Sylabus. WYDZIAŁ FIZYKI Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu. Instytut Fizyki Zakład Fizyki Medycznej. Bolesław

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Sylabus. WYDZIAŁ FIZYKI Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu. Instytut Fizyki Zakład Fizyki Medycznej. Bolesław"

Oskar Kosiński
6 lat temu
Przeglądów:

1 Sylabus WYDZIAŁ FIZYKI Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu Instytut Fizyki Zakład Fizyki Medycznej Stopień/tytuł naukowy Prof. dr hab. Imię Bolesław Nazwisko Nogaj Kierunek studiów Studia Doktoranckie Nazwa przedmiotu Specjalność Fizyka Ogólna (raczej Doświadczalna) Nanotechnologia Fizyka Medyczna Biofizyka Molekularna Rodzaj zajęć Spektroskopia rezonansów magnetycznych Wykład monograficzny Liczba godzin 30 Rok studiów/tryb dzienny Semestr zimowy Punkty ECTS Założenia i cele: Zapoznanie z teorią zjawisk rezonansów jądrowych (NMR i NQR), rezonansu elektronowego (EPR) oraz rezonansów podwójnych; zapoznanie z eksperymentalnymi metodami detekcji tych rezonansów; przedstawienie możliwości zastosowania tych metod w badaniach naukowych i w praktyce; przygotowanie Doktorantów do podjęcia zadań naukowych w ramach Studiów Doktoranckich.

2 Tematyka zajęć (słowa kluczowe)/ Odsetek czasu zajęć 1. Elektryczne i magnetyczne właściwości jąder i elektronów: momenty pędu jąder i elektronów, dipolowe momenty magnetyczne jąder i elektronów, elektryczne momenty kwadrupolowe jąder. 5 % 2. Molekuła i zbiór molekuł (kryształ): oddziaływania międzyatomowe i międzymolekularne, rodzaje wiązań międzyatomowych i międzymolekularnych, efekty elektronowe w molekule, dynamika molekuł i sieci krystalicznej. 5 % 3. Podstawy spektroskopii molekularnej: widmo i linie rezonansowe oraz ich parametry. 5 % 4. Jądrowy rezonans magnetyczny (NMR): energia jądrowego momentu magnetycznego w polu magnetycznym, paramagnetyzm jądrowy, równania Blocha, magnetyzacja w układzie wirującym, wytłumaczenie procesu relaksacji za pomocą przejść kwantowych, temperatura spinowa, wpływ ruchów molekularnych na relaksację, mechanizmy magnetycznej relaksacji jądrowej, indukcja swobodna i echo spinowe, czasy relaksacji jądrowej, kształt i szerokość linii rezonansowych, ekranowanie jąder, przesunięcie chemiczne, sprzężenie spinowospinowe, eksperymentalne metody obserwacji widm NMR i pomiaru czasów relaksacji, sposoby zwiększenia zdolności rozdzielczej widm NMR w badaniach ciał stałych (rotacja próbki pod kątem magicznym, sekwencje wieloimpulsowe). 30 % 5. Jądrowy rezonans kwadrupolowy (NQR): jądrowe oddziaływania kwadrupolowe, struktura poziomów energetycznych i przejścia rezonansowe, jądrowa relaksacja kwadrupolowa, wpływ ruchów molekularnych na widmo NQR, sygnał indukcji i echa w NQR, oddziaływania kwadrupolowe w NMR, NQR w słabym polu magnetycznym, eksperymentalne metody obserwacji widm NQR i pomiaru czasów relaksacji kwadrupolowej. 20 % 6. Elektronowy rezonans paramagnetyczny (EPR): teoria zjawiska EPR, rodzaje centrów paramagnetycznych, hamiltonian spinowy, kształt linii rezonansowej, subtelna i nadsubtelna struktura widm EPR, procesy relaksacji w EPR. metody obserwacji widm EPR. 15 % 7. Rezonanse podwójne: NMR-NQR, elektronowo-jądrowy (ENDOR). 5 % 8. Zastosowanie rezonansów magnetycznych w nauce i w praktyce: w badaniach struktury elektronowej molekuł i układów molekularnych, efektów elektronowych (indukcyjnych, sprzężeniowych), struktury krystalicznej i jej defektów, dynamiki molekularnej, przejść fazowych. Zastosowanie spektroskopii NQR w farmacji: badanie korelacji pomiędzy rozkładem gęstości elektronowej w molekule a jej aktywnością biologiczną, projektowanie molekuł nowych leków. Zastosowanie spektroskopii NQR do wykrywania materiałów wybuchowych i narkotyków w bagażu z przeznaczeniem dla portów lotniczych oraz do wykrywania min niemetalicznych, niemożliwych do wykrycia innymi metodami. Zastosowanie spektroskopii NMR w medycynie, tomografia NMR. 15%

3 Sposoby oceny pracy studenta Udział w ocenie końcowej ocena ciągła (bieżące przygotowanie do zajęć i aktywność) śródsemestralne kolokwia pisemne/ustne końcowe zaliczenie pisemne/ustne egzamin pisemny 60 % egzamin ustny 30 % kontrola obecności 10 % Praca końcowa semestralna/roczna inne:

4 Literatura obowiązkowa 1. Z. Kęcki, Podstawy spektroskopii molekularnej, PWN, Warszawa, P. Borowski, Wybrane zagadnienia spektroskopii molekularnej, Wydawnictwo UMCS, Lublin. 3. J. Sadlej, Spektroskopia molekularna, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa Roy Mc Weeny, Coulsona wiązania chemiczne, PWN, Warszawa J. Stankowski, W. Hilczer, Wstęp do spektroskopii rezonansów magnetycznych, PWN, Warszawa, J. W. Hennel, J. Klinowski, Podstawy magnetycznego rezonansu jądrowego, Wydawnictwo Naukowe UAM, Poznań, H. Gunter, Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego, PWN, Warszawa A. Ejchart, A. Gryff-Keller, NMR w cieczach. Zarys teorii i metodologii, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa K. H. Hauser, H. R. Kalbitzer, NMR w biologii i medycynie, Wydawnictwo Naukowe UAM, Poznań A.Z. Hrynkiewicz, E. Rokita (Redaktorzy), Fizyczne metody badań w biologii, medycynie i ochronie środowiska, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa W. Zieliński, A. Rajca (Redaktorzy), Metody spektroskopowe i ich zastosowanie do identyfikacji związków organicznych, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa W. Przygocki, Metody fizyczne badań polimerów, PWN, Warszawa B. Gonet, Obrazowanie magnetyczno-rezonansowe. Zasady fizyczne i możliwości diagnostyczne, Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa, S.K.Hoffmann, Postępy fizyki, 23(1), 7-24 (1972) (część I). 15. S.K.Hoffmann, Postępy fizyki, 23(2), (1972) (część II). 16. C. Bobrowski, K. Drozdowicz, E. Krynicka-Flasza, Postępy fizyki, 23(2), (1972). 17. M. Maćkowiak, w: Postępy Fizyki Molekularnej, tom1, J. Stankowski (Red.), PWN, Warszawa Poznań 1984, s (część I). 18. M. Maćkowiak, w: Postępy Fizyki Molekularnej, tom1, J. Stankowski (Red.), PWN, Warszawa Poznań 1984, s (część II). 19. M. Symons, Spektroskopia EPR w chemii i biochemii, PWN, Warszawa Literatura dodatkowa 1. A. Abragam, The Principles of Nuclear Magnetism, Clarendon Press, Oxford T. C. Farrar, E.D. Becker, Pulse and Fourier Transform NMR. Introduction in Theory and Methods, Academic Press, New York 1971.

5 3. E. Fukushima, S.B.W.Roeder, Experimental Pulse NMR. A Nuts and Bolts Approach, Addison- Wesley Publishing Co, Inc., Reading C.P.Poole, H. Farach, Theory of Magnetic Resonance, Wiley, New York J.K.M. Sanders, B.K.Hunter, Modern NMR Spectroscopy. A Guide for Chemists, Oxford University Press, Oxford H.G. Hecht, Magnetic Resonance Spectroscopy, Wiley, New York C.P. Slichter, Principles of Magnetic Resonance, Springer Verlag, Berlin T.P. Das, E.L. Hahn, Nuclear Quadrupole Resonance Spectroscopy, Solid State Physics, Academic, New York, 1958, Suppl. No.1, pp E.A.C. Lucken, Nuclear Quadrupole Coupling Constants, Academic, London G.K. Semin, T.A.Babushkina, G.G. Yakobson, Primeneniye Yadernovo Kvadrupolnovo Rezonansa w Khimii, Khimiya, Leningrad 1972 (Tables of NQR frequencies). 11. J.A.S. Smith (Ed.), Advances in Nuclear Quadrupole Resonance, Heyden, London 1974, Vol.1; 1975, Vol. 2; 1978, Vol.3; 1980, vol.4; 1983,vol V.S. Grechishkin, Yadernye kvadrupolnye vzaimodeistvija v tverdykh telah, Nauka, Moskva Ju.A. Buslaev, L. Kolditz, E.A. Kravcenko, Nuclear Quadrupole Resonance in Inorganic chemistry, Berlin 1987.

Podobne dokumenty

ZASTOSOWANIE SPEKTROSKOPII NMR W MEDYCYNIE

ZASTOSOWANIE SPEKTROSKOPII NMR W MEDYCYNIE LITERATURA 1. K.H. Hausser, H.R. Kalbitzer, NMR in medicine and biology. Structure determination, tomography, in vivo spectroscopy. Springer Verlag. Wydanie polskie: