Spektroskopia molekularna 1100-4BM25

Wykład ma za zadanie przedstawienie podstawowych zagadnień, pojęć i metod współczesnej spektroskopii molekularnej wraz z ich wykorzystaniem w eksperymentach biofizycznych.
Program wykładu i zagadnienia na ćwiczeniach.
1. Fizykochemiczne podstawy spektroskopii (rekapitulacja; 1 wykład)
- struktura cząsteczki, symetria i tablice charakterów grup, konformacja
- dynamika ruchów molekularnych, model dyfuzyjny
2. Oddziaływanie promieniowania elektromagnetycznego z cząsteczkami (3
wykłady)
- energia cząsteczki i makroskopowego układu cząsteczek, diagram
Jabłońskiego
- prawdopodobieństwo przejścia (złota reguła Fermiego), moment
dipolowy, absorpcja, emisja, rozpraszanie Ramana i tensor
polaryzowalności, reguły wyboru
- klasyfikacja i ogólna charakterystyka metod spektroskopii, parametry
opisu widma
- techniczne podstawy rejestracji widm, lasery, spektroskopia
fourierowska
3. Spektroskopia absorpcyjna i ramanowska w podczerwieni (IR) (2 wykłady)
- widma oscylacyjno-rotacyjne cząsteczek dwuatomowych
- widma oscylacyjne cząsteczek wieloatomowych, drgania normalne,
częstość grupowa (charakterystyczna)
- struktura rotacyjna pasm oscylacyjnych, tensor momentu bezwładności,
oddziaływanie Coriolisa
- widma aktywności optycznej Ramana (ROA) i wibracyjnego dichroizmu
kołowego (VCD)
4. Spektroskopia w bliskim nadfiolecie i w zakresie widzialnym (UV VIS) (3
wykłady)
- absorpcyjne widma elektronowe, reguła Francka-Condona
- chromofor i diagram Kasha, sprzężenie wibronowe
- fluorescencja i fosforescencja, metody stacjonarne i czasowo-
rozdzielcze, spektroskopia korelacji fluorescencji (FCS)
- wygaszanie stanów wzbudzonych, rezonansowy transfer energii (FRET)
- dichroizm kołowy (CD), dichroizm liniowy (LD), rezonansowy efekt
Ramana (RR)
5. Magnetyczny rezonans jądrowy (NMR) i elektronowy rezonans
paramagnetyczny (EPR) (4 wykłady)
- rezonans magnetyczny jądra w ujęciu kwantowym i rezonans
makroskopowego układu jąder w ujęciu klasycznym
- oddziaływania jądro-jądro i jądro-elektron
- widma w ciele stałym i widma wysokiej zdolności rozdzielczej
- wymiana chemiczna, relaksacja jądrowa, jądrowy efekt Overhausera
(NOE)
- rezonans magnetyczny elektronu i widma EPR
6. Współczesne techniki spektroskopowe i zastosowania spektroskopii w
biofizyce, chemii i biologii (2 wykłady)
- techniki wielowymiarowe
- spektroskopia pojedynczej cząsteczki (SMS)
- przykładowe zastosowania spektroskopii molekularnej.

Nakład pracy studenta:

Wykład = 30 godzin

Ćwiczenia rachunkowe = 30 godzin

Samodzielne przygotowanie do wykładu i ćwiczeń (2 godz. tygodniowo) ok. 30 godzin.

Przygotowanie do egzaminu ok. 30 godzin

Razem ok. 120 godzin.

Obowiązkowe ćwiczenia poświęcone są:
(a) rozwiązywaniu problemów rachunkowych z zakresu fizyki podstaw spektroskopii;
(b) analizie wybranych, przykładowych widm z różnych działów spektroskopii.
Dopuszczalna jest maksymalnie dwukrotna (nieusprawiedliwiona) nieobecność na ćwiczeniach.

Opis sporządził: Ryszard Stolarski, luty 2019