PřF:C7080 Lasery v analytické chemii - Informace o předmětu

C7080 Lasery v analytické chemii

Rozsah

2/0/0. 2 kr. (příf plus uk plus > 4). Doporučované ukončení: zk. Jiná možná ukončení: k.

Vyučující

doc. Mgr. Karel Novotný, Ph.D. (přednášející)

Garance

doc. Mgr. Karel Novotný, Ph.D.
Ústav chemie – Chemická sekce – Přírodovědecká fakulta

Rozvrh

Čt 10:00–11:50 C14/207

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.

Mateřské obory/plány

• Analytická chemie (program PřF, N-CH)

Cíle předmětu

Principy 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

• HÁBOVČÍK, Peter. Lasery a fotodetektory. 1. vyd. Bratislava: Alfa, 1990, 318 s. info
• ENGST, Pavel a Milan HORÁK. Aplikace laserů. Vyd. 1. Praha: SNTL - Nakladatelství technické literatury, 1989, 204 s. URL info
• LETOCHOV, Vladilen Stepanovič. Lazernaja fotoionizacionnaja spektroskopija. Moskva: Nauka. Glavnaja redakcija fiziko-matematičeskoj literatury, 1987, 318 s. info
• ŽAROV, Vladimir Pavlovič a Vladilen Stepanovič LETOCHOV. Lazernaja optiko-akustičeskaja spektroskopija. Moskva: Nauka, 1984, 319 s. info

Výukové metody

teoretcká příprava

Metody hodnocení

přednáška, ústní zkouška

Informace učitele

http://www.chemi.muni.cz/~lpca/

Další komentáře

Studijní materiály
Předmět je dovoleno ukončit i mimo zkouškové období.
Předmět je vyučován každoročně.

• Statistika zápisu (podzim 2011, nejnovější)
  
• Permalink: https://is.muni.cz/predmet/sci/podzim2011/C7080