1. Oddziaływania foton - materia dla różnych rodzajów promieniowania.
   2. Co wiesz o fluorescencji i fosforescencji, a także o innych rodzajach dezaktywacji stanu wzbudzonego?
   3. Reguły przejść w IR i Ramanie. Ile i jakie drgania obserwuje się dla cząsteczki wody?
   4. Kiedy występuje i czym się różni emisja spontaniczna i wymuszona?
   5. Relaksacja spin - sieć i spin - spin w NMR.
   6. Pytanie o absorbancje i transmitancję.
   7. Co wiesz o XPS, AES i UPS?
   8. Opisać MALDI-TOF.
   9. Była podana częstotliwość i należało policzyć wartość pola dla rodnika metylenowego.
   10. Coś o czasie życia stanu singletowo wzbudzonego i czegoś tam jeszcze.

Zagadnienia opracowane na spektro

1. Symbole termów dla konfiguracji elektronowej

• Orbitale hybrydyzowane, orbitale HOMO i LUMO

2. Oddziaływanie foton-materia

Źródła promieniowania

Jadra atomowe= promieniowanie gamma

Zewnętrzny elektron, wiązanie pojedyńcze= UV

Wiązanie podwójne ipotrójne= UV, VIS

Drgania cząsteczki, nadtony=NIR

Drgania czasteczki=mikro

Orientacja magnetyczna jąder=NMR

Światło monochromatyczne, sposoby monochromatyzacji

• Światło monochromatyczne światło w postaci fal elektromagnet. o jednej określonej dł. fali (w praktyce światło o dł. fal bardzo zbliżonych do jednej określonej dł.); ś.m. wydziela się ze światła o widmie złożonym (zwykle światła białego) za pomocąmonochromatorów optycznych. 

• Monochromator optyczny przyrząd opt. umożliwiający wydzielenie z wiązki światła o złożonym widmie (np. światła białego) światła o wąskim zakresie dł. fal (w przybliżeniu monochromatycznego); rozszczepia wiązkę światła za pomocą pryzmatulub siatki dyfrakcyjnej i za pomocą szczeliny wydziela światło o potrzebnej dł. fali; wchodzi w skład spektroskopów i spektrofotometrów. 

Światło spolaryzowane (liniowo, kołowo)

• Polaryzacja – właściwość fali poprzecznej polegająca na zmianach kierunku oscylacji rozchodzącego się zaburzenia w określony sposób.

• Polaryzacja liniowa drganie odbywa się wzdłuż linii prostej. Każde drganie można przedstawić jako sumę drgań wzdłuż osi X i Y. W przypadku polaryzacji liniowej drgania składowe są w fazie lub w przeciwfazie (180°). Stosunek amplitud drgań składowych określa kierunek drgania, a tym samym i polaryzację. Brak jednej ze składowych odpowiada polaryzacji wzdłuż osi. W polaryzacji liniowej przemieszczenie (natężenie pola elektrycznego) punktu w każdym cyklu przechodzi dwa razy przez zero.

• Polaryzacja kołowa Drganie to odpowiada ruchowi po okręgu. Można je rozłożyć na dwa drgania o jednakowych amplitudach ale o fazach przesuniętych dokładnie o 90° lub 270° (-90°). W zależności do tego, czy fazy są przesunięte o 90° czy 270°, mówi się o polaryzacji kołowej prawoskrętnej lub polaryzacji kołowej lewoskrętnej. Wynika to z faktu, że wektor wychylenia może obracać się albo w lewo albo w prawo. W polaryzacji kołowej przemieszczenie (natężenie pola elektrycznego) ma zawsze taką samą wartość, zmienia się tylko kierunek przemieszczenia.

Detektory promieniowania (fotopowielacz, CCD)

• Fotopowielacz - detektor światła. zawiera fotokatodę i anodę, pomiędzy nimi znajduje się powielacz elektronów nazywany dynodą. Elektron wyemitowany z fotokatody pada na dynodę, gdzie wybija elektrony wtórne, które są następnie przyciągane przez anodę. Jedna dynoda daje trzy lub czterokrotne powielenie. Fotopowielacze osiągają bardzo duże czułości, rzędu 1000 A/lm (amperów na lumen) przy znikomych.

• Matryca CCD układ wielu elementów światloczułych, z których każdy rejestruje, a następnie pozwala odczytać sygnal elektryczny proporcjonalny do ilości padającego na niego światła. Ładunek jest przenoszonay do wzmacniacza z czujnikiem ładunku, w którym ładunek jest mierzony. Kamery CCD są czułe w zakresie 330nm-1100nm

3. Spektroskopia fotoelektronów PES

• UPS XPS ESCA (Agata)

• Elektron Augera – elektron emitowany z zewnętrznej powłoki elektronowej  zamiast kwantu promieniowania Roentgena w wyniku przejścia atomu ze stanu wzbudzonego o dostatecznie dużej energii do stanu o niższej energii.

• Fluorescencja rentgenowska X-ray fluorescence(XRF) Emisja charakterystyczna „wtórna” (lub fluorescencyjna) promieniowania rentgenowskiego z materału, który został pobudzony przez bombardowanie promieniowaniem X o wysokiej energii lub promieniami gamma.

4. Absorbcja i transmitancja promieniowania UV Vis w cząsteczkach organicznych (prawo Lambert-Beera, wpływ podstawników na położenie i intensywność pasm), molowy i integralny wspołczynnik absorbcji, siła oscylatora przejścia, absorbcja jedno, dwu i wielofotonowa.

5. Luminescencja

Rodzaje: elektroluminescencja, chemiluminescencja, bioluminescencja, fluorescencja, radioluminescencja, termoluminescencja, rentgenoluminescencja, krystaloluminescencja,

• Elektroluminescencja rodzaj luminescencji, w którym źródłem energii pobudzajacej matryce do emitowania promieniowania świetlnego jest prąd lub pole elektryczne. Zaliczamy do niej luminescencje gazów, pod wpływem wyładowania elektrycznego, również lumenscencja niektórych ciał stałych (elektroluminoforów) wywołana dziaaniem zmiennego pola elektrycznego. Wykorzystanie: lampy jarzeniowe, kondensatory, przetworniki obrazów,urządzenia pamięciowe.

• LED wykorzystane zjawisko elektrolumnescencji. Elektrolumnescencja, emisja światła powstała w wyniku bombardowania substancji elektronami. Jest wynikiem rekombinacji elektronów i dziur (zwykle półprzewodniki), podczas ktorej elektron oddaje energię w postaci fotonu (światła).

• OLED elektrony przemieszczają sie w kierunku anody,dziury w kierunku katody. Wewnątrz warstwy następuję ich rekombinacja i powstaje wzbudzenie. Może sie ono przemieszczać z cząsteczki na czasteczzkę. Emisja w diodach OLED następuje dzieki przemieszczającym się wzbudzeniom, które w pewnym momencie prowadzą do emisji fotonów.

• Kropki kwantowe całkowite zamrożenie swobodnego ruchu elektronów przez zamknięcie ich w kwazizerowymiarowej kropce kwantowej, np. krystaliczne fluorofory, skorupa rdzenia ZnS, półprzewodnikowy rdzeń CdSe. Posiadaja szczególne własciwośći spektroskopowe (szerokopasmowa absorpcja, emisja w wąskim zakresie spektralnym, długość fali emisji zależy od rozmiaru kropki) Kropki kwantowe a fluoryzujace barwniki: mają bardzo szerokie pasmo wzbudzenia fluorescencji i węższe pasmo emisyjne. Pasma emisji kropek występuja przy różnych dlugościach.

• Fotolumnescencja (Aga)

• Średni naturalny czas życia fluorescencji a czas życia fluorescencji mierzony Widmo fluorescencji rejestrowane w takich samych warunkach nie zależy od dlugości fali światławzbudzającego (czas przebywania czasteczki w stanie wzbudzonym jest wystarczający dla procesu konwersji wewnętrznej).

6. Przejścia oscylacyje w czasteczkach wieloatomowych

• Krzywe energii potencjalnej i poziomy wibronowe oscylatora hermonicznego i anharmonicznego, energia dysocjacji, stała silowa wiazania.

• Reguły wyboru przejść oscylacyjnych w IR (rodzaje obserwowanych drgań)

• Reguły wyboru przejść oscylacyjnych w Ramanie (rodzaje obserwowanych drgań)

7. Warunki wystąpienia akcji laserowej

• Akcja laserowa wymaga uzyskania inwersji obsadzeń oraz realizacji dodatniego sprzeżenia zwrotnego. Inwersja obsadzeń w warstwie zubożonej uzyskuje sie przez wstrzykiwanie elektronów i dziur. Obszar aktywny jest umieszczony we wnęce rezonansowej.

• Przejścia zachodzące w laserach, na ciele stałym, gazowym, chemicznych, barwnikowych, połprzewodnikowych.

• Laser półprzewodnikowy wielowarstwowa struktura półprzewodników typu n (nadmiar elektronów w paśmie przewodnictwa)i p( nadmiar dziur w paśmie walencyjnym).

• Lasery VCSEL emisja z powieszchni, małewymiary wneki laserowej i samego lasera.

• Lasery femtosekundowe

- lasery o pracy ciagłej emitują wiazke światła o stłaym natęzeniu i barwie, która odpowiada czestości jednego z modów,

- krótki impuls aserowy obejmuje szeroki zakres czestości. Impuls swiatła trwający 10fs ma widmo o szerokości 100nm.

-aby wygenerowac ultrakrutkie impulsy naezy zsynchronizowac tysiace modów.

- świato znajdujące sie wewnatrz optycznej wneki lasera, zostaje ograniczone do dyskretnego, ultrakrutkiego impulsu, krażącego między zwierciadłami.

8. Spektroskopia mas uniwersalna metoda analityczna zaliczana do metod spektroskopowych, której podstawą jest pomiar stosunku masy do jej adunku elektrycznego.

• Metody jonizacji próbki

• Analizatory mas

analizator – w którym wcześniej powstałe jony ulegają rozdziałowi na podstawie stosunku ich masy do ładunku.

Rodzaje:

spektrometry mas z sektorem magnetycznym, wykorzystuje zjawisko zmiany toru lotu jonów w polu mgnetycznym,

kwadrupolowe spektrometry mas jony o określonej wartości m/z przy konkretnej kombinacji napięcia stałego sa w stanie dotrzeć do końca quadrupola ,

pułapka jonów, składa sie z 3 elektrod: pierścieniowej hiperbolicznej i 2 hiperbolicznych zakrzywionych, wytworzone przez elektrodę pole utrzymuje jony wewnątrz pułapki, spektrometr czasu przelotu, jony wyrzucane sa krótkim impulsem elektrycznym z komory jonizacyjnej do rury przleotowej,

spektrometr mas z transformacją Fouriera, do analizy białek pociętych na peptydy, cyklotron elektromagnes wytwarzajacy pole magnetyczne,

tandemowa spektrometria mas, sprzężenie ze sobą 2 spektrometrówmasowych wyposażonych w 2 analizatory

• Widma MS

9. Magnetyczny rezonanas jądrowy NMR

• Relaksacja spin-sieć i spin-spin,

• metody pomiaru

Metoda fali ciągłej energia o czestości radiowej dostarczana do badanego ukladu i stopniowa zmiana zakresu czestości. Widmo odzwierciedlaenergię zaabsorbowaną jako funkcję czestości.

1. W stabilnym polu magnetycznym generowanym przez2 magnesy umieszcza sie szybko probkę

2. Następnie generuje sie promieniowanieelektromagnetyczne o liniowo zmieniajacej sie częstotliwości i obserwuje, kiedy zajdzie absorbcja promieniowania – rezonanas.

Metoda impulswa energia o czestości radiowej dostarczana do badanego układu poprzez wzbudzenie wszystkich czestości w wyniku naswietlania jednym impulsem. Widmo odzwierciedla energie wyemitowana jako funkcje częstości.

1. Próbkę umieszczona w jednorodnym polu magnetycznym generowanym przez 2 magnesy naświetla sie na raz całym zakresem częstości.

2. W ciągu kilku sekund zbiera sie widmo, promieniowanie emitowane przy powrocie spinów do stanu równowagii

3. Zebrane informacje poddaje się matematycznym przekształceniom i otrzymuje sie widmo jak przy metodzie fali ciągłej

• Rozszczepienie linii rezonansowych, struktura subtelna

Przyczyny poszerzenia linii:

Poszerzenie niejednorodne (niehomogeniczne) wynika z niedoskonałaości magnesów, co sprawia ze pole jest rózne w róznych cześciach probki.

10. EPR Paramagnetyczny rezonanas elektronowy, informacje o obecności niesparowanych elektronów, ich otoczeniu i oddziaływaniu lokalnych z jądrami magnetycznymi

• Metody pomiaru widm paramagnetyczny rezonans elektronowy, rezonans zachodzi, kiedy czestośc promieniowania elektromagnetycznegoodpowiada róznicy energii elektronowych stanów spinowych elektronu.

-spektrometr EPR monitorowanie absorpcji mikrofal, podczas gdy zmienia sie pole, rezonansowa absorpcja mikrofal przez paramagnetyczne układy w obecności zewnętrznego pola magnetycznego,

• Rozszczepienie linii rezonansowych

• Struktura nadsubtelna rozszczepienie linii rezonansu na składowe w wyniku oddziaływania pomiędzy momentami magnetycznymi niesparowanego elektronu i jadra