Фізичні методи досліджень

Тип: На вибір ВУЗу

Кафедра: експериментальної фізики

Навчальний план

СеместрКредитиЗвітність
83Залік

Лекції

СеместрК-сть годинЛекторГрупа(и)
816доцент Брезвін Р. С.

Лабораторні

СеместрК-сть годинГрупаВикладач(і)
832ФзФ-41(1)доцент Курляк В. Ю.

Опис навчальної дисципліни

Мета  – Ознайомлення з сучасними експериментальними методами фізичних досліджень, які використовуються в дослідницьких лабораторіях кафедр фізичного факультету та факультету електроніки.

Завдання –  Висвітлення методів отримання різноманітних спектрів фізичних величин під впливом електромагнітного випромінювання різних довжин хвиль.

В результаті вивчення даного курсу студент повинен

знати:

  • класифікацію фізичних методів досліджень;
  • основні фізичні положення стосовно квантових станів електронів в атомах;
  • емпіричні закономірності рентгенівських емісійних спектрів, закон Мозлі;
  • основи якісного і кількісного емісійного спектрального аналізу;
  • методику дослідження поверхні твердих тіл ожеелектронною спектроскопією;
  • класифікацію оптичної спектроскопії;
  • співвідношення Крамерса-Кроніга;
  • знаходження оптичних функцій кристалів за спектрами відбивання;
  • фізичні основи аналізу краю власного поглинання твердих тіл;
  • основні положення методу розв’язку структурно-спектроскопічних задач;
  • аналіз природи і можливостей використання методу комбінаційного розсіювання світла;
  • люмінесцентні характеристики речовини;
  • функціональну схему установки для вимірювання спектрів люмінесценції;
  • методи визначення енергетичних параметрів центрів захоплення методом кривих термовисвічування;
  • фізичні основи Фур’є –спектроскопії та її інформаційні можливості;
  • суть явища електронного парамагнітного резонансу;
  • особливості дослідження речовин методом електронного парамагнітного резонансу, інформаційні можливості методу;
  • принципи мас-спектроскопії, як методу дослідження хімічного складу речовин.

вміти:

  • здійснювати вибір принципіальної схеми для проведення рентгеноспектральних досліджень (вимірювання спектрів поглинання і емісійних спектрів);
  • проводити якісний, напівкількісний і кількісний емісійний спектральний аналіз;
  • аналізувати рентгеноелектронні та оже-спектри;
  • застосувати дані рентгеноспектральних досліджень для побудови схеми енергетичних рівнів електронної підсистеми атомі;
  • застосувати необхідну схему для вимірювання спектрів поглинання, відбивання в оптичному спектральному діапазоні;
  • розраховувати оптичні функції кристалів з використанням спектрів відбивання та співвідношень Крамерса-Кроніга;
  • здійснювати оцінку величини електрон-фононної взаємодії і типу зона-зонних переходів на основі аналізу краю власного поглинання твердих тіл;
  • проводити аналіз структури органічних сполук за характеристичністю їх оптичних спектрів;
  • використовувати методику комбінаційного розсіювання світла для уточнення тонкої структури енергетичних рівнів атомів;
  • здійснювати вибір принципіальної схеми для проведення люмінесцентних досліджень;
  • визначити порядок кінетики релаксації енергії збудження із виміряних кривих загасання люмінесценції;
  • здійснювати розрахунок глибини загасання електронних і діркових центрів захоплення на основі кривих термостимульованої люмінесценції;
  • робити математичну обробку даних отриманих з вимірювань на Фур’є спектроскопії;
  • розшифровувати тонку структуру спектрів електронного парамагнітного резонансу.

Рекомендована література

Базова

  1. Блохин М.А. Методы рентгеноспектральных исследований. М.: 1969 – 380 с.
  2. Марфунин А.С. Спектроскопия, люминесценция и радиационные центры в минералах. М.: Недра, 1975. – 327 с.
  3. Карлсон Т. Фотоэлектронная и оже-спектроскопия. Л.: Машиностроение, 1981. – 430 с.
  4. Бабушкина А.А. и др. Методы спектрального анализа. М.: МГУ, 1962. – 347 с.
  5. Соболев В.В., Немошкаленко В.В. Методы вычислительной физики в теории твердого тела. К.: Наукова думка, 1988. – 432 с.
  6. Белл Р.Дж. Введение в Фурье-спектроскопию. М. 1975 – 340 с.
  7. Альтшулер С.А., Козырев Б.М. Электронный парамагнитный резонанс. М.-Л., 1961.

Допоміжна

  1. Бриггс Д., Сиха М.П. Анализ поверхности методами оже- и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии. М.: Мир, 1987. – 567 с.
  2. Фирменс Л.М. Вєнник Дж., Декейсера В. Электронная и ионная спектроскопия  твердых тел. М.: Мир, 1981. – 486 с.
  3. Немошкаленко В.В., Алешин В.Т. Электронная спектроскопия кристаллов. К.: Наукова думка, 1983. – 288 с.
  4. Довгий Я.О.і ін. Методичні вказівки до використання мікроЕОМ у практикумі зі спецкурсу «Спектроскопія  кристалів” (Дослідження спектрів відбивання і методика Крамерса-Кроніга). Львів: ЛДУ,1989.
  5. Крочук А.С., Підзирайло М.С. Лабораторні роботи з молекулярної спектроскопії і люмінесценції. Львів: ЛДУ, 1982.
  6. Лазерная спектроскопия атомов и молекул. Под ред. Вальтера М.М.: 1979. – 432 с.
  7. Кросс А. Введение в практическую ИК-спектроскопию. М.: 1963. – 236 с.
  8. Громов В.К. Введение в элипсометрию. М.: Наука, 1986. – 183 с.
  9. Люминесцентный анализ. Под ред. М.А.Константиновой-Шлезингер. М.,1961. – 376 с.
  10. Дж.Лакович. Основы флуоресцентной спектроскопии. М.: Мир, 1986. –  496 с.

Інформаційні ресурси

Wikipedia. http:wikipedia.org.

Матеріали

Програма навчальної дисципліни

Змістовий модуль 1. Рентгенівські та оптико-спектральні методи дослідження.Тема 1. Вступ. Основні етапи розвитку фізичних методів досліджень, їх класифікація, інформаційні можливості. Сучасний стан та перспективи.
Тема 2. Рентгенівська, рентгеноелектронна та фотоелектронна спектроскопія як метод дослідження енергетичної структури і вивчення атомів у хімічних сполуках. Інформативні можливості рентгенівської ФЕС: хімічні зміщення остовних рівнів, структура валентної зони.
Тема 3. Оптичні спектри власного поглинання та відбивання кристалів. Вимірювальні та розрахункові параметри. Метод Крамерса-Кроніга. Фізичні та математичні основи дисперсійних співвідношень.
Тема 4. Оптична спектроскопія, еліпсометрія як метод дослідження фізичних властивостей поверхні речовин та тонких плівок.

Змістовий модуль 2. Люмінесценція. Дослідження речовини методами мас-спектроскопії та електронного парамагнітного резонансу.

Тема 5. Спектрально-кінетичні методи досліджень передачі енергії збудження в конденсованих системах. Люмінесцентний аналіз. Основні закономірності, параметри спектрів. Застосування кристалофосфорів.
Тема 6. Фізичні основи Фур’є-спектроскопії та її інформаційні можливості.
Тема 7. Мас-спектроскопія, як метод дослідження хімічного складу речовин.
Тема 8. Електронний парамагнітний резонанс (ЕПР). Фізичний зміст параметрів спектрів. Тонка структура спектрів ЕПР. Інформаційні можливості методу.