27488 - TECNICHE SPETTROSCOPICHE

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine del modulo, lo studente conosce i fondamenti teorici ed i dettagli della strumentazione utilizzata nelle principali tecniche di spettroscopia lineare e non lineare. Conosce il significato e sa interpretare gli spettri ottenuti mettendo in relazione i risultati con le proprietà molecolari.

Contenuti

In questo corso si affronterà lo studio dei metodi di indagine spettroscopica nell'intervallo che va dalle microonde all'ultravioletto.
Verranno descritte le principali tecniche strumentali con particolare attenzione alle tecniche di elaborazione digitale del segnale e alle tecniche laser.
Verranno altresì descritti la teoria e i metodi che permettono di ottenere informazioni dagli spettri.

1. 07/11/2008 11:00-13:00 aula VII

Radiazioni elettromagnetiche: forma matematica, formulazione in termini di esponenziali immaginari, polarizzazione, velocità di propagazione, intensità, coerenza. Calcolo dell'intensità di un fascio di N onde e.m. sovrapposte.

2. 14/11/2008 11:00-13:00 aula VII

Spettro delle radiazioni elettromagnetiche, tipi di spettroscopia nelle diverse zone spettrali, informazioni che si ottengono con la spettroscopia. Grandezze utili. Emissione spontanea, emissione, stimolata e assorbimento. Tempo di vita degli stati eccitati

3. 21/11/2008 11:00-13:00 aula VII

Sorgenti monocromatiche o a righe: antenne, klystron, sincrotrone, maser e laser, lampade a catodo cavo, tubi a raggi X. Sorgenti continue: glow-bar, lampada a filamento di Nernst, lampada a filamento di tungsteno, lampade a scarica. Celle di assorbimento.

4. 28/11/2008 11:00-13:00 aula VII

Elaborazione dati: segnali analogici e digitali, digitalizzazione dei segnali, campionamento e quantizzazione, serie e trasformata di Fourier, calcolo per della FT di un'onda quadra, e di una funzione esponenziale.

5. 05/12/2008 11:00-13:00 aula VII

Calcolo analogico e calcolo numerico della trasformata di Fourier, zero-filling, aliasing, dispersione spettrale, apodizzazione, algoritmo di trasformata veloce.

6. 12/12/2008 11:00-13:00 aula VII

Caratteristiche dei rivelatori di radiazione. Rivelatori fotonici: fototubi, fotomoltiplicatori, fotoresistenze, fotodiodi, charge coupled devices, lastre fotografiche. Rivelatori termici: rivelatori a semi-conduttori, rivelatori piroelettrici, celle di Golay, termocoppie, termopile, bolometri. Semiconduttori, Diodi, Fotodiodi, Diodi emettitori di luce.

7. 19/12/2008 11:00-13:00 aula VII

Potere di risoluzione. Analizzatori di spettri: spettroscopi a prisma, monocromatori a reticolo, interferometro di Michelson, spettrometro a trasformata di Fourier, interferometro di Fabry-Perot. Caratteristiche generali degli strumenti nelle varie zone spettrali: microonde e onde millimetriche, infrarosso vicino e lontano, visibile-ultravioletto, lontano ultravioletto.

8. 09/01/2009 11:00-13:00 aula VII

Allargamento delle righe spettroscopiche: allargamento omogeneo e inomogeneo, effetto Doppler e metodi per ridurre l'effetto Doppler, allargamento naturale, allargamento collisionale, a llargamento strumentale, p rofilo di Voight.

9. 12/01/2009 14:00-17:00 laboratorio chimica fisica

Spettroscopia Raman vibrazionale del benzene liquido utilizzando un laser all'argon e uno spettrofluorimetro. (I turno)

10. 13/01/2009 14:00-17:00 laboratorio chimica fisica

Raman - turno II

11. 14/01/2009 14:00-17:00 laboratorio chimica fisica

Raman - turno III

12. 16/01/2009 11:00-13:00 aula VII

Introduzione all'uso del programma Gaussian.

13. 19/01/2009 14:00-17:00 laboratorio chimica fisica

Raman - turno IV

14. 20/01/2009 14:00-17:00 laboratorio chimica fisica

Raman - turno V

15. 22/01/2009 09:00-12:00 laboratorio informatica

Calcolo ab initio della struttura e dei parametri spettroscopici di acqua e anidride carbonica utilizzando il programma Gaussian.

16. 26/01/2009 11:00-13:00 laboratorio informatica

Calcolo ab initio della struttura e dei parametri spettroscopici del benzene utilizzando il programma Gaussian.

17. 28/01/2009 11:00-13:00 aula VII

Eleborazione dati sperimentali.

Testi/Bibliografia

Materiale fornito dal docente: http://campus.cib.unibo.it/8333/
High resolution spectroscopy - J. M. Hollas
Atoms, Molecules and Photons: An introduction to Atomic-, Molecular- and Quantum-Physics - W. Demtröder – Springer ed.
Principi dei laser – O. Svelto – Tamburini ed.
Chimica fisica - D. A. McQuarrie, J. D. Simon – Zanichelli ed.
Chimica fisica - P. W. Atkins, J. De Paula – Zanichelli ed.

Metodi didattici

Lezioni in aula ed esperimenti in laboratorio.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

Prova scritta e/o orale. La modalità verrà decisa, e comunicata agli studenti, dai due docenti del corso integrato dopo l'inizio del corso.

Link ad altre eventuali informazioni

http://assimo.maris@unibo.it

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Assimo Maris