Pomiar widm Ramana monokryształów krzemu (Si) i diamentu (C)

Zagadnienia do opracowania.

1. Ruchy jąder w cząsteczkach dwu- i wieloatomowych:
   1. model oscylatora harmonicznego;
   2. model oscylatora anharmonicznego.
2. Drgania normalne cząsteczek wieloatomowych.
3. Widma oscylacyjne cząsteczek wieloatomowych.
4. Drgania sieci krystalicznej; fonony optyczne i akustyczne.
5. Struktura elektronowa cząsteczek:
   1. stany elektronowe cząsteczek;
   2. energie stanów elektronowych;
   3. orbitale molekularne.
6. Pochodzenie pasm energetycznych w ciele stałym:
7. Struktura krystaliczna diamentu i krzemu:
   1. wiązania kowalencyjne;
   2. symetria kryształu.
8. Struktura krystaliczna grafitu i fulerenów.
9. Typy wiązań atomów węgla.
10. Elektronowe widma pasmowe cząsteczek:
    1. absorpcja promieniowania;
    2. zasada Francka-Condona;
    3. moment przejścia;
    4. reguły wyboru dla przejść optycznych;
    5. emisja promieniowania;
    6. widmo absorpcji w podczerwieni.
11. Klasyczna teoria rozpraszania Ramana:
    1. rozproszenie Rayleigha;
    2. rezonansowe rozproszenie Ramana;
    3. widmo rozproszenia ramanowskiego – widmo stokesowskie i antystokesowskie;
    4. polaryzacja promieniowania rozproszonego.
12. Układy doświadczalne do badania widm Ramana:
    1. monochromator – układ optyczny i zasada działania;
    2. budowa i zasada działania laserów;
    3. fotopowielacz – budowa i zastosowanie.

Zestaw przyrządów

1. Spektrometr ramanowski LabRam Aramis firmy Horiba Yobin Yvon.
2. Kamera CCD Synapse firmy Horiba Yobin Yvon.
3. Joystick sterowania stolikiem XYZ mikroskopu.
4. Dwa oświetlacze mikroskopu dla próbek przeźroczystych i nieprzeźroczystych.
5. Transformator.
6. Zasilacz do stolika XYZ mikroskopu.
7. Zasilacz kamery CCD.
8. Zasilacze laserów: He-Ne i YAG:Nd.
9. Zestaw komputerowy.

Literatura

1. C. Kittel – „Wstęp do fizyki ciała stałego”, PWN, Warszawa 1999.
2. J.P. Simons – „Fotochemia i spektroskopia”, PWN, Warszawa 1976.
3. Z. Kęcki – „Podstawy spektroskopii molekularnej”, PWN, Warszawa 1992.
4. „Fotochemia i spektroskopia optyczna, ćwiczenia laboratoryjne”, pod redakcją J. Najbara,
   A. Turka, PWN, Warszawa 2009.
5. H. Haken, H. C. Wolf – „Fizyka molekularna z elementami chemii kwantowej”, PWN, Warszawa 2010.
6. P. Kowalczyk – „Fizyka cząsteczek”, PWN, Warszawa 2000.
7. E.U. Condon & G. H. Shortley – “The Theory of Atomic Spectra”, Athenaeum Press Limited, Newcastle upon Tyne, 1991.
8. J. R. Ferraro, K. Nakamoto, C. W. Brown – “Introductory Raman Spectroscopy”, Elsevier, 2003.
9. R. L. Mc Creery – “Raman Spectroscopy for Chemical Analysis” in Chemical Analysis v. 157, editor J. D. Winefordner.
10. Ch. Kittel – “Introduction to Solid State Physics”, Wiley, 2004.
11. H. Haken, H.Ch.Wolf – “Molecular Physics and Elements of Quantum Chemistry”, Springer 1995.
12. J.P. Simons – “Photochemistry and Spectroscopy”, Wiley, 1971.
13. F. Mayinger, O. Feldmann – “Optical Measurements”, Springer, 2001.