Спектроскопия

В монографии описывается научное направление «Диагностика макроскопических объемов твердотельных неупорядоченных сред с нанометровым пространственным разрешением по спектрам и флуоресцентным изображениям множества одиночных молекул-зондов», разработанное в рамках докторской диссертации автора. Рассматриваются возможности метода спектроскопии и флуоресцентной микроскопии одиночных молекул для исследования низкотемпературной динамики и локальной структуры неупорядоченных твердотельных сред; экспериментальные методы и теоретические подходы для описания экспериментальных данных. Приведены результаты экспериментальных и теоретических исследований динамики широкого круга олиго- и полимеров, органических стекол и поликристаллов при низких температурах (1,5–40 K). Показано, как данный подход может быть использован в прикладной области для нанодиагностики материалов со сложной микроструктурой. Монография может использоваться в качестве учебного пособия и рассчитана на студентов старших курсов, аспирантов и начинающих исследователей, работающих в области селективной лазерной спектроскопии сложных органических соединений и наноструктур. Монография подготовлена при поддержке Российского научного фонда (проект № 14-12-01415 «Статистические методы исследования люминесценции одиночных нанообъектов: фундаментальные аспекты и применение спектромикроскопии одиночных молекул и квантовых точек в материаловедении и нанотехнологиях»).

Данное пособие предназначено магистрантам физических факультетов вузов для изучения теоретических вопросов и выполнения практических заданий по оптической спектроскопии.

Учебное пособие содержит тренировочные задания в тестовой форме по современным физическим методам исследования вещества – спектроскопии ядерного магнитного резонанса и спектроскопии электронного парамагнитного резонанса. Пособие адресовано как студентам химических специальностей высших педагогических учебных заведений, так и преподавателям.

Монография посвящена сверхширокополосным планарным антеннам для детекторов терагерцового диапазона и продвижению диапазона их эффективной работы в область частот выше 10 ТГц. Рассмотрен метод двух монохроматических источников для измерения полосы преобразования; изотермический метод определения поглощённой мощности гетеродина; методика измерения эквивалентной мощности шума для детекторов терагерцового диапазона. В настоящее время наблюдается активное продвижение в терагерцовую область как со стороны радиоастрономических применений, так и со стороны технических приложений – например, терагерцового тепловидения и спектроскопии, развитие медицинских приложений, в основе которых – высокочувствительные ТГц детекторы.

В книге содержится последовательное изложение принципов фототермической радиометрии/спектроскопии и лазерной термографии – перспективного направления в спектроскопии и тепловидении. В основе нового метода исследований лежит радиометрическая регистрация поглощенной энергии в исследуемых средах при воздействии на них лазерного излучения. Подробно излагается современное состояние и перспективы развития нового направления, его преимущества и границы применимости по сравнению с другими фототермическими методами. Рассмотрены теоретические основы метода модуляционной и импульсной фототермической радиометрии, ее различные модификации, включая резонансную и pump-probe фототермическую радиометрию и термографию. Приводятся многочисленные примеры практической реализации фототермической радиометрии и лазерной термографии в различных областях науки и техники, в частности для дистанционного измерения температуры объектов, исследования слабопоглощающих сред, дистанционного обнаружения и идентификации следовых количеств вещества, неразрушающего контроля материалов и покрытий, измерения их теплофизических параметров. Обсуждаются вопросы, связанные с особенностями применения метода для контроля качества полупроводниковых материалов, например, в части обнаружения подповерхностных дефектов и примесей, измерения их концентрации и энергии активации. Особое внимание в книге уделяется возможностям метода применительно к таким практически значимым областям, как медицина и биология. Книга рассчитана на широкий круг специалистов, работающих в области спектроскопии, лазерной физики, химии, биологии и также может быть полезна преподавателям, аспирантам и студентам старших курсов соответствующих специальностей.

Представляем читателю 5-е издание книги, которое расширено за счет современных методов и оборудования. В книге многое доработано, добавлено большое количество ссылок. Те места в тексте, где не хватало информации о современном положении дел в ВЭЖХ или нужны были дополнительные разъяснения, снабжены примечаниями переводчиков, также добавлены ссылки на соответствующую литературу. В издание включена новая тема – контроль качества. Два раздела в приложениях были обновлены и расширены Бруно И. Ленди – раздел о тестировании хроматографической системы и раздел о выявлении и устранении неисправностей. Были написаны некоторые новые разделы. Книга отличается простотой изложения и, что не менее важно, такими же простыми и понятными иллюстрациями, значительно облегчающими понимание излагаемого материала. Несомненное достоинство книги – множество практических задач, которые автор предлагает решить начинающему хроматографисту в ходе обучения. Издание рекомендовано начинающим изучать высокоэффективную жидкостную хроматографию (ВЭЖХ).

В учебном пособии подробно рассмотрены вопросы спектроскопии молекулярных комплексов и освещено современное состояние их исследования. Обсуждаются общие характеристики межмолекулярных взаимодействий, основные причины изменения частот и интенсивностей спектральных переходов, анализируются спектральные изменения, вызванные появлением комплексов. Рассматриваются спектры различных комплексов, в том числе спектры водородной связи. Основное внимание уделено изучению простейших систем, способных участвовать в образовании комплексов в газе и в простейших моноатомных растворителях. Пособие может быть использовано в учебном процессе в магистратуре и аспирантуре физического факультета по образовательной программе «Физика».

Учебное пособие «Наносистемы в строительном материаловедении» представляет собой первую попытку в практике отечественной высшей школы систематического изложения основных положений и вопросов, связанных с применением нанотехно-логических подходов при разработке и производстве строительных материалов. В издании изложены основные понятия о наноразмер-ном состоянии вещества, начальные представления о наномине-ралогии сырья для строительной индустрии, основы аналитических методов исследования наносистем в строительном материаловедении. Рассмотрены вопросы применения наносистем при получении вяжущих различных механизмов твердения и композиционных материалов на их основе. Учебное пособие предназначено для студентов и аспирантов строительных специальностей, а также может представлять интерес для инженеров и научных сотрудников.

Пособие составлено в соответствии с тематикой практических занятий и программой курса «Методы молекулярной спектроскопии в криминалистике» студентов физического факультета направления подготовки 030302 – Физика, 030402 – Физика. Фундаментальная и прикладная физика. Пособие содержит основные вопросы по методам УФ- и ИК-спектроскопии. Показан процесс интерпретации и идентификации спектров исследуемых веществ. Для более полного понимания материала предлагается рассмотреть последовательность анализа лекарственных препаратов на примере витаминов В1, В6 и В12, а также выполнить контрольное задание по анализу проб растительных масел, используя различные методы пробоподготовки. Для студентов физического факультета 4–6-го курсов.

Рассмотрены актуальные научно-практические проблемы в области спектроскопии твердого тела. Даны теоретические и практические материалы, необходимые для понимания физики процессов и методов исследования. Приведены задачи для решения на семинарах и самостоятельной работы. Предназначено для студентов бакалавриата, обучающихся по направлению подготовки 03.03.02 «Физика» и смежным специальностям, может быть полезно преподавателям вузов и специалистам в области спектроскопии и материаловедения.

Учебное пособие предназначено для студентов и аспирантов физических и химических специальностей классических университетов, а также широкого круга специалистов, использующих современное оптическое спектральное оборудование в исследовании твердотельных низкоразмерных структур.

Пособие содержит материалы для углубленного изучения принципов определения цвета по оптическому спектру в рамках курса «Оптический спектральный анализ», а также закрепления полученных знаний в процессе выполнения лабораторной работы по определению координат цвета различных источников излучения с использованием малогабаритного спектрометра «Колибри-2». Пособие предназначено для подготовки студентов I и II курса магистратуры по специальности 12.04.02 «Оптотехника», а также для аспирантов по специальности 05.11.07 «Оптические и оптикоэлектронные приборы и комплексы».

Рассмотрены вопросы, посвящённые обработке спектральных линий. Дан теоретический материал об измеряемых спектральных величинах, характеристиках спектральных линий и методах аппроксимации экспериментальных данных, рассмотрен пример обработки спектров в программном пакете Wolfram Mathematica. Предназначено для студентов магистратуры, обучающихся по специальности 16.04.01 «Техническая физика» и смежным специальностям, а также может быть полезно преподавателям вузов и специалистам в области спектроскопии.

В книге рассмотрены современные теоретические методы фемтосекундной оптики, излагаются физические принципы функционирования фемтосекундных лазеров с длительностью импульсов излучения порядка 10[-13]–10[-14] секунды, а также применения таких лазеров для изучения быстропротекающих и случайных процессов в аморфных средах при высоких температурах, для поиска перспективных носителей информации оптических процессоров и хладагентов твердотельных оптических рефрижераторов, для использования фемтосекундных импульсов в устройствах квантового счета. Значительное место уделяется основам фемтосекундной эхо-спектроскопии неупорядоченных молекулярных твердотельных сред. Для специалистов в области когерентной и квантовой оптики. Может служить учебным пособием для чтения лекций по одноименному курсу студентам, магистрантам и аспирантам физических факультетов государственных университетов и технических вузов, специализирующихся в подготовке специалистов по современным лазерным и информационным технологиям.

Одним из наиболее важных асимптотических методов в теории дифференциальных уравнений с малым параметром является так называемый метод усреднения. Эта книга посвящена изложению теории метода усреднения на бесконечном интервале и приложениям метода к задачам теории колебаний. Издание финансируется в рамках государственного задания высшим учебным заведениям на 2013 год (регистрационный номер: 8.7843.2013).

Книга посвящена коррелированным фотонам в квантовой оптике, методам их получения и некоторым применениям в бифотонной спектроскопии и поляризационной томографии бифотонного поля. Рассчитана на студентов старших курсов физических факультетов университетов, магистрантов и аспирантов, специализирующихся в области квантовой оптики. Книга может быть полезна научным работникам, проводящим исследования в области современных информационных технологий, квантовых коммуникаций и квантовых вычислений.

В книге описаны исследования взаимодействия гамма-излучения с веществом, прежде всего – резонансного взаимодействия гамма-лучей с атомными ядрами, выполнявшиеся в течение нескольких десятков лет руководимой автором группой в Институте теоретической и экспериментальной физики им. А.И. Алиханова. Опыты по измерению возмущенных магнитным полем угловых распределений резонансно рассеянных гамма-лучей подтвердили предсказание теории о том, что среднее время жизни ядер в возбужденном состоянии зависит от вида спектра возбуждающего гамма-излучения. Исследования гамма-резонансного возбуждения долгоживущих изомерных состояний изотопов серебра позволили развить новые направления гамма-спектрометрии – гравитационную гамма-спектрометрию, создать первый в мире гравитационный гамма-спектрометр и измерить с его помощью форму гамма-резонанса долгоживущего изомера Ag с разрешающей способностью, в 108 раз превосходящей величину, характерную для мёссбауэровских спектрометров, работающих с нуклидом Fe. Описаны также эксперименты по резонансному рассеянию ядрами аннигиляционных квантов и показано, как это явление можно применить к изучению формы поверхностей Ферми металлов. Книга будет интересна как физикам-профессионалам, так и аспирантам и студентам, специализирующимся в области ядерной физики. Издание осуществлено при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований по проекту 13-02-07009, не подлежит продаже

Рассматривается новый экспериментальный метод измерения температуры нагретых объектов по непрерывному спектру теплового излучения, регистрируемому в широком интервале длин волн (например, от 200 до 1000 нм). Обсуждаются преимущества спектральной пирометрии перед традиционными методами яркостной и цветовой пирометрии. Обсуждаются экспериментальные условия применения метода в физике высоких давлений и геофизике, физике горения и взрыва, акустике, физике плазмы и лазерной физике, в нанотехнологиях. Рассматриваются измерительные характеристики, источники систематических ошибок, нерешенные вопросы спектральной пирометрии. Книга адресована специалистам в области термометрии, газодинамики, физики горения и взрыва, физики и технологии лазерных, плазменных и радиационных воздействий на материалы, высокотемпературного синтеза новых материалов, студентам и аспирантам специальностей, связанных с термометрией.

Монография посвящена фундаментальным и прикладным аспектам спектроскопии редкоземельных ионов в кристаллических матрицах различного строения. Глубоко и вместе с тем вполне доходчиво изложен весь спектр современных знаний и представлений, касающихся физики процессов, протекающих в возбужденном состоянии редкоземельных ионов. Для научных работников, занимающихся лазерной спектроскопией кристаллов, а также аспирантов и студентов старших курсов соответствующих специальностей.

Рассмотрены принципы работы и характеристики лазеров, волоконных и микроструктурных световодов, лазерных волоконно-оптических систем, применяемых в биологии и медицине, включая перестраиваемые лазеры, лазеры со сверхкороткой длительностью импульсов и волоконные лазеры. Проанализированы свойства лазерного излучения, и на этой основе дано описание особенностей взаимодействия лазерного излучения с биологическими тканями, включая нелинейные эффекты. Приведены примеры применения лазеров и волоконной оптики в биомедицинской диагностике, хирургии и фототерапии. Изложены принципы и проанализированы диагностические возможности лазерной спектрофотометрии, оптико-калориметрической и фотоионизационной спектроскопии, масс-спектрометрии, ИК-фурье-спектроскопии, терагерцовой спектроскопии, микроспектрального анализа, включающего флуоресцентную и КР-микроскопию, а также оптической когерентной томографии, конфокальной и многофотонной микроскопии. Описаны лазерные спектрометры, волоконно-оптические датчики и зонды, разработанные для целей медицины. Для научных работников, преподавателей, аспирантов и студентов старших курсов, специализирующихся в области биомедицинской оптики и биофотоники, лазерной биофизики и применения лазеров в биомедицине.