macierzowe algebr Clifforda.
Proponowane podręczniki:
- P. Lounesto, Clifford algebras and spinors, CUP 2003
Literatura uzupełniająca:
- Lectures on Clifford (geometric) algebras and applications, red. R. Abłamowicz, G. Sobczyk, Birkhäuser 2004
- J.T. Łopuszański, Rachunek spinorów, PWN
5. Ogólna teoria względności
Prowadzący: prof. Piotr Jaranowski | Wymiar godzin: 30h wykład
Na wykładzie zostaną omówione narzędzia matematyczne (elementy geometrii różniczkowej) oraz intuicje fizyczne niezbędne do uzasadnienia równań Einsteina oraz zostaną przedyskutowane najważniejsze rozwiązania tych równań: czarne dziury, modele kosmologiczne i fale grawitacyjne.
6. Programowanie aplikacji mobilnych w B4A
Prowadzący: dr Cezary Walczyk | Wymiar godzin: 30h lab + 15h wykład
Tworzenie od podstaw aplikacji współpracujących z układami elektronicznymi z rodziny Arduino, działających na urządzeniach z systemem Android.
7. Wprowadzenie do Netgen/NGSolve
Prowadzący: dr Cezary Walczyk | Wymiar godzin: 30h lab + 15h wykład
Pythonowe podstawy symulacji FEM w środowisku Netgen/NGSolve.
8. Wprowadzenie do fizyki powierzchni i cienkich warstw
Prowadzący: dr Josif Sveklo | Wymiar godzin: 30h wykład
Program:
- Definicja powierzchni. Wskaźniki Millera. Notacja macierzowa. Notacja Wooda. Rekonstrukcja powierzchni.
- Technika próżniowa. Przygotowanie czystej powierzchni.
- Techniki wzrostu warstw: MBE, rozpraszanie jonowe, PLD.
- Oddziaływanie elektronów z powierzchnią. Rozpraszanie. Plazmony. Elektrony Auger'a. AES. Dyfrakcja elektronów. Konstrukcja Ewalda. LEED, RHEED.
- Konstrukcja dział elektronowych i spektrometrów.
- Skład chemiczny. XPS.
- Morfologia powierzchni. SEM.
- Struktura krystaliczna. TEM.
- Mikroskopia Skaningowa. STM, AFM, MFM, SNOM, magnetometria NV-centrów.
Literatura:
- H. Lueth, Solid Surfaces, Interfaces and Thin Films, 6th ed., 2015
- H. Ibach, Physics of Surfaces and Interfaces, 2006
- D.L. Allara, R.L. Opila, Surface and Interface Science, 2025