WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

УТВЕРЖДАЮ

Декан физического факультета

А. С. Чирцов «_» 20 г.

(подпись) Принята на заседании кафедры Квантовых магнитных явлений Протокол № 42 от 25 июня Заведующий кафедрой, профессор В. И. Чижик

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

«ТЕОРИЯ СПЕКТРОВ ЯМР»

Программа составлена в соответствии с государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования для магистратуры по направлению 510400 – «Физика», специализации 510403 – «Физика конденсированного состояния вещества».

Программа является частью авторской магистерской программы 510403/27 – «Магнитный резонанс. Физические аспекты и приложения».

Санкт-Петербург

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Настоящий курс предназначен для студентов, обучающихся по магистерской программе 510403/27 — «Магнитный резонанс. Физические аспекты и приложения» на физическом факультете Санкт-Петербургского государственного университета.

Изучение теории спектров ЯМР, которая является основой для понимания сложной взаимосвязи энергетических взаимодействий ядерных спинов в веществе и тонкой структуры спектров ядерного магнитного резонанса, рассматривается как важнейшая часть подготовки магистров по данной магистерской программе высшего профессионального образования.

Настоящий курс является самостоятельной дисциплиной. В структуре магистерской программы он предваряет курс «Двумерная ЯМР спектроскопия». Данный курс предполагает знание слушателями курсов «Ядерный магнитный резонанс» и «Квантовая механика» в объеме, читаемом в бакалавриате физического факультета СПбГУ по направлению «физика».

I. ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Основная задача курса — обучение студентов методам вычисления и интерпретации одномерных спектров ядерного магнитного резонанса в жидкостях; формирование у студентов понимания происхождения спектральных характеристик ядерного магнитного резонанса и их взаимосвязи с типами взаимодействий и величинами энергии в веществе.

Целью курса является изучение основных разделов теории спектров ЯМР; развитие навыков самостоятельного применения методов квантовой механики для расчетов одномерных спектров ЯМР; обеспечение базы для усвоения теории и практики двумерной спектроскопии ЯМР.

Слушатели курса должны овладеть базовыми представлениями о традиционных методах вычисления спектров ЯМР жидкостей и дополнительными навыками в области анализа спектров частично ориентированных систем.

В числе предполагаемых результатов изучения курса — умение эффективно решать задачи одномерной спектроскопии ЯМР, подразумевающее корректное описание задачи, умение анализировать спектры ЯМР и применять знания в конкретных областях физики, химии и биологии.

Построение курса подразумевает постоянное акцентирование внимания студентов на общефизическом и химическом аспектах использования изучаемых спектроскопических понятий и методов.

II. ОБЪЕМ И РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЧАСОВ КУРСА ПО ВИДАМ ЗАНЯТИЙ.

ФОРМЫ КОНТРОЛЯ

Продолжительность изучения 1 семестр Общая трудоёмкость дисциплины 85 час.

Всего аудиторных занятий 64 часа из них: лекции 64часа Форма итогового контроля знаний: экзамен

III. СОДЕРЖАНИЕ КУРСА

РАЗДЕЛ 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ РАСЧЁТА СПЕКТРОВ ЯМР (20Л) Подраздел 1.1. Прямая и обратная задачи спектроскопии ЯМР.

Расчет спектров ЯМР; определение структуры молекул по спектрам ЯМР.

Подраздел 1.2. Основы квантовомеханического расчёта спектров ЯМР.

Векторы и операторы в гильбертовом пространстве. Введение используемых терминов и обозначений: нотация Дирака, свойства операторов в гильбертовом пространстве, коммутативность операторов, собственные числа и собственные векторы операторов.

Оператор спина. Оператор спина и его проекции на оси координат. Собственные векторы оператора Iz для одно- и многоспиновых систем. Матрицы операторов проекций спина для спина I=1/2, для спина I1/2, для многоспиновых систем. Мультипликативные базисные функции.

Гамильтониан магнитных взаимодействий и расчёт спектров ЯМР. Гамильтонианы многоспиновых систем: зеемановский, электронного экранирования, косвенных спин-спиновых, диполь-дипольных и квадрупольных взаимодействий. Оценка их величины. Блочная структура матрицы гамильтониана. Размер подматриц. Расчёт собственных чисел и собственных векторов блочной матрицы. Численные методы расчёта. Вероятности переходов под действием слабого гармонического возмущения. Учёт реальной формы спектральной линии. Интенсивность и амплитуда спектра ЯМР.

Подраздел 1.3. Структура и подвижность молекул.

Влияние подвижности молекул на вид спинового гамильтониана. Пространственная структура молекул. Ориентация молекул по отношению к магнитному полю. Конформационная подвижность. Молекулярная подвижность. Усреднение гамильтониана магнитных взаимодействий.

Обзор методов моделирования молекулярной структуры. Квантово-химический расчёт.

Эмпирические потенциалы взаимодействия атомов. Моделирование изолированной молекулы и молекулы в среднем поле. «Молекулярная механика» нескольких молекул. Методы Монте-Карло и молекулярной динамики для ансамбля молекул.

РАЗДЕЛ 2. СПЕКТРЫ ЯМР ИЗОТРОПНЫХ ЖИДКОСТЕЙ (28Л)

Подраздел 2.1. Особенности магнитных взаимодействий в жидкостях.

Иерархия гамильтонианов. Магнитно-эквивалентные и неэквивалентные ядра. Обозначение спектров.

Подраздел 2.2. Спектры систем с группами магнитно-эквивалентных ядер.

Спектр Ap системы p эквивалентных ядер. Расчёт спектров первого порядка (A pXq). Расчёт спектров двух- и трехспиновых (I=1/2) систем AB, ABX, ABC.

Подраздел 2.3. Спектры систем с магнитно-неэквивалентными ядрами.

Расчет спектра системы AA'XX'.

Подраздел 2.4. Использование симметрии молекулы при расчёте спектров.

Мультипликативный базис и базис симметрии. Структура матрицы гамильтониана в базисе симметрии. Разрешенные и запрещенные переходы. Примеры расчета спектров двух- и трехспиновых систем с использованием базисов симметрии.

Подраздел 2.5. Применение численных методов для расчёта спектров.

Представление мультипликативных базисных функций для системы спинов I=1/2 в виде целых двоичных чисел. Операции с целыми числами. Вычисление элементов матрицы гамильтониана.

Численные методы диагонализации матриц.

РАЗДЕЛ 3. СПЕКТРЫ ЯМР ЧАСТИЧНО ОРИЕНТИРОВАННЫХ СИСТЕМ (20Л)

Подраздел 3.1. Особенности магнитных взаимодействий в частично ориентированных системах.

Молекулярная структура и подвижность в веществах, находящихся в твёрдом и жидкокристаллическом состояниях. Параметры ориентационного порядка жидких кристаллов.

Иерархия гамильтонианов магнитных взаимодействий.

Подраздел 3.2. Спектры молекул, ориентированных в жидких кристаллах.

Формулы для энергии диполь-дипольных и квадрупольных взаимодействий. Расчёт спектров ЯМР и определение молекулярной структуры веществ.

Подраздел 3.3. Спектры ЯМР жидких кристаллов.

Особенности усреднения энергии диполь-дипольных и квадрупольных взаимодействий. Методы моделирования молекулярной структуры и подвижности.

Спектры ЯМР, обусловленные диполь-дипольными взаимодействиями. Протонная спектроскопия ЯМР жидких кристаллов. Вид спектров. Точный расчет спектров. Способы упрощения гамильтониана протонов: частичное дейтерирование веществ, изменение вида гамильтониана.

Методы приближённого расчёта спектров многоспиновых систем.

Особенности спектров ЯМР 13C. Спектры, обусловленные электронным экранированием. Влияние конформационной подвижности на тензор экранирования. Применение протонной развязки.

Спектры, обусловленные диполь-дипольными взаимодействиями 13C–13C.

Спектры ЯМР квадрупольных ядер. Дейтронная спектроскопия ЯМР жидких кристаллов. ЯМР ядер 14N.

Подраздел 3.4. Спектры неоднородно ориентированных молекулярных систем.

Однородная, изотропная и неодноронная ориентации вещества. Представление о домнной структуре вещества. Скорость переориентации доменов и спектры ЯМР. Общие принципы расчёта спектров ЯМР доменных систем.

Спектры ЯМР твёрдых тел. Спектры, обусловленные анизотропией химического сдвига. Спектры, обусловленные квадрупольными взаимодействиями.

Спектры вязких жидких кристаллов. Спектры, обусловленные диполь-дипольными взаимодействиями.

IV. ЛИТЕРАТУРА

Основная 1. Дж. Попл, В. Шнейдер, Г. Бернстейн. Спектры ядерного магнитного резонанса высокого разрешения. — М.: ИЛ, 1962.

2. Дж. Эмсли, Дж. Финей, Л. Стаклиф. Спектроскопия ЯМР высокого разрешения. Т. 1, 2. — М.:

ИЛ, 1968, 1969.

3. Туманов В. С. Введение в теорию спектров ЯМР. — М.: Изд-во МГУ, 1988. — 231 с.

4. Ядерный магнитный резонанс. Учеб. пособие / Под ред. П. М. Бородина. — Л.: Изд-во ЛГУ, 1982.

Дополнительная 1. А. В. Комолкин. ЯМР 1H и 2H жидких кристаллов: интерпретация спектров. Диссертация к. ф.-м.

н. — Ленинград, 1990.

2. Р. Эрнст, Дж. Боденхаузен, А. Вокаун. ЯМР в одном и двух измерениях: Пер. с англ. — М.:

Мир, 1990.

3. M. Goldman. Quantum Description of High-Resolution NMR in Liquids. — N.-Y.: Oxford University Press, 1988.

4. C. L. Khetrapal, A. C. Kunwar. NMR studies of molecules oriented in thermotropic liquid crystals. / In book: Advances in Magnetic Resonance. Vol. 9. — N.-Y., 1977, p.p. 301-422.

5. C. Чандрасекар. Жидкие кристаллы. — М.: Мир, 1980.

6. Г. Браун, Дж. Уокен. Жидкие кристаллы и биологические структуры. — М.: Мир, 1982.

АВТОР ПРОГРАММЫ:

A. В. Комолкин, канд. физ.-мат. наук, доцент кафедры квантовых магнитных явлений физического факультета СПбГУ. Программа курса впервые разработана 20 марта 1998 г.

Чижик В. И., доктор физ.-мат. наук, профессор, заведующий кафедрой квантовых магнитных явлений СПбГУ;

Касперович В. С., к. ф.-м. н., доцент, доцент кафедры квантовых магнитных явлений СПбГУ.



 


Похожие работы:

«Белорусский государственный университет УТВЕРЖДАЮ Декан* ФДО_ факультета В.М. Молофеев (подпись) (И.О.Фамилия) (дата утверждения) Регистрационный № УД-/р.** _ Физика (название дисциплины) Учебная программа для специальности***: _ _ (код специальности) (наименование специальности) _ _ (код специальности) (наименование специальности) Факультет _доуниверситетского образования_ (название факультета) Кафедра Учебный центр дополнительного образования_ (название кафедры) Курс (курсы) _ Семестр...»

«РАБОЧАЯ ПРОГРАММА по дисциплине СЕНСОРНАЯ ЭЛЕКТРОНИКА, ДАТЧИКИ (ПЦ. Б.3.02.03) для направления подготовки бакалавров 210100.62 – Электроника и наноэлектроника 2 1. Цели и задачи дисциплины Цель дисциплины – приобретение студентами знаний о принципах работы, основных параметрах, конструкциях сенсоров, измерительных преобразователей на их основе и датчиков различного назначения. Основные задачи дисциплины: 1) изучение основ физических явлений и процессов, лежащих в основе принципов работы...»

«ФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРОГРАММА Государственного экзамена для бакалавров по направлению 510400 - Физика и для специалистов по специальности 010400 - Физика с вопросами экзаменационных билетов Казань 2004 Печатается по решению Редакционно-издательского совета физического факультета Деминов Р.Г., Малкин Б.З., Нигматуллин Р.Р., Таюрский Д.А., Царевский С.Л., Чистяков В.А. Программа Государственного экзамена для бакалавров по направлению 510400 – Физика и для...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Уральский государственный педагогический университет Институт физики и технологии Кафедра технологии РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА по дисциплине Экспертиза и диагностика объектов и систем сервиса для ООП 100100– Сервис профиль Сервис транспортных средств по циклу Б.3.В.09 Профессиональный цикл Вариативная часть Очная форма обучения Заочная...»

«Белорусский государственный университет УТВЕРЖДАЮ Декан* ФДО_ факультета В.М. Молофеев (подпись) (И.О.Фамилия) (дата утверждения) Регистрационный № УД-/р.** _Физика (название дисциплины) Учебная программа для специальности***: математический, физический _ (код специальности) (наименование специальности) _ _ (код специальности) (наименование специальности) Факультет _доуниверситетского образования_ (название факультета) Кафедра доуниверситетской подготовки (название кафедры) Курс (курсы) _...»

«МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Факультет естественнонаучного и математического образования Утверждаю Декан Факультета профессор Е.И. Белякова _ 02 апреля 2014 года ПРОГРАММА ВСТУПИТЕЛЬНОГО ЭКЗАМЕНА В МАГИСТРАТУРУ По направлению подготовки 44.04.01 ПЕДАГОГИЧЕСКОЕ ОБРАЗОВАНИЕ Магистерская программа Математическое образование Ростов-на-Дону ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА Программа...»

«1992 10 января. Для выполнения НИР по теме Разработка методов математического моделирования вычислительного эксперимента для обработки данных физико-химического эксперимента открыта тема КИТ-17 (кафедральная инициативная тема) сроком до 31 декабря с.г. за счет средств ФНТР. Научным руководителем темы назначен профессор Сальников Ю.И., ответственным исполнителем – старший научный сотрудник Ушанов В.В. Архив КГУ, приказы КГУ, 1992. Т. 4, л. 5. 14 января утверждено решение жюри по присуждению...»

«Белорусский государственный университет УТВЕРЖДАЮ Декан химического факультета БГУ Д.В. Свиридов _ 2011 г. № УД-/баз. ХИМИЧЕСКАЯ МОДИФИКАЦИЯ ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ Учебная программа для специальности 1-31 05 01 Химия (по направлениям) по направлению специальности 1-31 05 01-01 Химия (научно-производственная деятельность) 2012 СОСТАВИТЕЛИ: Шишонок Маргарита Валентиновна, доцент кафедры высокомолекулярных соединений Белорусского государственного университета, кандидат химических наук,...»

«МИНЗДРАВСОЦРАЗВИТИЯ РОССИИ Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ (ГБОУ ВПО ИГМУ Минздравсоцразвития России) Фармацевтический факультет Кафедра общей химии УТВЕРЖДАЮ Проректор по учебной работе _А. В. Щербатых _ 20_ года РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ) ФИЗИЧЕСКАЯ И КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ _ наименование дисциплины (модуля) для специальности: 060301 Фармация...»

«БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ХИМИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ УТВЕРЖДАЮ Декан химического факультета _ Д.В. Свиридов _ г. Регистрационный № УД- /баз МЕТОДЫ РАСЧЕТА ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ВЕЩЕСТВ Учебная программа для специальности 1-31 05 01 Химия (по направлениям) Направления специальности: 1-31 05 01-01 научно-производственная деятельность 2011 3 СОСТАВИТЕЛИ: Г. Я. Кабо, профессор кафедры физической химии Белорусского государственного университета, доктор химических наук, профессор; Е. В....»

«Белорусский государственный университет УТВЕРЖДАЮ Декан химического факультета Д. В. Свиридов (подпись) (И.О.Фамилия) 2011 г. (дата утверждения) Регистрационный № УД-/р.** Методы расчета физико-химических свойств веществ Учебная программа для специальности 1-31 05 01 Химия (по направлениям) Направления специальности: 1-31 05 01-01 научно-производственная деятельность Факультет химический (название факультета) Кафедра физической химии (название кафедры) Курс (курсы) четвертый Семестр восьмой...»

«РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК Квантовая физика конденсированных сред Программа фундаментальных исследований Президиума РАН Сборник результатов, полученных в 2009 г. АНДРЕЕВ Александр Федорович, вице-президент Российской Председатель академии наук, директор Института физических проблем Научного совета им. П.Л. Капицы РАН ГАНТМАХЕР Всеволод Феликсович, член-корреспондент Заместители Российской академии наук, заведующий отделом Института Председателя физики твердого тела РАН Научного совета ПАРШИН...»

«ПРАВИТЕЛЬСТВО РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Санкт-Петербургский государственный университет Физический факультет Регистрационный номер рабочей программы учебной дисциплины: ФЗ / / 10 106.2 РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ Методы математической физики (основной поток). основных образовательных программ высшего профессионального образования Прикладные математика и физика, Физика, Радиофизика 010600 Прикладные математика и физика подготовки по направлению 010700 Физика 010800 Радиофизика по всем...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное учреждение высшего профессионального образования Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского Физический факультет Программа рассмотрена и утверждена на заседании Учёного совета физического факультета 2012 г. Декан физического факультета, доц. _К.А.Марков ПРОГРАММА ГОСУДАРСТВЕННОГО ЭКЗАМЕНА Физика электроники твердого тела направление 210100 – Электроника и наноэлектроника (бакалавры)...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ УТВЕРЖДАЮ: Проректор-директор ИПР _ А.Ю. Дмитриев Проректор-директор ИФВТ _ А.Н. Яковлев ПРОГРАММА вступительного испытания (междисциплинарного экзамена) для поступающих в магистратуру по направлению 240100 Химическая технология Институт природных ресурсов Институт физики...»

«Белорусский государственный университет УТВЕРЖДАЮ Проректор по учебной работе Белорусского государственного университета А.Л. Толстик (дата утверждения) Регистрационный № УД-/баз. Программа дополнительного вступительного экзамена в магистратуру по специальности 1-31 80 06 ХИМИЯ 2013 г Составители: Паньков Владимир Васильевич, заведующий кафедрой электрохимии, доктор химических наук, профессор; Блохин Андрей Викторович, профессор кафедры физической химии, доктор химических наук, профессор;...»

«Белорусский государственный университет УТВЕРЖДАЮ Декан химического факультета Д.В. Свиридов 2011 г. _06_июня Регистрационный № УД -4554/баз. ХИМИЯ МОНОМЕРОВ Учебная программа по специальности 1-31 05 01 Химия (по направлениям) направление специальности 1-31 05 01-01 Химия (научно-производственная деятельность); специализация 1-31 05 01-01 05 Высокомолекулярные соединения 2011 г. СОСТАВИТЕЛИ: Л.Б. Якимцова, доцент кафедры высокомолекулярных соединений Белорусского государственного университета,...»

«РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК Федеральное государственное бюджетное учреждение науки ИНСТИТУТ КРИОСФЕРЫ ЗЕМЛИ СИБИРСКОГО ОТДЕЛЕНИЯ РАН Программа принята УТВЕРЖДАЮ Ученым советом Института Директор ИКЗ СО РАН _ 2012 года В.П. Мельников (протокол №_) “_” 2012 г. ПРОГРАММА ВСТУПИТЕЛЬНОГО ЭКЗАМЕНА В АСПИРАНТУРУ по специальности 25.00.10 Геофизика. Геофизические методы поисков месторождений полезных ископаемых отрасли наук 25.00.00. Науки о Земле ТЮМЕНЬ Данная программа содержит перечень вопросов для...»

«Белорусский государственный университет УТВЕРЖДАЮ Проректор по учебной работе Белорусского государственного университета А.Л. Толстик (дата утверждения) Регистрационный № УД-/ Программа основного вступительного экзамена в магистратуру по специальности 1-31 80 06 ХИМИЯ 2013 г Составители: Воробьева Татьяна Николаевна, профессор кафедры неорганической химии, доктор химических наук, профессор; Василевская Елена Ивановна, доцент кафедры неорганической химии, кандидат химических наук, доцент;...»

«Сибирский федеральный университет Институт фундаментальной биологии и биотехнологии Кафедра биофизики ИСТОРИЯ И МЕТОДОЛОГИЯ ФИЗИКИ Тексты избранных лекций по дисциплине История и методология физики (ДНМ.В.2.) для магистрантов, обучающихся по программам 011200.68.01 – Биофизика; 011200.68.07 – Окружающая среда и человек: основы надзора и контроля. Разработал – Л.Н.Медведев. 2013 Лекция 1 ИСТОРИЯ И МЕТОДОЛОГИЯ ФИЗИКИ – ОСНОВА ФОРМИРОВАНИЯ НАУЧНОГО ФИЗИЧЕСКОГО МЫШЛЕНИЯ Определение понятия физика...»








 
© 2013 www.diss.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Методички, учебные программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.