Ultrarychlá optika a spektroskopie ve fyzikální chemii

Recenze čtenářů

Aktuálně nejsou k dispozici žádné recenze čtenářů. Hodnocení je založeno na 2 hlasů.

Původní název:

Ultrafast Optics and Spectroscopy in Physical Chemistry

Obsah knihy:

Ultrarychlá spektroskopie je pokročilá spektroskopická technika, která umožňuje zachytit události (většinou mikroskopické) ve velmi rychlém časovém měřítku (od nanosekund (10-9 s) po attosekundy (10-18 s)). Zavedení této spektroskopické techniky do chemie přišlo s mikrosekundovým rozlišením přibližně v roce 1950 s vývojem zábleskové fotolýzy Norrishem a Porterem (R G W Norrish a G Porter, Nature, 164, 658 (1949); Discuss. Faraday Soc. 17, 40 (1954). Poprvé studovali dynamiku chemických reakcí v časové oblasti. Poté se s pokroky dosaženými s ultrarychlými lasery časové rozlišení v průběhu let neustále zlepšovalo a v roce 1980 dosáhlo „pikosekundy“, v roce 1990 „femtosekundy“ a v roce 2000 „attosekundy“. Tento obor neustále dozrává a dvakrát si vysloužil Nobelovu cenu za chemii: první získali M. Eigen, R. G. W. Norrish a G. Porter, druhou A. Zewail. To podtrhuje významnou roli ultrarychlé spektroskopie při studiu chemické dynamiky (v širším smyslu ve fyzikální chemii).

Ultrarychlá spektroskopie je rozsáhlé a vyčerpávající téma a snad každý, kdo se zabývá ultrarychlou spektroskopií, se shodne na tom, že je obtížné přiblížit toto téma novému studentovi, zejména s fyzikálně chemickým (nebo chemickým) vzděláním (vzdělání získané na bakalářské nebo magisterské úrovni v Indii). Obecně platí, že jazyk ultrarychlé spektroskopie a související optiky není v Indii součástí chemického vzdělání. Mnohem lépe se k tomu hodí studenti s akademickým vzděláním v oblasti fyziky a elektrotechniky. Fyzikální chemici však musí rutinně měřit fyzikální vlastnosti a sledovat dynamiku různých fyzikálních a chemických procesů pomocí ultrarychlých spektroskopických technik. Kromě toho musí fyzikální chemici intelektuálně zdůvodnit novou ultrarychlou techniku pro sledování nové dynamiky chemického systému. To vede k problému, zejména pokud jde o vzdělávání (indických) studentů chemie v laboratoři ultrarychlé spektroskopie. Bohužel není k dispozici žádná jednotná učebnice, která by byla vhodná pro studenta chemie, který s tímto oborem začíná.

Když jsem si tuto potřebu uvědomil, nabídl jsem v lednu 2014 kurz ultrarychlé optiky a spektroskopie integrovaným a řádným doktorandům Indického institutu věd a příznivé přijetí kurzu studenty z několika kateder, včetně fyziky, Centra nanovědy a inženýrství a fyzikální chemie, potvrdilo existenci této potřeby nejen ve fyzikální chemii, ale i v dalších příbuzných oborech.

Hlavním cílem této učebnice je, aby se každý student (začátečník), i ten, který o tomto oboru nikdy neslyšel, mohl dozvědět, co je to ultrarychlá spektroskopie, proč optika související s tímto oborem vyžaduje zvláštní pozornost, jak využít základní myšlenky tohoto oboru v laboratorních experimentech s ultrarychlou spektroskopií, jak interpretovat experimentální pozorování atd. Kniha by navíc měla být studována bez pomoci odborníka v dané oblasti. Úroveň matematiky je v knize vhodně zvolena tak, aby knihou pohodlně prošel každý student se základními znalostmi algebry, diferenciace a integrace. Vzhledem k tomu, že chemici mají často tendenci vidět v matematickém vzorci fyzikální obraz, je do knihy zařazena významná diskuse o významu matematických výrazů použitých v textu.

Čtenářská obec: Tuto knihu lze použít v jakémkoli úvodním vysokoškolském/univerzitním kurzu optiky, spektroskopie nebo experimentální fyzikální chemie či chemické fyziky, který obvykle absolvují studenti postgraduálního a bakalářského studia přírodovědných a technických oborů.