Syllabus výběrové přednášky ”Speciální spektrometrické metody”

4. ročník chemie odborná, specializace analytická chemie (2 hod. přednášky, zk)

Přednáška č.: C230P19
Přednášející: doc. I. Němcová, dr. P. Rychlovský, ing. P. Engst 

1. SPEKTROMETRIE  ELEKTRONŮ
Princip a rozdělení metod spektrometrie elektronů, základní vztahy
Indukovaná emise elektronů:
	Emise vyvolaná působením částic: rentgenová a ultrafialová fotoelektronová               spektrometrie, Augerova elektronová spektrometrie
Teoretický základ metod, experimentální uspořádání (zdroje částic, analyzátory energie, detektory). Analyzované látky. Analytické aplikace
	Emise vyvolaná tunelovým jevem: autoemisní elektronová mikroskopie  a spektroskopie 
Teoretický základ metod, experimentální uspořádání, analytické aplikace
Změny v paprsku elektronů (částic) při interakci se vzorkem:
	Spektroskopie energetických ztrát elektronů: excitace vibračních přechodů, excitace vnitřních nebo vazebných elektronů. 
	Difrakce elektronů (neelastická, elastická)
	Pružný rozptyl nabitých částic (Rutherfordův zpětný rozptyl, RBS)
Teoretický základ metod, experimentální uspořádání, analytické aplikace

2. LASEROVÁ  ANALYTICKÁ  SPEKTROSKOPIE
Lasery a vlastnosti laserového záření.
Pojem aktivní prostředí, rovnovážné energetické rozložení, buzení, nerovnovážné rozložení, inverzní teplota.
Princip laseru, optické zesílení, optická zpětná vazba, generace záření, vlastnosti rezonátorů.
Pojem koherence, časová koherence, prostorová koherence laserového záření.
Typy laserů: podle aktivního prostředí, podle generace (kontinuální, pulsní), spektroskopických vlastností (laditelné).
Významné lasery: pevnolátkové, plynové, barvivové, polovodičové, na volných elektronech.
Interakce záření s hmotou podle hustoty energie záření.
Nespektroskopická interakce - destruktivní působení při vyšších hustotách energie.
Laserová spektroskopie.
Charakteristika laserově spektroskopických metod, základní rozdělení.
Lineární spektroskopické metody.
Absorpční spektroskopie, princip a použití, diodový spektrometr. 
Absorpční spektroskopie v dutině rezonátoru, princip, použití a výhody.
Starkovská a Zeemanovská absorpční spektroskopie, princip “ladění” absorpčních čar na laserovou emisní čáru.
Optoakustická detekce a odvozené metody, princip a použití.
LIF (laserem indukovaná fluorescence), princip, detekce ultranízkých koncentrací.
Lineární ramanská spektroskopie, princip.
Nelineární spektroskopické metody
Saturační subdoplerovská spektroskopie, princip, spektroskopie subdoplerovského rozlišení.
Dvoufotonová spektroskopie, princip eliminace dopplerovského rozšíření, porovnání citlivosti se saturační spektroskopií pomocí CW laserů. 
Vícefotonové a vícekvantové procesy, procesy vedoucí k ionizaci a fotodisociaci. 
CARS (coherent antistokes raman spectroscopy), princip metody, výhody při srovnání s jednofotonovou ramanskou metodou.
Speciální metody.
Resonanční ionizační spektroskopie; kombinace laserové a hmotnostní spektrometrie.
Časově rozvinutá spektroskopie, užití času jako dalšího nositele informačního obsahu, laserem indukovaná absorpce.
Dálková detekce lidarem, princip lidarových metod, DIAL, příklady použití dálkové detekce atmosférických polutantů.

3. INFRAČERVENÁ  SPEKTROMETRIE  S  FOURIEROVSKOU  TRANSFORMACÍ  
	Omezení disperzních IČ spektrometrů; Michelsonův interferometr, princip FTIR spektrometru; matematický převod interferogramu na spektrum; konstrukce FTIR spektrometru: zdroje záření, detektory, referenční laser; přednosti FTIR spektrometru; připojení externích modulů, aplikace na praktická měření.

4. NEUTRONOVÁ  AKTIVAČNÍ  ANALÝZA	
	Princip metody, matematické vyjádření vztahu aktivity vzorku a jeho hmotnosti. 
	Experimentální uspořádání: aktivace vzorku; zdroj neutronů; detekce g záření. 
	Výhody a použitelnost NAA; srovnání mezí detekce NAA s atomovými spektrálními metodami; aplikace na praktické vzorky; příbuzné metody.

5. PRŮTOKOVÉ METODY ANALÝZY 
Segmentovaná průtoková analýza (SFA)
	Princip a základní vztahy (zamezení disperze; klady a nedostatky metody).    
	Experimentální uspořádání, detekce a vyhodnocování signálu
	Analytické aplikace
Průtoková injekční analýza (FIA), Sekvenční injekční analýza (SIA)
	Princip a základní vztahy (kontrolovaná disperze vzorku, přednosti)
Experimentální uspořádání: vliv parametrů zařízení na disperzi; typy detektorů; vyhodnocování signálu
	Gradientové techniky (scanování, kalibrace, FIA titrace)
	Analytické aplikace

6. DERIVAČNÍ  SPEKTROFOTOMETRIE
	Princip metody; derivační spektra 1. až 4. řádu  gaussovského píku a dvojpíku. 
	Možnosti získání derivačního záznamu: a) modifikace optické části spektrometru, b) elektronicky. Kvantitativní vyhodnocení derivačního záznamu. 
	Analytické aplikace. 

7. POUŽITÍ  REFERENČNÍCH  MATERIÁLU  V  ANALYTICKÉ  CHEMII
	Možnosti ověření správného výsledku analýzy; definice a rozdělení referenčních materiálů; požadavky na referenční materiály. 
	Způsob použití referenčních materiálů; aplikace referenčních materiálů v různých oborech; interpretace výsledků analýzy referenčních materiálů a zásady GLP.