Předmět Lasery v analytické chemii (C7080)

Na serveru studentino.cz naleznete nejrůznější studijní materiály: zápisky z přednášek nebo cvičení, vzorové testy, seminární práce, domácí úkoly a další z předmětu C7080 - Lasery v analytické chemii, Přírodovědecká fakulta, Masarykova univerzita (MU).

Materiál	Typ	Datum	Počet stažení

Cíl

Student získá základní vědomosti o principech laserů a jejich aplikace v chemické analýze materiálů, životního prostředí a řízení a kontrole technologických procesů, základním a kosmickém výzkumu.

Osnova

1. Principy laserové techniky: Einsteinovy zákony pro emisi a absorpci záření, pojem koherence záření, inverzní populace, metastabilní stavy atomů a molekul, aktivní prostředí.2. Zesilovač a generátor záření. Optická zpětná vazba, rezonátory, módy, kvalita Q, pojem Q-modulace. Modulace aktivní a pasivní, synchronizace módů, femtosekundové oscilátory.3. Aktivní prostředí laserů: Plynové lasery (He-Ne,), energetické diagramy; molekulové CO2, N2, HCN lasery; lasery v pevné fázi (rubínový a Nd-YAG), optické čerpání, pulsní a kontinuální provoz; iontové lasery (Ar); excimerové lasery (KrF); polovodičové lasery (GaAs, CdHgSeTe); chemické lasery (HF).4. Plynule laditelné lasery barvivové (Rhodamin), pevnolátkové (Safír:Ti), frekvenční a spektrální vlastnosti, konstrukce jednomódových laditelných laserů. Pulsní lasery, koherence a frekvenční spektrum záření krátkých impulsů.5. Výkonové parametry laserů: Kontinuální, šum a stabilita; Pulzní výkon, délka pulsů, stabilita.6. Laserové záření a optické vlastnosti materiálů, průchod elmag. záření hmotným prostředím, nelineární optika; absorpce záření v povrchových vrstvách pevných materiálů.7. Analytické aplikace s využitím vysoké koncentrace energie v paprsku: Laserová ablace pro povrchovou a lokální analýzu materiálů v kombinaci s dalšími spektrálními metodikami (AAS, ICP, OES); laserová jiskra v emisní spektrometrii, MALDI.8. Laserová spektrometrie nenasycených stavů: atomová fluorescence fotoionizace (jedno- a dvoufotonová) a její analytické aplikace (LEI), Ramanova spektrometrie, absorpční spektrometrie UV-VIS-IR s vysokým rozlišením, optoakustická spektrometrie, absorpční spektrometrie nízkých absorbancí.9. Laserová spektrometrie nasycených stavů (saturační spektrometrie) bezdopplerovská absorpční spektrometrie jedno- a dvoufotonová, frekvenční standardy, absorpční spektrometrie vysokých absorbancí, heterodynní spektrometrie.10. Detekce jednotlivých atomů a molekul, prostorová orientace molekul v pevné fázi, prostorová strukturní analýza v nanotechnologiích a biologii.11. Analýza vzdálených objektů pomocí LIDARu: analýza plynných emisí, smogu, bojových plynů. Analýza nebezpečných vzorků na dálku: spektrální analýza radioaktivního odpadu, vzorků za vysokých teplot (pece, reaktory), nedostupných (stožáry, vrty).12. Dálkový průzkum Země a zemské atmosféry (heterodynní nelineární spektrometrie, analýza gravitačního pole).

Literatura

doporučená literaturaHÁBOVČÍK, Peter. Lasery a fotodetektory. 1. vyd. Bratislava: Alfa, vydavateľstvo technickej a ekonomickej literatúry, 1990. 318 s. ISBN 80-05-00526-1. infoENGST, Pavel a Milan HORÁK. Aplikace laserů. 1. vyd. Praha: Státní nakladatelství technické literatury, 1989. 204 s. infoneurčenoLETOCHOV, Vladilen Stepanovič. Lazernaja fotoionizacionnaja spektroskopija. Moskva: Nauka, 1987. 320 s. infoŽAROV, Vladimir Pavlovič a Vladilen Stepanovič LETOCHOV. Lazernaja optiko-akustičeskaja spektroskopija. Moskva: Nauka, 1984. 319 s. info

Požadavky

Znalost analytické chemie na úrovni základní přednášky. Znalost fyziky na úrovni střední školy.

Garant

doc. Mgr. Karel Novotný, Ph.D.

Vyučující

doc. Mgr. Karel Novotný, Ph.D.