Spektroskopické metody kvazielastického, Brillouinova a Ramanova rozptylu
a jejich aplikace při studiu anorganických, organických a biologických
látek. Rezonanční a povrchově zesílený Ramanův rozptyl. Ramanova
spektroskopie nelineární a časově rozlišená.
Poslední úprava: BAUMRUK/MFF.CUNI.CZ (23.05.2008)
Techniques of quasielastic, Brillouin and Raman scattering and their application to inorganic, organic and biological materials. Resonance and surface-enhanced Raman scattering. Non-linear techniques in Raman spectroscopy. Time-resolved Raman scattering.
Cíl předmětu -
Poslední úprava: BAUMRUK/MFF.CUNI.CZ (23.05.2008)
Cílem předmětu je seznámit studenty s metodami optické spektroskopie, které jsou založeny na rozptylu světla.
Poslední úprava: BAUMRUK/MFF.CUNI.CZ (23.05.2008)
Students will be acquainted with the techniques of optical spectroscopy based on light scattering and their applications in physics.
Podmínky zakončení předmětu - angličtina
Poslední úprava: prof. RNDr. Vladimír Baumruk, DrSc. (30.10.2019)
Oral Exam, 3 questions
Literatura -
Poslední úprava: BAUMRUK/MFF.CUNI.CZ (23.05.2008)
Prosser V. a kol.: Experimentální metody biofyziky (kapitola 6 - Metody optické spektroskopie), Academia, Praha 1989.
Fišer J.: Úvod do molekulové symetrie (vybrané kapitoly), SNTL, Praha 1980.
Demtröder W: Laser spectroscopy (kapitola 4 a 9), Springer, Berlin 1981.
Methods of Experimental Physics vol. 20: Biophysics (Ehrenstein G, and Lecar H., Eds.) (kapitola 3 a 7), Academic Press, New York 1982.
Twardowski J., Anzenbacher P.: Raman and IR Spectroscopy in Biology and Biochemistry, Ellis Horwood, Chichester 1994.
Carey P. R.: Biochemical Applications of Raman and Resonance Raman Spectroscopies, Academic Press, New York 1982.
Creery R. L.: Raman Spectroscopy for Chemical Analysis, Wiley-Interscience, New York 2000.
Handbook of Vibrational Spectroscopy vol. 1-5 (Chalmers J.M., and Griffiths, Eds.), John Wiley and Sons, Chichester 2002.
Poslední úprava: BAUMRUK/MFF.CUNI.CZ (23.05.2008)
Harris D. C., Bertolucci M. D.: Symmetry and Spectroscopy (selected chapters), Oxford University Press, New York 1978.
Demtröder W: Laser spectroscopy (chapters 4 and 9), Springer, Berlin 1981.
Methods of Experimental Physics vol. 20: Biophysics (Ehrenstein G, and Lecar H., Eds.) (chapters 3 a 7), Academic Press, New York 1982.
Twardowski J., Anzenbacher P.: Raman and IR Spectroscopy in Biology and Biochemistry, Ellis Horwood, Chichester 1994.
Carey P. R.: Biochemical Applications of Raman and Resonance Raman Spectroscopies, Academic Press, New York 1982.
Creery R. L.: Raman Spectroscopy for Chemical Analysis, Wiley-Interscience, New York 2000.
Handbook of Vibrational Spectroscopy vol. 1-5 (Chalmers J.M., and Griffiths, Eds.), John Wiley and Sons, Chichester 2002.
Metody výuky -
Poslední úprava: BAUMRUK/MFF.CUNI.CZ (23.05.2008)
přednáška
Poslední úprava: BAUMRUK/MFF.CUNI.CZ (23.05.2008)
lecture
Sylabus -
Poslední úprava: T_FUUK (15.05.2002)
1. Rozptylové jevy v přírodě.
Základní klasifikace rozptylových jevů - pružný a nepružný rozptyl světla. Nepružný rozptyl světla a optická spektroskopie.
2. Kvazielastický (dynamický) rozptyl světla (QELS).
Základy teorie dynamického rozptylu světla. Vlastnosti a způsob měření, informační obsah. Aplikace v biofyzice.
3. Brillouinův rozptyl.
Základní pojmy. Vlastnosti a způsob měření. Aplikace při studiu pevných látek a polymerních systémů.
4. Spontánní Ramanův rozptyl.
Základní vztahy a pojmy - polarizovatelnost, tenzor Ramanova rozptylu, depolarizační faktor. Nerezonanční Ramanův rozptyl - odvození základních vlastností, výběrová pravidla. Ramanův rozptyl jako metoda vibrační spektroskopie - srovnání s infračervenou absorpční spektroskopií. Rezonančně zesílený Ramanův rozptyl. Povrchově zesílený Ramanův rozptyl (SERS). Ramanova optická aktivita (ROA).
5. Základy měření Ramanových spekter.
Lasery jako zdroje excitujícího záření, monochromátory, fotonásobiče, mnohakanálové detektory. Polarizovaná měření v Ramanově spektroskopii. Vzorky a jejich příprava - plynné, kapalné a pevné vzorky, monokrystaly, prášky, tenké vrstvy. Metody zvyšování poměru signál/šum. Diferenční Ramanův rozptyl. Časové rozlišení v Ramanově spektroskopii.
6. Základy měření Ramanových spekter.
Symetrie molekul a výběrová pravidla ve vibrační spektroskopii. Interpretace vibračních spekter. Konformační citlivost. Příklady využítí při studiu struktury biomolekul a jejich interakcí.
7. Nelineární metody Ramanova rozptylu.
Hyper Ramanův rozptyl. Koherentní Ramanův rozptyl - stimulovaný Ramanův rozptyl, čtyřfotonové metody (CARS atd.).
Poslední úprava: T_FUUK (14.05.2004)
1. Scattering of light in nature.
Basic classification of scattering processes - elastic and inelastic light scattering. Inealstic light scattering and optical spectroscopy.
2. Quasi-Elastic (dynamic) light scattering (QELS).
Correlations in time and space: relationships to frequency spectra. Dynamic theory of light scattering. Principles of experimental detection, homodyne and heterodyne methods. Aplications in biophysics, translational and rotational diffusion, polydispersity, intramolecular motion.
3. Brillouin scattering.
Basic principles. Experimental techniques, Fabry-Perot interferometers. Aplications of Brillouin scattering to liquids, polymers and solids.
5. Modern Raman instruments and techniques.
Components of Raman spectrometers- excitation lasers, spectrographs, photomultipliers, multichannel detectors. Polarized measurements in Raman spectroscopy. Sample handling, gaseous, liquid and solid samples, singl ecrystals, powders, thin films. Signal-to-noise ratio and its improvement. Difference techniques.Time-resolved Raman spectroscopy. Micro-Raman spectroscopy and Raman imaging.
6. Interpretation of Raman spectra.
Molecular symmetry and selection rules in vibrational spectroscopy. Interpretation of vibrational spectra, band assignment. Structural sensitivity, conformational markers. Biophysical applications of Raman spectroscopy.
7. Nelinear techniques in Raman spectroscopy.
Hyper-Raman effect. Stimulated Raman scattering and its applications. Four-photon techniques - coherent anti-Stokes Raman scattering (CARS), inverse Raman and stimulated Raman gain spectroscopy. Time-resolved CARS.
