Рабочая программы дисциплины Лазерная спектроскопия Лекторы

Скачать 136.14 Kb.

Название	Рабочая программы дисциплины Лазерная спектроскопия Лекторы
Дата публикации	02.08.2015
Размер	136.14 Kb.
Тип	Реферат

100-bal.ru > Военное дело > Реферат

Рабочая программы дисциплины
1. Лазерная спектроскопия

2. Лекторы.

2.1. Доктор физико-математических наук, профессор, Фадеев Виктор Владимирович, кафедра квантовой электроники физического факультета МГУ,

victor_fadeev@mail.ru, vfadeev@physics.msu.ru

3. Аннотация дисциплины.

Курс посвящен физическим основам лазерной спектроскопии. Курс открывается обширным введением, содержащим основные понятия оптической спектроскопии и общий обзор проявлений свойств лазерного излучения в оптике и спектроскопии. Основные разделы курса посвящены изложению физических основ методов лазерной спектроскопии, в наибольшей степени отвечающих сформулированной выше цели курса. Эти методы разделены на три группы в соответствие с тем, какое из свойств лазерного излучения играет в них основную роль – интенсивность, когерентность (фазовые синхронизмы) или структура лазерных пучков.

4. Цели освоения дисциплины.

Цель курса– показать принципиально новые возможности, которые открылись в оптической спектроскопии с применением лазерных источников излучения, обрисовать крупными штрихами (без излишней детализации) «новый облик» спектроскопии.

5. Задачи дисциплины.

1. Закрепление ранее (в курсе оптики) полученных знаний о классических методах оптической спектроскопии.

2. Обзор новых эффектов в оптике как физической основы методов лазерной спектроскопии.

3. Изучение эффекта конкуренции мод резонатора лазера с однородно уширенной полосой люминесценции активной среды как основы метода лазерной внутрирезонаторной спектроскопии.

4. Изучение механизмов нелинейного поглощения излучения во встречных лазерных пучках (в том числе, провалов Беннета и Лэмба) как основы метода лазерной внутридоплеровской спектроскопии.

5. Закрепление и конкретизация полученных в курсе нелинейной оптики знаний о трёх- и четырёхчастотных когерентных нелинейных взаимодействиях световых волн как основе методов СПР и КАРС.

6. Изучение моделей формирования флуоресценции сложных (в том числе природных) органических соединений при возбуждении импульсами лазерного излучения как основы метода нелинейной лазерной флуориметрии.
6. Компетенции.

7.1. Компетенции, необходимые для освоения дисциплины.

ПК-1

7.2. Компетенции, формируемые в результате освоения дисциплины.

ПК-2

7. Требования к результатам освоения содержания дисциплины

В результате освоения дисциплины студент должен знать физические основы современных методов лазерной спектроскопии, их новые возможности в изучении вещества, в том числе живых систем. Знать методы получения и обработки информации об исследуемом веществе. Знать принципы построения лазерных спектрометров различного типа.
8. Содержание и структура дисциплины.

Вид работы	Семестр			Всего
Вид работы		8		Всего
Общая трудоёмкость, акад. часов	…	72…	…	72…
Аудиторная работа:	…	36…	…	36
Лекции, акад. часов	…	36	…	36…
Семинары, акад. часов	…	…	…	…
Лабораторные работы, акад. часов	…	…	…	…
Самостоятельная работа, акад. часов	…	36…	…	…36
Вид итогового контроля (зачёт, зачёт с оценкой, экзамен)	…	зачёт…	…	…

N раз- дела	Наименование раздела Разделы могут объединять несколько лекций	Трудоёмкость (академических часов) и содержание занятий Распределение общей трудоёмкости по семестрам указано в рабочих планах (приложение 7)				Форма текущего контроля
		Аудиторная работа			Самостоятельная работа Содержание самостоятельной работы должно быть обеспечено, например, пособиями, интернет-ресурсами, домашними заданиями и т.п.
		Лекции	Семинары	Лабораторные работы
1	Введение	1. 2 часа. Основные понятия оптической спектроскопии. Анализ возможных проявлений свойств лазерного излучения в традиционных методах спектроскопии – абсорбционной (трансмиссионной, оптокалориметрической), эмиссионной, спектроскопии рассеяния света. Общий обзор принципиально новых методов спектроскопии, связанных с применением лазеров. Обзор задач, решаемых методами лазерной спектроскопии. Возможности современной техники спектрального анализа..			2 часа. Работа с лекционным материалом. Решение задач по теме.	КР
1	Введение	2. 2 часа Общий обзор принципиально новых методов спектроскопии, связанных с применением лазеров. Обзор задач, решаемых методами лазерной спектроскопии. Прямые и обратные задачи спектроскопии. Алгоритмы решения обратных задач. Иллюстрация их применения на примере спектроскопии спонтанного комбинационного рассеяния. Возможности современной техники спектрального анализа..			2 часа. Работа с лекционным материалом. Решение задач по теме.	КР
2	Внутрирезонаторная лазерная спектроскопия (ВРЛС)	2 часа. Механизмы уширения и форма спектральных линий; естественная ширина линии; уширение полосы люминесценции ансамбля сложных органических соединений, доплеровское уширение линии.			2 часа. Работа с лекционным материалом. Решение задач по теме.	КР
		2 часа Принципы ВРЛС, традиционная схема ВРЛС.			2 часа. Работа с лекционным материалом. Решение задач по теме.	КР
		3. 2 часа. Метод конкурирующих пучков и схемы его реализации			2 часа. Работа с лекционным материалом. Решение задач по теме.	КР
3	Нелинейная внутридопплеровская спектроскопия	2 часа Традиционные (нелазерные) методы внутридопплеровской спектроскопии; лазерная спектроскопия насыщения во встречных пучках. Провалы Беннета и Лэмба.			2 часа Работа с лекционным материалом и решение задач по теме	КР
3	Нелинейная внутридопплеровская спектроскопия	2 часа Лазерная спектроскопия двухфотонного поглощения во встречных пучках.			2 часа. Работа с лекционным материалом. Решение задач по теме.	КР
4	Методы нелинейной когерентной лазерной спектроскопии	2 часа Физические основы методов нелинейной когерентной спектроскопии: нелинейная поляризуемость, фазовый синхронизм и его реализация в кристаллах; трёх- и четырёхчастотное взаимодействия световых волн.			2 часа Работа с лекционным материалом и решение задач по теме	КР
		2 часа Спектроскопия спонтанного параметрического рассеяния света (СПР): история открытия СПР; частотно-угловая структура СПР; техника спектроскопии СПР.			2 часа. Работа с лекционным материалом. Решение задач по теме.	КР
		2 часа Спектроскопия когерентного антистоксова Рамановского рассеяния (КАРС): физические основы КАРС.			2 часа Работа с лекционным материалом и решение задач по теме	КР
		2 часа Аналитические возможности КАРС; метод внутреннего репера в КАРС.			2 часа. Работа с лекционным материалом. Решение задач по теме.	КР
		2 часа Аплитудно-поляризационная и поляризационная КАРС; метод четырёхволновой спектроскопии на основе Керр-эффекта, индуцированного Рамановским рассеянием (RIKES).			2 часа. Работа с лекционным материалом. Решение задач по теме.	КР
		2 часа. Примеры применения КАРС. Реализации КАРС в дистанционном режиме.			2 часа. Работа с лекционным материалом. Решение задач по теме.	КР
5	Нелинейная лазерная флуоресцентная спектроскопия	2 часа Основные понятия люминесцентной спектроскопии: флуоресценция, фосфоресценция, замедленная флуоресценция, резонансная и нерезонансная люминесценция, спектры эмиссии и возбуждения люминесценции, полные (3D) спектры люминесценции (TLS).			2 часа. Работа с лекционным материалом. Решение задач по теме.	КР
		2 часа Флуоресценция сложных органических соединений и её особенности при лазерном возбуждении; нелинейная, кинетическая и «матричная» лазерная флуориметрия.			2 часа. Работа с лекционным материалом. Решение задач по теме.	КР
		2 часа Обратные задачи лазерной флуориметрии.			2 часа. Работа с лекционным материалом. Решение задач по теме.	КР
		2 часа Лазерные флуориметры и флуоресцентные лидары			2 часа. Работа с лекционным материалом. Решение задач по теме.	КР
		2 часа Некоторые приложения лазерной флуоресцентной спектроскопии: в исследовании фотофизических процессов в белках, фотосинтезирующих организмах, гуминовых веществах, координационных соединениях радионуклидов в водных средах (основы лазерной биофотоники).			2 часа. Работа с лекционным материалом. Решение задач по теме.	КР

Семинары и лабораторные работы указываются только при их наличии в учебном плане (приложение 6). Остальные позиции заполняются в обязательном порядке.

Предусмотрены следующие формы текущего контроля успеваемости.

1. Защита лабораторной работы (ЛР);

2. Расчетно-графическое задание (РГЗ);

3. Домашнее задание (ДЗ);

4. Реферат (Р);

5. Эссе (Э);

6. Коллоквиум (К);

7. Рубежный контроль (РК);

8. Тестирование (Т);

9. Проект (П);

10. Контрольная работа (КР);

11. Деловая игра (ДИ);

12. Опрос (Оп);

15. Рейтинговая система (РС);

16. Обсуждение (Об).

9. Место дисциплины в структуре ООП ВПО

обязательная.
вариативная часть, профессиональный блок, дисциплина профиля.
Является основой для чтения дисциплин кафедры квантовой электроники. Необходимо знание матанализа, общей физики, квантовой теории.
1. Математический анализ, линейная алгебра, дифференциальные уравнения, общая физика, квантовая теория.
2. Теоретические основы квантовой радиофизики, взаимодействие излучения с веществом.

10. Образовательные технологии

включение студентов в проектную деятельность,
дискуссии,
использование средств дистанционного сопровождения учебного процесса.

11. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации. Примеры
Примеры контрольных вопросов:

1. Оценить спектральную яркость излучения лампы, используемой в стандартном спектрофотометре (мощность 100 Вт) и сравнить её со спектральной яркостью излучения аргонового лазера с мощностью 1 Вт.

2. Оценить и сравнить величины сигнала КР жидкой воды, возбуждаемого излучением стандартной лампы мощностью 100 Вт и аргонового лазера мощностью 1 Вт и регистрируемого монохроматором со стандартными характеристиками. То же – в режиме дистанционного (лидарного) зондирования поверхностного слоя воды толщиной 1м с расстояния 100 м.

3. Каков механизм увеличения чувствительности в методе внутрирезонаторной лазерной спектроскопии по сравнению с классической абсорбционной спектроскопией с многопроходовой кюветой.

4. Предложите не содержащий дисперсионных элементов (призм, дифракционных решёток и т.п.) регистратор для определения коэффициента поглощения паров натрия методом внутрирезонаторной лазерной спектроскопии.

5. Объясните причину «90-градусной катастрофы», случившейся при попытках получения параметрической генерации света на кристалле KDP с использование коллинеарного синхронизма второго типа (оее) при распространении излучения по нормали к оптической оси кристалла: взаимодействие отсутствовало, несмотря на то, что условие синхронизма было выполнено.

6. Почему метод нелинейной лазерной флуориметрии позволяет определить сечение поглощения в отсутствие информации о концентрации поглощающих молекул, что в классической абсорбционной спектроскопии невозможно.
Полный список вопросов к экзамену – курс заканчивается зачётом
12. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
Основная литература (отдельные главы и параграфы)

1. Демтрёдер. Лазерная спектроскопия. Основные принципы и техника эксперимента (перевод с англ. под ред. И.И. Собельмана). М.: Наука, 1985. – 607 с.

2 Сверхчувствительная лазерная спектроскопия. Под ред. Д. Клайджера (перевод с англ. под ред. В.С. Летохова). М.: Мир, 1986. – 519 с.

3. Лазерная аналитическая спектроскопия. Под ред. В.С. Летохова. М.: Наука, 1986. – 316 с.

4. В.С. Летохов, В.П. Чеботаев. Принципы нелинейной лазерной спектроскопии. М.: Наука, 1975. – 279 с.

5. С.А. Ахманов, Н.И. Коротеев. Методы нелинейной оптики в спектроскопии рассеяния света. М.: Наука, 1981. – 543 с..

6. Дж. Лакович. Основы флуоресцентной спектроскопии (перевод с английского под ред. М.Г. Кузьмина). М.: Мир, 1986. – 496 с.

7. V.V. Fadeev, E.A. Shirshin. Nonlinear laser flurescence spectroscopy of natural organic compounds. Chapter 30 in: «Handbook of Coherent-Domain Optical Metods: Biomedical Diagnostics, Enviromental Monitoring, and Material Science», edited by V.V. Tuchin . Kluwer – Springer [DOI 10.1007/978-1-4614-5176-1_30 Springer Science+Business Media New York 2013], pp. 1255-1288..
Дополнительная литература

1. Ю. А. Ильинский, Л.В.Келдыш. Взаимодействие электромагнитного излучения с веществом. Изд-во МГУ, 1989г., 300с.

2. Д.Н. Клышко. Фотоны и нелинейная оптика. М.: Наука, 1980.–256 с.

3. Дмитриев, Л.В. Тарасов. Прикладная нелинейная оптика. М.: Радио и связь, 1982. – 352
13. Материально-техническое обеспечение

Компьютер и проектор для демонстрации слайдов.

Стр. из

Добавить документ в свой блог или на сайт

	Реферат Отчет 65 с., 3 ч., 26 рис., 8 табл., 53 источника Фазовый химический состав, эффективный заряд атомов, рентгеновская эмиссионная спектроскопия, спектроскопия отражения рентгеновских...		Магнитно-резонансная томография Мрт, пэт, микроволновая, лазерная и ультразвуковая томография, квазистатическая электромагнитная томография. Терагностика. Ямр спектроскопия...
	Рабочая программы дисциплины Теория волн Лекторы ...		Реферат Отчет 33 с., 2 ч., 26 рис., 2 табл., 7 источников Ключевые слова: фазовый химический состав, эффективный заряд атомов, рентгеновская эмиссионная спектроскопия, спектроскопия отражения...
	Ключевые слова Ключевые слова: структура молекул, водородная связь, ик спектроскопия, спектроскопия ямр, квантовохимические расчеты, молекулярные...		Оптическая спектроскопия. Электронная спектроскопия поглощения. Закон... Калориметры, спектрофотометры и адсорбционные детекторы для жидкостной хроматографии. Монохроматоры. Однолучевые и двулучевые приборы....
	Рабочая программа дисциплины Введение в квантовую физику Лекторы Авакянц Лев Павлович, кафедра общей физики физического факультета мгу, e-mail:, телефон 939-1489		Рабочая программа дисциплины Общая астрофизика Лекторы Д. ф м н., проф. Засов Анатолий Владимирович, кафедра астрофизики и звездной астрономии физического факультета мгу, e-mail:, телефон.:...
	Рабочая программа дисциплины Основы корреляционной спектроскопии Лекторы Доктор физико-математических наук, профессор, Пенин Александр Николаевич, кафедра квантовой электроники физического факультета мгу,,...		Рабочая программа дисциплины Нелинейная динамика Лекторы Кандидат физико-математических наук, доцент, Елютин Павел Вячеславович, кафедра квантовой электроники физического факультета мгу,...
	Рабочая программа дисциплины Теория колебаний Лекторы Кандидат физико-математических наук, доцент, Елютин Павел Вячеславович, кафедра квантовой электроники физического факультета мгу,...		Программа дисциплины «Лазерная гироскопия» для специальности 230100.... Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления подготовки специальности...
	Программа включает со Авторы программы и лекторы: кандидат социолог наук, доцент Л. Г. Егорова (lge64@mail ru)		Программа кандидатского экзамена по специальности 05. 27. 03 «Квантовая... В основу настоящей программы положены следующие дисциплины: электродинамика; квантовая механика; физическая оптика; физика твердого...
	Шаблон рабочей программы дисциплины Общий физический практикум Лекторы Общий Физический Практикум является неотъемлемой частью курса "Общая Физика". Основные разделы: механика; молекулярная физика; электродинамика;...		Паспорт программы дисциплины Область применения программы Рабочая программа дисциплины является частью образовательной программы высшего образования в соответствии с фгос впо по направлению...

Рабочая программы дисциплины Лазерная спектроскопия Лекторы

Похожие: