Rudolf Ludwig Mössbauer

Rozměr: px
Začít zobrazení ze stránky:

Download "Rudolf Ludwig Mössbauer"

Transkript

1 č. 1 Čs. čas. fyz. 62 (2012) 51 Rudolf Ludwig Mössbauer jeho život, efekt a spektroskopie Karel Závěta 1, Jaroslav Kohout 2, Adriana Lančok 3 1 Fyzikální ústav AV ČR, v. v. i., Na Slovance 2, Praha 8 2 Univerzita Karlova v Praze, Matematicko-fyzikální fakulta, V Holešovičkách 2, Praha 8 3 Ústav anorganické chemie AV ČR, v. v. i., Husinec-Řež 1001, Řež Biografická data V přípravách na oslavu 50. výročí udělení Nobelovy ceny R. L. Mössbauerovi nás zastihla smutná zpráva o jeho úmrtí. Pouhé tři měsíce ho dělily od tohoto mimořádného výročí, jehož se dožila řada nositelů Nobelovy ceny za fyziku. A je snad zajímavé si je připomenout. Jsou to W. L. Bragg (cena udělena v r. 1915, zemřel po dalších 56 letech), M. Siegbahn (1924/54), G. L. Hertz (1925/50), L.-V. P. R. de Broglie (1929/58), P. A. M. Dirac (1933/51), C. D. Anderson (1936/55), W. E. Lamb (1955/53) a dosud žijící C. N. Yang a T. D. Lee (1957) a D. A. Glaser (1960). Rudolf L. Mössbauer se narodil 31. ledna 1929 v Mnichově otci Ludwigovi a matce Erně, rozené Ernst. Střední školu (Oberschule neklasicky zaměřená varianta školy druhého stupně) navštěvoval v Mnichově-Pasingu a ukončil ji v r Než pokračoval ve svých studiích na Technické vysoké škole v Mnichově (Technische Hochschule, München), pracoval rok v průmyslové laboratoři. V r složil zkoušky, jimiž zakončil prvou etapu svého vysokoškolského studia, a prof. Heinz Maier-Leibnitz mu zadal téma pro jeho magisterskou, a jak se později ukázalo, i doktorskou disertaci. Týkalo se rezonační absorpce paprsků gama jádry vybraných izotopů. Na magisterské disertaci pracoval Mössbauer od léta 1953 do března Magisterský diplom na základě obhájené disertace obdržel v r od Laboratoře aplikované fyziky na Technické vysoké škole v Mnichově. V té době také zastával místo asistenta na Matematickém ústavu této školy. Prof. Maier-Leibnitz Mössbauerovi doporučil, aby ve své doktorské disertaci pokračoval na Ústavu Maxe Plancka pro lékařský výzkum v Heidelbergu, kde jednou jeho částí byl Fyzikální ústav vedený prof. W. Bothem, který právě v r dostal Nobelovu cenu společně s Maxem Bornem za objev a využití koincidenční metody. Sám H. Maier-Leibnitz ostatně před několika lety z tohoto pracoviště do Mnichova přišel a stále tam měl kontakty a jistou pozici. Výsledky své disertace publikoval Mössbauer ve třech zásadních článcích [1 3], kde byly shrnuty základy objevu bezodrazové jaderné rezonanční absorpce γ záření, za nějž posléze dostal Nobelovu cenu. Po dokončení své doktorské disertace byl zaměstnán jako vědecký asistent na Technické vysoké škole v Mnichově. Uvedené publikace byly také důvodem, proč byl R. Mössbauer prakticky okamžitě pozván R. Feynmanem na California Institute of Technology v Pasadeně, kde od r pracoval jako vědecký pracovník. Když mu byla 11. prosince 1961 jako dvaatřicetiletému udělena Nobelova cena společně s R. Hofstadterem, byl na tomto pracovišti neprodleně jmenován řádným profesorem. V r dostal R. Mössbauer nabídku, jaká se neodmítá. Jako novému profesorovi experimentální fyziky na jeho minulém mnichovském pracovišti mu bylo přislíbeno vybudování nových laboratoří se špičkovým vybavením a široké pravomoci při jejich reorganizaci. K jeho požadavkům patřilo, aby všechny tři fyzikální ústavy Technické vysoké školy v Mnichově byly zcela nově řízeny do značné míry podle amerického vzoru. Ústavy byly restrukturalizovány do jednotlivých oddělení vedených profesory se stejnými pravomocemi. Z nich pak bylo na časově omezené období voleno direktorium, jež mělo být zárukou dynamického rozvoje výzkumných plánů. Jeho podmínky byly v zásadě přijaty a v Mnichově, kde byla v r škola přejmenována na Technickou univerzitu, pracoval R. Mössbauer až do r. 1972, kdy odchází do Grenoblu jako nástupce H. Maiera-Leibnitze do funkce ředitele Institutu Max von Laue-Paul Langevin (ILL) a vedoucího německo-francouzsko-britského projektu reaktoru s vysokým tokem neutronů. Po skončení svého pětiletého pobytu v Grenoblu se vrací v r do Mnichova, kde se podle některých pramenů situace na Technické univerzitě částečně vrátila do sta rých pořádků, ale přesto odmítá řadu výhodných nabídek na zaměstnání, zejména v USA, a zůstává v Mnichově. Zásadně však mění obor svého výzkumu. Ve svém článku [4] to zdůvodňuje tím, že v době jeho návratu se využitím efektu bezodrazové jaderné rezonanční absorpce γ záření, tedy Mössbauerova jevu, zabývaly stovky laboratoří po celém světě a byly publikovány tisíce článků z tohoto oboru, a proto chtěl dělat něco jiného. Neutronové experimenty prováděné v ILL ho neupoutaly natolik, aby se staly náplní jeho další vědecké práce, avšak reaktor byl kromě neutronů také silným zdrojem neutrin. Jejich studium ho zaujalo do té míry, že mu věnoval další roky svého vědeckého bádání. Jeho zájem se postupně přesunul na problematiku solárních neutrin, zejména určení jejich hmotnosti, rezonancí a přeměn, a měření jejich celkového toku.

2 52 Historie fyziky» O experimentální důkaz jaderné rezonanční absorpce se dlouho snažila řada fyziků bezvýsledně. «Pro R. Mössbauera byla jednou z důležitých podmínek akademické práce svobodná mezinárodní spolupráce na co nejširším základě, takže po svém návratu do Mnichova v r v temných dobách studené války, kdy většina amerických vědců se s kolegy za železnou oponou prakticky nestýkala, přijímá pozvání a odjíždí s delegací německých vědců do Sovětského svazu. Tím byly položeny základy k pozdější vědecké výměně mezi předními vědci ze Sovětského svazu a pracovníky mnichovské Technické univerzity. Pro podporu spolupráce byly pořádány pravidelné semináře s americkými a sovětskými účastníky a realizovala se také řada pozvání sovětských vědců k práci na společných výzkumech v Garchingu. R. Mössbauer byl nejen mimořádným vědcem, ale také vynikajícím akademickým učitelem, který bral svoje přednášky velmi vážně a dovedl jimi strhnout své studenty. Svým spolupracovníkům poskytoval zpravidla velkou svobodu v jejich výzkumné práci. Jeho umění přednášet a zájem na rozšiřování vědeckých znalostí do širší společnosti ho přivedly k činnosti v berlínském spolku Urania, který mu za jeho přednáškovou činnost jako prvému v r propůjčil spolkovou medaili. Byl také nadaným pianistou a v jeho pracovně obvykle stávalo křídlo, na něž příležitostně hrával. K jeho koníčkům patřilo také fotografování a turistika. 31. března 1997 odchází do penze a je jmenován emeritním profesorem Technické univerzity v Mnichově. Ačkoliv se vědecké zájmy R. Mössbauera odklonily od jeho efektu a spektroskopie, nikdy neztratil vědecký a osobní kontakt s početnou skupinou vědců, jež se jimi zabývají. Ještě během osmdesátých a devadesátých let publikoval články o jaderné difrakci Mössbauerova záření (viz např. [5]), účastnil se jejich konferencí ICAME (International Conference on the Applications of Mössbauer Effect) a např. v r v Garmisch-Partenkirchenu oslavoval své sedmdesáté narozeniny jako její čestný předseda a přednesl tam úvodní referát [4]. Poslední konference ICAME, jíž se účastnil, byla v r ve městě Muscat v Omanu. Byl dvakrát ženatý se svou první ženou Elisabeth Pritz měl dcery Suzi a Reginu a syna Petera; jeho druhou manželkou se stala Christel Braun. Jeho život se završil 14. září Osobní vzpomínky a komentáře k objevu bezodrazové rezonanční jaderné absorpce Rezonanční absorpce viditelného záření byla pozorována R. W. Woodem již v r [6] a byla později vysvětlena v kvantovém modelu atomu jako důsledek přechodů mezi energetickými hladinami elektronového obalu s emisí či absorpcí příslušného fotonu. Podobný jev byl hledán i pro přechody mezi jadernými energetickými hladinami, avšak v r poukázal Kuhn na zásadní rozdíl mezi těmito dvěma případy. Problém spočívá v tom, že šířky čar při přechodech mezi jadernými hladinami jsou ve srovnání s šířkami čar elektronových přechodů o několik řádů menší a naopak díky velké energii příslušného γ kvanta (desítky až stovky kev) vede přenos hybnosti při absorpci nebo emisi (izolovaným) jádrem k velké změně energie kvanta o kinetickou energii jádra získanou zpětným rázem [7]. O experimentální důkaz jaderné rezonanční absorpce se bezvýsledně po následujících více než 20 let snažila řada fyziků. Až v r se podařilo Moonovi [8] kompenzovat popsaný rozdíl energií pomocí Dopplerova posunu energie kvanta umístěním zdroje 198 Hg 198 Au jaderného γ záření s energií 411 kev na hrot ultracentrifugy, kde dosahoval lineární rychlosti 670 ms -1 vůči nepohyblivému absorbéru 198 Au. Účinný absorpční průřez pro rezonanční absorpci se tím zvýšil 10 4 násobně, a tak bylo možné absorpci pozorovat. Jiný přístup volil Malmfors [9], jemuž se podařilo pozorovat jadernou rezonanční fluorescenci pomocí zvýšeného překryvu emisních a absorpčních čar jejich rozšířením díky Dopplerovu efektu při vysoké teplotě zdroje i absorbéru. Pomocí těchto dvou přístupů byla postupně jaderná rezonanční absorpce pozorována u řady izotopů. Na radu svého vedoucího prof. H. Maier-Leibnitze vybral R. L. Mössbauer pro studium absorpce γ kvantum o energii 129 kev vznikající při přechodu 191 Os na 191 Ir. Volba byla provedena podle materiálů knihovny Německého muzea v Mnichově (Deutsches Museum, München) a byla ovlivněna několika faktory: energie přechodu byla dostatečně nízká pro měření teplotní závislosti absorpce, radioaktivní izotop 191 Os byl uveden v Harwellském katalogu a protože v té době neexistoval v Německu žádný reaktor, katalog byl jedinou možností jak požadovaný izotop získat dovozem. A konečně doba života excitované hladiny 129 kev nebyla známa a její určení mohlo být požadovaným novým výsledkem disertace. Během přípravy magisterské práce postavil Mössbauer v Mnichově detekční systém sestávající z 12 proporcionálních detektorů, který sice dosahoval v té době patrně nejvyšší účinnosti ~5 % pro daný izotop, ta se však ukázala být pro pozorování rezonanční absorpce nedostatečnou. Jak jsme uvedli již výše, na doktorské práci R. L. Mössbauer začal pracovat již v Heidelbergu. Ve své přednášce [4] sám vyjmenovává řadu významných změn, k nimž po přechodu do Heidelbergu došlo. Především podle příkladu heidelbergských kolegů nahradil svoje mnichovské proporcionální čítače scintilačními detektory s krystaly NaI, jež mají pro záření o energii 129 kev takřka 100% účinnost toto rozhodnutí se ukázalo být pro další práci klíčovým. Dalším kladným faktorem v Heidelbergu byl dostatek finančních prostředků na nákup elektroniky, jež jinak musela být vyráběna vlastními silami. V té době exis-

3 č. 1 Čs. čas. fyz. 62 (2012) 53 tovala ještě v Německu vojenská vláda, jejíž administrativa si hledala nová uplatnění, a jedním z nich byl dohled a přidělování spektroskopicky čistých materiálů pro výrobu potřebných izotopů. Podle tehdy platných předpisů se měl písemný kontakt uskutečňovat přes Max Planck Institut v Göttingenu, který jediný měl povolení jednat s Brity. Když oficiální cesta nevedla k výsledku, Mössbauer se rozhodl překročit nařízení a napsal rovnou do Anglie, do Harwellu. K jeho štěstí se tam našla pracovnice, která mu pomohla obejít předpisy a nechala vyrobit radioaktivní zdroje, jež potřeboval. Jak Mössbauer poznamenává [4], nebylo tehdy obvyklé, aby anglická dáma pomáhala chudému německému studentovi, ale její pomoc byla pro celou práci zásadní. Konečně posledním šťastným faktorem bylo rozhodnutí, jakým směrem měnit teplotu. Zatímco Mössbauerův vedoucí práce navrhoval jít stejnou cestou jako Malmfors, tedy zvýšit teplotu a tím zvětšit překryv čar, Mössbauer si uvědomil, že snížení teploty na teplotu kapalného dusíku, který byl v té době v Heidelbergu k dispozici, by mělo vést ke zhruba stejnému rozdílu pozorovaného efektu. A stavba a provoz kryostatu byly jednodušší než stavba a používání pece. Detekční zařízení dosáhlo rozlišení měřené intenzity γ záření prošlého vzorkem ΔI/I = (2,7±0,7)x10-4, což mělo dostačovat k prokázání snížené absorpce vzorkem při zmenšeném překryvu emisní a absorpční čáry jejich zúžením při snížení teploty. Výsledek experimentu však byl překvapivě opačný absorpce se při snížené teplotě zvyšovala. Při popisu dalších událostí se přidržujeme především vyprávění samotného R. L. Mössbauera [4]. Neočekávané pozorování se nejprve snažil marně vysvětlit nějakým vedlejším efektem. Obrátil se s prosbou o radu na prof. Jensena, který ho odkázal na starší publikaci W. J. Lamba [10], týkající se záchytu pomalých neutronů atomy v krystalu nebo volnými se započtením zpětného rázu. Ovšem sám Jensen spolu se Steinwedelem publikovali již v r teoretickou práci [11], v níž dokazovali, že zabudováním atomu do krystalu nemohou vzniknout úzké čáry jaderných přechodů. Jak podotýká Mössbauer, v té době pro získání magisterského titulu v Mnichově nebylo třeba absolvovat kvantovou mechaniku, takže Jensenovým argumentům plně neporozuměl. Tato příhoda podle něho ilustruje fakt, že mladí lidé mohou přistoupit k problému nekonvenčním způsobem, který zkušenějšího a erudovanějšího vědce vůbec nenapadne. Jak uvádí již Lamb [10], ztráta energie díky zpětnému rázu E R je rovna E R = (m/m) E n, (1) kde m a M jsou hmotnosti dopadajícího neutronu a absorbujícího jádra, E n pak energie neutronu. Když energii zpětného rázu počítáme pro γ kvantum o energii E γ, dostáváme E R = E 2 γ / 2 M J c 2. (2) A Mössbauer si uvědomil, že podobně jako v Lambově případu existuje nenulová pravděpodobnost, že tuto energii nemůže převzít samotný atom s emitujícím (nebo absorbujícím) jádrem, protože v krystalu je jeho energie kvantována a přípustné jsou pouze přechody odpovídající vybuzení nebo anihalaci fononu. Pokud pak dojde k emisi nebo absorpci γ kvanta bez účasti fononu, hybnost kvanta se přenese na krystal jako celek a M J je ve vztahu (2) nahrazeno hmotností celého krystalu. Tím se energie zpětného rázu o mnoho řádů sníží a dojde k bezodrazové rezonanční jaderné absorpci. Tento efekt pak dostal název Mössbauerův jev. Pozorované zvýšení absorpce při snížení teploty tedy bylo jednoduše vysvětleno tím, že se zvyšuje pravděpodobnost zmíněných bezfononových přechodů. S tímto výsledkem, obsaženým a teoreticky vysvětleným v práci [1], se Mössbauer vrátil do Mnichova. Zde byl mezitím spuštěn první atomový reaktor a Mössbauer se připravoval na práci ve fyzice neutronů. Když po 3 měsících vyšla publikace tiskem, autor si ji, jako svou první práci, pozorně pročetl a zjistil, že vlastně neprovedl hlavní experiment změření šířky příslušné čáry, což by bylo možné s použitím lineárního Dopplerova jevu. Jak sám vypráví, toto poznání ho tak vzrušilo, že vrazil do pracovny prof. Maiera- -Leibnitze a volal: Jedu nejbližším vlakem do Heidelbergu, zapomněl jsem udělat ten hlavní experiment! Když se vrátil do Heidelbergu, kde jeho zařízení stále ještě existovalo, propadl panice. Poslal totiž preprinty své práce svým dvěma hlavním konkurentům, specialistům na experimenty s Dopplerovým posunem prof. Moonovi do Birminghamu a prof. Metzgerovi do Filadelfie. Práce byla psána německy a domníval se, že Moon nebude německy umět. Ale nevěděl, že vedle v pracovně sedí německý emigrant Rudolf Peierls, který se však naštěstí pro Mössbauera domníval, že práce je chybná. Takže Moon žádná měření neprovedl. Uspořádání pokusu. A kryostat s absorbérem; Q otáčivý kryostat se zdrojem; D scintilační detektor. M označuje část kruhové dráhy zdroje využité k měření. Závislost relativní intensity (I Ir - I Pt )/ I Pt za Ir nebo Pt absorbérem na rychlosti zdroje vzhledem k absorbéru. E=(v/c).E 0 je energetický posun kvant 129 kev vzhledem k nepohybujícímu se absorbéru. Zdrojem záření bylo osmium o aktivitě 65 mcurie, jehož rozpadové schéma obsahuje linii 129 kev isotopu Ir 191 Obr. 1, 2 Schéma uspořádání historického Mössbauerova experimentu a prvá rezonanční čára bezodrazové absorpce jader izotopu 191 Ir (převzato z [3]).»... nebylo tehdy obvyklé, aby anglická dáma pomáhala chudému německému studentovi, ale její pomoc byla pro celou práci zásadní. «

4 54 Historie fyziky Metzger, původem Švýcar, německy uměl a dokonce napsal Mössbauerovi dopis, v němž ho upozorňoval na chybu ve výpočtu, kde mělo být ¼ kt místo ½ kt, protože šlo o překryv dvou čar. Mössbauer se však domníval, že se Metzger jen snaží získat čas a s obavami se chodil dívat každé ráno do ústavní knihovny na nově došlé fyzikální časopisy. Obavy však byly liché, protože ani jeden ze zmíněných konkurentů se nechystal tento experiment provést. Ve skutečnosti byl velmi jednoduchý, protože šlo o zjištění změn absorpce řádu jednotek procent, zatímco předchozí měření při určování účinných průřezů dávala změnu zhruba o dva řády menší. K uskutečnění svého pokusu potřeboval Mössbauer otáčecí zařízení, ale jeho výroba v místních dílnách by byla příliš dlouhá, takže místo toho vykoupil v místním obchodě s mechanickými hračkami všechna ozubená kolečka. Sestavené zařízení nepracovalo příliš hladce, ale to naštěstí nehrálo podstatnou roli. Schéma zařízení a první experimentální křivka z [2] jsou na obr. 1 a 2. Protože v tomto případě se dopplerovsky vzájemně posouvaly velmi úzké čáry, potřebné rychlosti byly zhruba milionkrát menší než u původních Moonových experimentů. Mössbauer si uvědomil, jaké možnosti tato metoda skýtá a požádal ve svém ústavu, v němž byl tehdy jediný cyklotron v Německu, o výrobu 57 Fe (ve skutečnosti šlo zřejmě o přípravu 57 Co, jehož rozpadem vzniká vzbuzený stav 57 Fe), která však byla odmítnuta, zřejmě pro příliš vysokou požadovanou aktivitu. Tento opravdu převratný výsledek chtěl Mössbauer ve stručné formě publikovat v nějakém nepříliš rozšiřovaném a samozřejmě německém časopise, aby získal čas pro další práci na tomto problému. Bohužel mu jeho vedoucí práce poradil Naturwissenschaften [2]. Přes svou snahu o utajení dostal během týdne po zveřejnění 260 žádostí o zaslání reprintu, takže bylo jasné, že se utajení nepovedlo. Mössbauer své vyprávění o objevu uzavírá dvěma příhodami. V Los Alamos se údajně vsadili o korektnost práce, ale vsazená částka byla jen 5 centů; Mössbauer podotýká, že se mohli vsadit aspoň o 10 ( nickel and dime se v USA užívá v řadě frází a většinou znamená něco bezcenného, malé hodnoty, jež se případně může neočekávaně akumulovat). Druhá příhoda se váže k jeho přednášce na semináři v Heidelbergu v r. 1959, kde byl také přítomen Felix Böhm z California Institute of Technology. Požádal Mössbauera o preprint, který poslal na své pracoviště, kde byli dva hlavní teoretici Bob Christie a Dick Feynman požádáni o vyjádření se k práci. Sešli se večer a dohodli se, že si vymění své názory na práci [2], stále publikovanou v němčině, příští ráno. Feynman údajně prohlásil: Ta celá věc je bláznivá, ale v jeho výpočtech jsem nenašel žádnou chybu. A do Heidelbergu přišel slavný telegram o třech slovech: Get the guy. Signed Dick Feynman. A tak zpráva o udělení Nobelovy ceny za fyziku v r společně s R. Hostadterem zastihla Mössbauera již v USA. Sluší se ještě uvést, jak bylo udělení ceny odůvodněno. V případě Roberta Hostadtera to bylo for his pioneering studies of electron scattering in atomic nuclei and for his thereby achieved discoveries concerning the structure of the nucleons a u R. L. Mössbauera for his researches concerning the resonance absorption of gamma radiation and his discovery in this connection of the effect which bears his name. detektor hlavní absorbér mylarová trubice na He ~73 zdroj s transduktorem detektor pro pokus se zaměněným zdrojem a absorbérem Obr. 3 Technický nákres systému v uzavřené věži v Jeffersonově laboratoři. Mössbauerova spektroskopie nástavby 3. patra, patra 1. patra přízemí, Spektrum a hyperjemné interakce Závislost efektu pozorovaného při bezodrazové jaderné absorpci na energii, tj. změnu intenzity primárního svazku nebo emisi sekundárního záření, konverzních elektronů nebo doprovodného Rentgenova záření, se nazývá Mössbauerovým spektrem. Takovým jednoduchým spektrem je historicky první závislost z práce [3] uvedená v našem obr. 2. Protože k pozorování Mössbauerova jevu je třeba, aby atom s příslušným jádrem byl zabudován v krystalu (pevné látce), je energetické spektrum jader ovlivňováno interakcemi s krystalem. Tyto interakce se nazývají hyperjemné a dělí se na elektrostatické a magnetické. Nejjednodušší elektrostatickou interakcí je vzájemné působení prostorové hustoty náboje jádra s elektronovou hustotou v místě jádra. Tato interakce vede k tzv. izomernímu nebo též chemickému posunu spektra IS (Isomer Shift), který je dán výrazem IS = K (R 2 e R 2 g ) {[Ψ 2 s (0)] a [Ψ 2 s (0)] b }, kde K je konstanta, R e a R g je poloměr jádra v excitovaném a základním stavu a Ψ s je vlnová funkce s-elektronů v místě jádra absorbéru a referenčního absorbéru. V další elektrostatické interakci působí gradient elektrického pole elektronů na kvadrupólový moment jádra, což vede pro případ s osovou lokální symetrií ke kvadrupólovému štěpení spektra o velikosti E Q =eqv zz /4I(2I-1) [3m 2 z -I(I+1)], kde e je náboj elektronu, Q je kvadrupólový moment jádra, V zz je složka gradientu elektrického pole v místě jádra, I je spin jádra a m z je magnetické kvantové číslo.

5 č. 1 Čs. čas. fyz. 62 (2012) 55 Kvadrupólový moment je nenulový pro jádra se spinem větším než ½, a aby se štěpení vedoucí k charakteristickému dubletu ve spektru realizovalo, musí mít okolí jádra symetrii nižší než kubickou. Magnetická interakce vede k Zeemanovu štěpení energetických hladin jádra působením (efektivního) magnetického pole B v místě jádra na jeho dipolový magnetický moment. Energie Zeemanova štěpení je dána výrazem E m = g N μ N B m z, kde g N je jaderný Landéův faktor, μ N je jaderný magneton, m z je magnetické kvantové číslo, které nabývá hodnot od I po jednotkách do I. Hladina se tedy rozštěpí na (2I + 1) ekvidistantních hladin. Povoleny jsou však pouze přechody mezi energetickými hladinami jádra v základním a excitovaném stavu, u nichž je změna magnetického kvantového čísla Δm z = 0 nebo ±1. Konkrétně tedy pro spin v základním a vzbuzeném stavu rovném 1/2 a 3/2 (např. případ 57 Fe) dochází k šesti dovoleným přechodům a ve spektru vzniká charakteristický sextet. Velmi stručně lze říci, že izomerní posun podává informaci o hustotě s-elektronů a tedy na příklad o valenčním stavu atomu, v němž se dané jádro nachází. Kvadrupolové štěpení vypovídá především o symetrii rozložení elektrických nábojů v okolí jádra a tedy o symetrii lokálního okolí jádra. Vzhledem k tomu, že relativní intenzity čar v dubletu závisí známým způsobem na vzájemné orientaci γ paprsku a hlavní osy gradientu elektrického pole, můžeme z nich zpětně získat informaci o orientaci těchto hlavních os vůči osám krystalografickým. Hyperjemné magnetické pole B v magneticky uspořádaných látkách se skládá z řady příspěvků obou znamének a zpravidla rozhodující roli hraje Fermiho kontaktní interakce s-elektronů s příslušným jádrem. Sluší se poznamenat, že toto pole závisí na velikosti lokálního elektronového magnetického momentu, a proto se Zeemanova štěpení využívá ke studiu teplotních závislostí lokálních magnetických momentů. Vzhledem k tomu, že relativní intenzity čar v sextetu závisejí známým způsobem na vzájemné orientaci γ paprsku a B, můžeme z nich naopak získat informace o orientaci lokálních momentů. Efektivní magnetické pole v místě jádra se skládá z vnějšího, hyperjemného a demagnetizačního. Jestliže máme k dispozici dostatečně silné magnetické pole, je pak možné detailně studovat magnetická uspořádání i ve složitějších případech, např. v magnetických materiálech s více podmřížkami, nekolineární magnetická uspořádání a další. Aplikace MS K rychlému udělení Nobelovy ceny R. L. Mössbauerovi pouhé tři roky po publikování práce [1] přispělo jednak pozorování bezodrazové absorpce γ záření na jádrech 57 Fe, což mělo za následek rychlý rozvoj této spektroskopické metody v mnoha vědních oborech, ale také potvrzení A. Einsteinem předpovězeného rudého posuvu spektrálních linií v gravitačním poli. Relativní změna frekvence fotonů (γ-záření) v gravitačním poli Země je podle speciální teorie relativity dána vztahem Δν/ν 0 = gh/c 2, kde g je místní tíhové zrychlení, h je výška umístění zářiče nad pozorovatelem, který je na povrchu Země, a c je rychlost světla. Je-li výška h udána v metrech, činí změna frekvence Δν/ν 0 = 1, h. Praktické provedení pokusu zpočátku naráželo na řadu obtíží. První užívaný mössbauerovský izotop 191 Ir má dostatečně intenzivní bezodrazovou rezonanční absorpci jenom při nízkých teplotách, a navíc je tato absorpční linie poměrně široká (relativní rozlišení ~2, ). Byl tudíž hledán izotop s užší linií poskytující dostatečně intenzivní rezonanční absorpci i při vyšších teplotách. Volba padla na jádra 57 Fe vázaná v kovovém železe, u nichž je při pokojové teplotě ~70 % fotonů γ-záření bezodrazových. První měření gravitačního rudého posuvu uskutečnili v Harvardu v roce 1960 R. V. Pound a G. A. Rebka [12]. Experiment provedli ve věži, která je součástí tamní fyzikální laboratoře. Výškový rozdíl mezi zdrojem a absorbérem γ-záření byl 22 m (viz obrázek 3) a trubice, kterou procházelo záření, byla naplněna plynným heliem, aby byla snížena absorpce záření ve vzduchu, který obsahuje těžší prvky. Při experimentu několikrát zaměnili polohu zdroje a absorbéru. Naměřená střední hodnota relativní změny frekvence fotonů byla v rámci experimentální chyby několik procent v souhlasu s teoretickou předpovědí. Uvedený experiment seznámil s Mössbauerovým jevem širokou fyzikální komunitu. Později opakoval experiment R. V. Pound s J. L. Sniderem s ještě větší přesností [13] (viz obrázek 4) a v roce 1981 T. Katila s K. J. Riskim pomocí izotopu 67 Zn s relativním rozlišením ~5, na vzdálenosti 1 m [14]. Ze všech vědeckých prací, které se týkají Mössbauerovy spektroskopie, se nejvíce používá izotop železa 57 Fe, jehož se týká podle údajů Mössbauer Effect Data Center z r až 64 % prací. Na druhém místě v pomyslném žebříčku je izotop cínu 119 Sn s 18 %. Za pozornost ještě stojí izotopy europia 151 Eu, zlata 197 Au, antimonu 121 Sb a teluru 125 Te, které mají 3 %, resp. 2 %. Řada dalších izotopů je sice využívána, ale v zanedbatelné míře. Oblasti použití Mössbauerova jevu jsou velmi rozsáhlé a ani dnes nejsou známy všechny možnosti jeho využití. Mössbauerova spektroskopie je mimořádně produktivním nástrojem získávání nových poznatků v širokém spektru oblastí základního a aplikovaného 1,1 1 0,9 0,8 výsledky dělené 2gh/c 2» Využití Mössbauerova jevu je velmi rozsáhlé a rozmanité. «plná délka normální plná délka obrácená poloviční délka normální poloviční délka obrácená březen duben květen červen červenec srpen Obr. 4 Shrnutí konečných výsledků experimentu o gravitačním posuvu spektrálních čar; svislé čáry označují standardní odchylku a vodorovné definují dobu měření.

6 56 Historie fyziky Obr. 5 MIMOS (MIniature MOessbauer Spectrometer), Mössbauerův spektrometr použitý na Marsu. vědeckého výzkumu, a to od jaderné fyziky přes fyziku kondenzovaných látek, biofyziku, chemii, medicínu až po mineralogii, archeologii a technické aplikace, např. v materiálovém výzkumu, metalurgii nebo geologii. V následujícím textu upozorníme na některé přehledové publikace, jež se různých vědeckých odvětví týkají. Metalurgické problematice, a to transformacím v železných slitinách, je věnována publikace [15] a o problémech koroze a reakcích na povrchu a rozhraní slitin pak pojednává [16]. Použití Mössbauerovy spektroskopie v chemii je velice rozsáhlé a o řadě směrů je dosti podrobně pojednáno v nedávno vydané knize [17]. O některých relativně časných méně obvyklých aplikacích se lze dozvědět v práci [18]. Použití Mössbauerovy spektroskopie v archeologii je zejména rozšířeno na řeckých pracovištích a práce [19] patří k prvním shrnujícím pojednáním o tomto směru. Poměrně blízká je pak aplikace této metodiky na umělecká díla, a to zejména obrazy a sochy [20]. Určení vlastností pigmentů v malbách je umožněno zejména tím, že řada z nich obsahuje oxidy železa často jako hlavní složku. Obr. 6 Umělecké přenesení marsovského vozítka Spirit do krajiny jeho přistání. Rozvoj aplikací Mössbauerovy spektroskopie v nejrůznějších odvětvích diskutuje Nagy v přehledové publikaci [21], kde je také upozorněno na problémy spojené s rozšířením této metody do odlehlých směrů výzkumu. Jedním z významných mezinárodních projektů, který získal značnou pozornost nejen v mössbauerovské komunitě, ale i široké veřejnosti, byl úspěšný vývoj a konstrukce miniaturních přístrojů MIMOS Miniaturised Mössbauer Spectrometer (obr. 5) a jejich umístění na kosmických sondách, jejichž přistávací moduly úspěšně dosedly 4., resp. 25. ledna 2004 na protilehlých místech povrchu planety Mars. Z každého modulu byl uvolněn 180 kg těžký pohyblivý robot MER Mars Exploration Rover, nejdříve Spirit (viz obr. 6) a pak i jeho dvojče Opportunity. Ty do konce roku 2007 urazily na povrchu Marsu s nainstalovanými vědeckými přístroji vzdálenost 7,5, resp. 10,5 km a pokračují v činnosti. Kromě Mössbauerova spektrometru a panoramatické kamery jsou na elektromobilu umístěny také TES Thermal Emission Spectrometer, APXS Alpha Particle X-ray Spectrometer, MI Microscopic Imager, což je kombinace mikroskopu a CCD kamery a další přístroje. MIMOS je upevněn na pohyblivém ramenu robotu, který vysune kobaltový zdroj γ záření proti zkoumanému materiálu povrchové nebo předem odfrézované hornině a detektor registruje zpětně odražené záření. Z Mössbauerových spekter se potom zjišťuje výskyt železných minerálů, z nichž některé mohou vznikat pouze za přítomnosti vody. Na obr. 7 je Mössbauerovo spektrum vyvřelé horniny z lokality Meradiani Planum, která obsahuje značný podíl minerálu jarositu (zásaditý síran draselnoželezitý). V části A jsou uvedena spektra při různých teplotách v oboru rychlostí 12 až +12 mm/s získaná složením spekter vyvřelin ze dvou různých kráterů. Část B ukazuje spektrum z jedné lokality po odstranění povrchové vrstvy a jde zde o detail pro nižší rychlosti rozmítání. Ve spektrech jsou identifikovány dva dublety odpovídající Fe 3+ (Jar jarosit, Fe3D3 blíže neidentifikovaná oktaedrická fáze), dublet odpovídající přítomnosti Fe 2+ (Px pyroxen) a sextet magneticky uspořádaného hematitu (Hm). Svislé čárkované úsečky jsou centrovány z poloh maxim pro teploty 260 a 280 K. Změna polohy maxim při teplotě K je vyvolána známým Morinovým přechodem v hematitu. Přítomnost jarositu na povrchu Marsu je mineralogickým důkazem výskytu vodních procesů na této planetě [22, 23]. Jaderný rezonanční rozptyl synchrotronového záření Mössbauerova spektroskopie v časové doméně. V roce 1974 navrhl Ruby [24] novou metodu pro studium hyperjemných interakcí jader v kondenzovaných látkách, realizovanou v časové doméně pomocí jaderného rezonančního rozptylu synchrotronového záření jako analogii ke konvenční Mössbauerově spektroskopii v energetické doméně, viz obr. 8 [25]. Toto rozšíření Mössbauerovy spektroskopie do časové domény bylo umožněno dostupností zdrojů synchrotronového záření o veliké brilianci [26] ( fotonů s -1 mm -2 mrad -2 / 0,1 % energetické šířky) na synchrotronech ve Francii (ESRF), Německu (PETRA II), USA (APS) a Japonsku (SPring8). Mezi izotopy, na kterých byl pozorován jaderný rezonanční rozptyl synchrotronového záření,

7 č. 1 Čs. čas. fyz. 62 (2012) 57 patří zejména 40 K, 57 Fe, 61 Ni, 83 Kr, 119 Sn, 121 Sb, 149 Sm, 151 Eu, 161 Dy, 169 Tm a 181 Ta [26]. Jaderný rezonanční dopředný rozptyl (NFS) synchrotronového záření se plně uplatňuje jako metoda s časovým rozlišením (v časové doméně) od roku 1991 [27 29]. Pro určení hyperjemných parametrů se využívá analýza záznějů v časovém průběhu záření při deexcitaci jaderných hladin po předchozí excitaci pulzem monochromatizovaného synchrotronového záření. Další související metoda jaderný neelastický rozptyl (NIS) synchrotronového záření, jehož se účastní fonony (kmity krystalové mříže) při excitaci jaderných hladin [30] se využívá k určení fononových spekter studovaných látek a rozšiřuje tak energetickou škálu konvenční Mössbauerovy spektroskopie, která je pro hyperjemné interakce v rozmezí energií od 10-9 do 10-7 ev až do energií molekulárních vibrací v rozmezí od 10-3 do 10-1 ev. Využití jaderného rezonančního rozptylu synchrotronového záření s velkou briliancí, transverzální koherencí a polarizací umožnilo studium elektronové a magnetické struktury vzorků materiálů s velmi malým objemem, jako jsou tenké vrstvy, multivrstvy a nanočástice. Tyto materiály je možné navíc studovat i při působení vnějších extrémních podmínek, jako jsou vysoké tlaky, silná magnetická pole, extrémní teploty apod. Možnost využití konvečních zdrojů záření pro Mössbauerovu spektroskopii je silně omezena u některých izotopů krátkou dobou života radionuklidů, např. 99 min 61 Co 61 Ni a 78 h 67 Ga 67 Zn. Naproti tomu možnost širokého přeladění energie synchrotronového záření ev otevírá nové perspektivy využití dalších izotopů pro studium kondenzovaných látek pomocí Mössbauerova jevu. (počet pulsů/pozadí) K K K vyvřelá hornina z Meridiani Planum (složené spektrum) Jar Px Hm Fe3D spektrum po odstranění povrchové vrstvy Hm Fe3D3 Jar rychlost [mm/s] Obr. 7 Mössbauerova spektra vyvřelých hornin obsahujících jarosit. Symboly označující komponenty spekter jsou vysvětleny v textu. Px A B relativní přenos [%] rychlost [mm s -1 ] čas [ns] Obr. 8 Srovnání Mössbauerových spekter v energetické a časové doméně pro případ singletu a dubletu (podle [25]). Literatura ΔE Q = 0 mm s -1 ΔE Q = 2 mm s -1 intenzita dopředně rozptýleného synchr. záření [l. j.] [1] R. L. Mössbauer: Kernresonanzfluoreszenz von Gammastrahlung in Ir 191, Z. Phys. 151, 124 (1958). [2] R. L. Mössbauer: Kernresonanzfluoreszenz von Gammastrahlung in Ir 191, Naturwissenschaften 45, 538 (1958). [3] R. L. Mössbauer: Kernresonanzabsorption von γ- -Strahlung in Ir 191, Z. Naturforsch. A 14, 211 (1959). [4] R. L. Mössbauer: The discovery of the Mössbauer effect, Hyperfine Interactions 126, 1 (2000). [5] G. V. Smirnov, U. van Burck, R. L. Mossbauer: Anomalous transmission of Mossbauer radiation in pure nuclear Laue diffraction. III. Anisotropic scattering, J. Phys. C: Solid State Phys., 21, 5835 (1988). [6] R. W. Wood: A quantitative determination of the anomalous dispersion of sodium vapor in the visible and ultra- -vio let regions, Proc. Amer. Acad. Arts Sci. 40, 363 (1904). [7] W. Kuhn: Scattering of thorium C"γ-radiation by radium G and ordinary lead, Phil. Mag. 8, 625 (1929). [8] P. B. Moon: Interference between Rayleigh and nuclear resonant scattering of gamma rays, Proc. Phys. Soc. (London), 64, 76 (1951). [9] K. G. Malmfors: Nuclear resonance scattering of gamma- -rays, Arkiv for Fysik 6, 49 (1953). [10] W. J. Lamb, Jr.: Capture of neutrons by atoms in a crystal, Phys. Rev. 55, 190 (1939). [11] H. Steinwedel, J. H. D. Jensen: Über die Anregung von Molekül und Gitterschwingungen durch den Rückstoss bei Kernprozessen an chemisch gebundenen Atomen, Z. Naturforsch. A 2, 125 (1947). [12] R. V. Pound, G. A. Rebka Jr.: Apparent weight of photons, Phys. Rev. Lett. 4, 337 (1960). [13] R. V. Pound, J. L. Snider: Effect of gravity on nuclear rezonance, Phys. Rev. Lett. 13, 539 (1964); Effect of gravity on gamma radiation, Phys. Rev. 140, B788 (1965). [14] T. Katila, K. J. Riski: Measurements of the interaction between electromagnetic radiation and gravitational field using 67 Zn Mössbauer spectroscopy, Phys. Lett. 83A, 51, (1981). [15] L. H. Schwartz: Ferrous alloy phase transformations, in: Applications of Mössbauer Spectroscopy, ed. R. L. Cohen, Academic Press, New York, 1976, s [16] G. W. Simmons, H. Leidheiser, Jr.: Corrosion and interfacial reactions, in: Applications of Mössbauer Spectroscopy, ed. R. L. Cohen, Academic Press, New York, 1976, s [17] P. Gütlich, E. Bill, A. X. Trautwein: Mössbauer Spectroscopy and Transition Metal Chemistry. Springer-Verlag, Berlin-Heidelberg [18] R. S. Preston a U. Gonser: Selected exotic applications, in: Mössbauer Spectroscopy II, ed. U. Gonser, Springer Verlag. Berlin-Heidelberg 1981, s » Možnost přeladění energie fotonů synchrotronového záření v širokém rozsahu ( ev) umožňuje využití dalších izotopů pro studium pevných látek pomocí Mössbauerova jevu. «

8 58 Historie fyziky [19] A. Kostikas, A. Simopoulos, N. H. Gangas: Analysis of archeological artifacts, in: Applications of Mössbauer Spectroscopy, ed. R. L. Cohen, Academic Press, New York, 1976, s [20] B. Keisch: Analysis of works of art, in: Applications of Mössbauer Spectroscopy, ed. R. L. Cohen, Academic Press, New York, 1976, s [21] D. L. Nagy: Mössbauer effect: a dual method for myriad applications, Hyperfine Interactions 182, 5 (2008). [22] R. V. Morris, G. Klingelhöfer, B. Bernhardt, C. Schröder, D. S. Rodionov, P. A. de Souza, Jr., A. Yen, R. Gellert, E. N. Evlanov, J. Foh, E. Kankeleit, P. Gütlich, D. W. Ming, F. Renz, T. Wdowiak, S. W. Squyres, R. E. Arvidson: Mineralogy at Gusev crater from the Mössbauer spectrometer on the Spirit Rover, Science 305, 833 (2004). [23] G. Klingelhöfer, R. V. Morris, B. Bernhardt, C. Schröder, D. S. Rodionov, P. A. de Souza, Jr., A. Yen, R. Gellert, E. N. Evlanov, B. Zubkov, J. Foh, U. Bonnes, E. Kankeleit, P. Gütlich, D. W. Ming, F. Renz, T. Wdowiak, S. W. Squyres, R. E. Arvidson: Jarosite and hematite at Meridiani Planum from Opportunity s Mössbauer spectrometer, Science 306, 1740 (2004). [24] S. L. Ruby: Mössbauer Experiments without Conventional Sources, J. de Physique Coll. 35, C6-209 (1974). [25] P. Gütlich, E. Bill, A. X. Trautwein: Mössbauer Spectroscopy and Transition Metal Chemistry. Springer-Verlag, Berlin-Heidelberg 2011, s [26] R.Röhlsberger: Nuclear Condensed Matter Physics with Synchrotron Radiation. Springer Tracts in Modern Physics Vol. 208, Springer-Verlag, Berlin-Heidelberg [27] J. B. Hastings, D. P. Siddons, U. van Burck, R. Hollatz, U. Bergmann: Mossbauer spectroscopy using synchrotron radiation, Phys. Rev. Lett. 66, 770 (1991). Obr. 9 Zařízení na konci paže vozítka Spirit včetně spektrometru MIMOS. [28] E. Gerdau, R. Rüffer, H. Winkler, W. Tolksdorf, C. P. Klages, J. P. Hannon: Nuclear Bragg diffraction of synchrotron radiation in Yttrium Iron Garnet, Phys. Rev. Lett. 54, 835 (1985) [29] R. L. Cohen, G. L. Miller, K. W. West: Nuclear resonance excitation by synchrotron radiation, Phys. Rev. Lett. 41, 381 (1978). [30] M. Seto, Y. Yoda, S. Kikuta, X.W. Zhang, M. Ando: Observation of nuclear resonant scattering accompanied by phonon excitation using synchrotron radiation, Phys. Rev. Lett. 74, 3828 (1995).

Stručný úvod do spektroskopie

Stručný úvod do spektroskopie Vzdělávací soustředění studentů projekt KOSOAP Slunce, projevy sluneční aktivity a využití spektroskopie v astrofyzikálním výzkumu Stručný úvod do spektroskopie Ing. Libor Lenža, Hvězdárna Valašské Meziříčí,

Více

Zeemanův jev. Pavel Motal 1 SOŠ a SOU Kuřim, s. r. o. Miroslav Michlíček 2 Gymnázium Vyškov

Zeemanův jev. Pavel Motal 1 SOŠ a SOU Kuřim, s. r. o. Miroslav Michlíček 2 Gymnázium Vyškov Zeemanův jev Pavel Motal 1 SOŠ a SOU Kuřim, s. r. o. Miroslav Michlíček 2 Gymnázium Vyškov 1 Abstrakt Při tomto experimentu jsme zopakovali pokus Pietera Zeemana (nositel Nobelovy ceny v roce 1902) se

Více

R10 F Y Z I K A M I K R O S V Ě T A. R10.1 Fotovoltaika

R10 F Y Z I K A M I K R O S V Ě T A. R10.1 Fotovoltaika Fyzika pro střední školy II 84 R10 F Y Z I K A M I K R O S V Ě T A R10.1 Fotovoltaika Sluneční záření je spojeno s přenosem značné energie na povrch Země. Její velikost je dána sluneční neboli solární

Více

Emisní spektrální čáry atomů. Úvod do teorie a dvě praktické aplikace

Emisní spektrální čáry atomů. Úvod do teorie a dvě praktické aplikace Emisní spektrální čáry atomů. Úvod do teorie a dvě praktické aplikace Ing. Pavel Oupický Oddělení optické diagnostiky, Turnov Ústav fyziky plazmatu AV ČR, v.v.i., Praha Úvod Teorie vzniku a kvantifikace

Více

Chemie a fyzika pevných látek p2

Chemie a fyzika pevných látek p2 Chemie a fyzika pevných látek p2 difrakce rtg. záření na pevných látkch, reciproká mřížka Doporučená literatura: Doc. Michal Hušák dr. Ing. B. Kratochvíl, L. Jenšovský - Úvod do krystalochemie Kratochvíl

Více

Metody využívající rentgenové záření. Rentgenovo záření. Vznik rentgenova záření. Metody využívající RTG záření

Metody využívající rentgenové záření. Rentgenovo záření. Vznik rentgenova záření. Metody využívající RTG záření Metody využívající rentgenové záření Rentgenovo záření Rentgenografie, RTG prášková difrakce 1 2 Rentgenovo záření Vznik rentgenova záření X-Ray Elektromagnetické záření Ionizující záření 10 nm 1 pm Využívá

Více

Fotoelektrický jev je uvolňování elektronů z látky vlivem dopadu světelného záření.

Fotoelektrický jev je uvolňování elektronů z látky vlivem dopadu světelného záření. FYZIKA pracovní sešit pro ekonomické lyceum. 1 Jiří Hlaváček, OA a VOŠ Příbram, 2015 FYZIKA MIKROSVĚTA Kvantové vlastnosti světla (str. 241 257) Fotoelektrický jev je uvolňování elektronů z látky vlivem

Více

- Rayleighův rozptyl turbidimetrie, nefelometrie - Ramanův rozptyl. - fluorescence - fosforescence

- Rayleighův rozptyl turbidimetrie, nefelometrie - Ramanův rozptyl. - fluorescence - fosforescence ROZPTYLOVÉ a EMISNÍ metody - Rayleighův rozptyl turbidimetrie, nefelometrie - Ramanův rozptyl - fluorescence - fosforescence Ramanova spektroskopie Každá čára Ramanova spektra je svými vlastnostmi závislá

Více

Úvod do moderní fyziky. lekce 7 vznik a vývoj vesmíru

Úvod do moderní fyziky. lekce 7 vznik a vývoj vesmíru Úvod do moderní fyziky lekce 7 vznik a vývoj vesmíru proč nemůže být vesmír statický? Planckova délka, Planckův čas l p =sqrt(hg/c^3)=1.6x10-35 m nejkratší dosažitelná vzdálenost, za kterou teoreticky

Více

VIBRAČNÍ SPEKTROMETRIE

VIBRAČNÍ SPEKTROMETRIE VIBRAČNÍ SPEKTROMETRIE (c) -2012 RAMANOVA SPEKTROMETRIE 1 PRINCIP METODY Měří se rozptýlené záření, které vzniká interakcí monochromatického záření z viditelné oblasti s molekulami vzorku za současné změny

Více

POZOROVÁNÍ SLUNCE VE SPEKTRÁLNÍCH ČARÁCH. Libor Lenža Hvězdárna Valašské Meziříčí, p. o.

POZOROVÁNÍ SLUNCE VE SPEKTRÁLNÍCH ČARÁCH. Libor Lenža Hvězdárna Valašské Meziříčí, p. o. POZOROVÁNÍ SLUNCE VE SPEKTRÁLNÍCH ČARÁCH Libor Lenža Hvězdárna Valašské Meziříčí, p. o. Obsah 1. Co jsou to spektrální čáry? 2. Historie a současnost (přístroje, družice aj.) 3. Význam pro sluneční fyziku

Více

Úvod do laserové techniky KFE FJFI ČVUT Praha Michal Němec, 2014. Plynové lasery. Plynové lasery většinou pracují v kontinuálním režimu.

Úvod do laserové techniky KFE FJFI ČVUT Praha Michal Němec, 2014. Plynové lasery. Plynové lasery většinou pracují v kontinuálním režimu. Aktivní prostředí v plynné fázi. Plynové lasery Inverze populace hladin je vytvářena mezi energetickými hladinami některé ze složek plynu - atomy, ionty nebo molekuly atomární, iontové, molekulární lasery.

Více

SBÍRKA ŘEŠENÝCH FYZIKÁLNÍCH ÚLOH

SBÍRKA ŘEŠENÝCH FYZIKÁLNÍCH ÚLOH SBÍRKA ŘEŠENÝCH FYZIKÁLNÍCH ÚLOH MECHANIKA MOLEKULOVÁ FYZIKA A TERMIKA ELEKTŘINA A MAGNETISMUS KMITÁNÍ A VLNĚNÍ OPTIKA FYZIKA MIKROSVĚTA ATOM, ELEKTRONOVÝ OBAL 1) Sestavte tabulku: a) Do prvního sloupce

Více

jádro a elektronový obal jádro nukleony obal elektrony, pro chemii významné valenční elektrony

jádro a elektronový obal jádro nukleony obal elektrony, pro chemii významné valenční elektrony atom jádro a elektronový obal jádro nukleony obal elektrony, pro chemii významné valenční elektrony molekula Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti seskupení alespoň dvou atomů

Více

Relativistická dynamika

Relativistická dynamika Relativistická dynamika 1. Jaké napětí urychlí elektron na rychlost světla podle klasické fyziky? Jakou rychlost získá při tomto napětí elektron ve skutečnosti? [256 kv, 2,236.10 8 m.s -1 ] 2. Vypočtěte

Více

Struktura atomů a molekul

Struktura atomů a molekul Struktura atomů a molekul Obrazová příloha Michal Otyepka tento text byl vysázen systémem L A TEX2 ε ii Úvod Dokument obsahuje všechny obrázky tak, jak jsou uvedeny ve druhém vydání skript Struktura atomů

Více

FYZIKA MIKROSVĚTA. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Fyzika mikrosvěta - 3. ročník

FYZIKA MIKROSVĚTA. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Fyzika mikrosvěta - 3. ročník FYZIKA MIKROSVĚTA Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Fyzika mikrosvěta - 3. ročník Mikrosvět Svět o rozměrech 10-9 až 10-18 m. Mikrosvět není zmenšeným makrosvětem! Chování v mikrosvětě popisuje kvantová

Více

Gama spektroskopie. Vojtěch Motyčka Centrum výzkumu Řež s.r.o.

Gama spektroskopie. Vojtěch Motyčka Centrum výzkumu Řež s.r.o. Gama spektroskopie Vojtěch Motyčka Centrum výzkumu Řež s.r.o. Teoretický úvod ke spektroskopii Produkce a transport neutronů v různých materiálech, které se v daných zařízeních vyskytují (urychlovačem

Více

ZÁŘENÍ V ASTROFYZICE

ZÁŘENÍ V ASTROFYZICE ZÁŘENÍ V ASTROFYZICE Plazmový vesmír Uvádí se, že 99 % veškeré hmoty ve vesmíru je v plazmovém skupenství (hvězdy, mlhoviny, ) I na Zemi se vyskytuje plazma, např. v podobě blesků, polárních září Ve sluneční

Více

Nebezpečí ionizujícího záření

Nebezpečí ionizujícího záření Nebezpečí ionizujícího záření Radioaktivita versus Ionizující záření Radioaktivita je schopnost jader prvků samovolně se rozpadnout na jádra menší stabilnější. Rozeznáváme pak radioaktivitu přírodní (viz.

Více

ATOM. Autor: Mgr. Stanislava Bubíková. Datum (období) tvorby: 25. 7. 2012. Ročník: osmý

ATOM. Autor: Mgr. Stanislava Bubíková. Datum (období) tvorby: 25. 7. 2012. Ročník: osmý ATOM Autor: Mgr. Stanislava Bubíková Datum (období) tvorby: 25. 7. 2012 Ročník: osmý Vzdělávací oblast: Člověk a příroda / Chemie / Částicové složení látek a chemické prvky 1 Anotace: Žáci se seznámí se

Více

10. Energie a její transformace

10. Energie a její transformace 10. Energie a její transformace Energie je nejdůležitější vlastností hmoty a záření. Je obsažena v každém kousku hmoty i ve světelném paprsku. Je ve vesmíru a všude kolem nás. S energií se setkáváme na

Více

Základy fyzikálněchemických

Základy fyzikálněchemických Základy fyzikálněchemických metod Fyzikálně-chemické metody optické metody elektrochemické metody separační metody kalorimetrické metody radiochemické metody ostatní metody Optické metody Oko je citlivé

Více

Kapitoly z fyzikální chemie KFC/KFCH. VII. Spektroskopie a fotochemie

Kapitoly z fyzikální chemie KFC/KFCH. VII. Spektroskopie a fotochemie Kapitoly z fyzikální chemie KFC/KFCH VII. Spektroskopie a fotochemie Karel Berka Univerzita Palackého v Olomouci Katedra Fyzikální chemie karel.berka@upol.cz Spektroskopie Analýza světla Excitované Absorbované

Více

Dosah γ záření ve vzduchu

Dosah γ záření ve vzduchu Dosah γ záření ve vzduchu Intenzita bodového zdroje γ záření se mění podobně jako intenzita bodového zdroje světla. Ve dvojnásobné vzdálenosti, paprsek pokrývá dvakrát větší oblast povrchu, což znamená,

Více

Techniky prvkové povrchové analýzy elemental analysis

Techniky prvkové povrchové analýzy elemental analysis Techniky prvkové povrchové analýzy elemental analysis (Foto)elektronová spektroskopie (pro chemickou analýzu) ESCA, XPS X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) Any technique in which the sample is bombarded

Více

FYZIKA 4. ROČNÍK. Kvantová fyzika. Fotoelektrický jev (FJ)

FYZIKA 4. ROČNÍK. Kvantová fyzika. Fotoelektrický jev (FJ) Stěny černého tělesa mohou vysílat záření jen po energetických kvantech (M.Planck-1900). Velikost kvanta energie je E = h f f - frekvence záření, h - konstanta Fotoelektrický jev (FJ) - dopadající záření

Více

Látkové množství. 6,022 10 23 atomů C. Přípravný kurz Chemie 07. n = N. Doporučená literatura. Látkové množství n. Avogadrova konstanta N A

Látkové množství. 6,022 10 23 atomů C. Přípravný kurz Chemie 07. n = N. Doporučená literatura. Látkové množství n. Avogadrova konstanta N A Doporučená literatura Přípravný kurz Chemie 2006/07 07 RNDr. Josef Tomandl, Ph.D. Mailto: tomandl@med.muni.cz Předmět: Přípravný kurz chemie J. Vacík a kol.: Přehled středoškolské chemie. SPN, Praha 1990,

Více

Nukleární magnetická rezonance (NMR)

Nukleární magnetická rezonance (NMR) Nukleární magnetická rezonance (NMR) Nukleární magnetické rezonance (NMR) princip ZDROJ E = h. elektro-magnetické záření E energie záření h Plankova konstanta frekvence záření VZOREK E E 1 E 0 DETEKTOR

Více

Atomové jádro Elektronový obal elektron (e) záporně proton (p) kladně neutron (n) elektroneutrální

Atomové jádro Elektronový obal elektron (e) záporně proton (p) kladně neutron (n) elektroneutrální STAVBA ATOMU Výukový materiál pro základní školy (prezentace). Zpracováno v rámci projektu Snížení rizik ohrožení zdraví člověka a životního prostředí podporou výuky chemie na ZŠ. Číslo projektu: CZ.1.07/1.1.16/02.0018

Více

Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.4.00/21.3075

Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.4.00/21.3075 Registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.4.00/21.3075 Šablona: III/2 Sada: VY_32_INOVACE_5IS Ověření ve výuce Třída 9. B Datum: 19. 12. 2012 Pořadové číslo 09 1 RADIOAKTIVITA Předmět: Ročník: Jméno autora:

Více

ELEKTRONOVÝ OBAL ATOMU. kladně nabitá hmota. elektron

ELEKTRONOVÝ OBAL ATOMU. kladně nabitá hmota. elektron MODELY ATOMU ELEKTRONOVÝ OBAL ATOMU Na základě experimentálních výsledků byly vytvořeny různé teorie o struktuře atomu, tzv. modely atomu. Thomsonův model: Roku 1897 se jako první pokusil o popis stavby

Více

CZ.1.07/1.1.30/01.0038

CZ.1.07/1.1.30/01.0038 Monitorovací indikátor: 06.43.10 Počet nově vytvořených/inovovaných produktů Akce: Přednáška, KA 5 Číslo přednášky: 29 Téma: RADIOAKTIVITA A JADERNÝ PALIVOVÝ CYKLUS Lektor: Ing. Petr Konáš Třída/y: 3ST,

Více

NMR spektroskopie. Úvod

NMR spektroskopie. Úvod NMR spektroskopie Úvod Zkratka NMR znamená Nukleární Magnetická Rezonance. Jde o analytickou metodu, která na základě absorpce radiofrekvenčního záření vzorkem umístěným v silném magnetickém poli poskytuje

Více

Zdroje optického záření

Zdroje optického záření Metody optické spektroskopie v biofyzice Zdroje optického záření / 1 Zdroje optického záření tepelné výbojky polovodičové lasery synchrotronové záření Obvykle se charakterizují zářivostí (zářivý výkon

Více

Rentgenová difrakce a spektrometrie

Rentgenová difrakce a spektrometrie Rentgenová difrakce a spektrometrie RNDr.Jaroslav Maixner, CSc. VŠCHT v Praze Laboratoř rentgenové difraktometrie a spektrometrie Technická 5, 166 28 Praha 6 224354201, 24355023 Jaroslav.Maixner@vscht.cz

Více

Jméno a příjmení. Ročník. Měřeno dne. 21.3.2012 Příprava Opravy Učitel Hodnocení

Jméno a příjmení. Ročník. Měřeno dne. 21.3.2012 Příprava Opravy Učitel Hodnocení FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM Ústav fyziky FEKT VUT BRNO Jméno a příjmení Vojtěch Přikryl Ročník 1 Předmět IFY Kroužek 35 ID 143762 Spolupracoval Měřeno dne Odevzdáno dne Daniel Radoš 7.3.2012 21.3.2012 Příprava

Více

Referát z atomové a jaderné fyziky. Detekce ionizujícího záření (principy, technická realizace)

Referát z atomové a jaderné fyziky. Detekce ionizujícího záření (principy, technická realizace) Referát z atomové a jaderné fyziky Detekce ionizujícího záření (principy, technická realizace) Měřicí a výpočetní technika Šimek Pavel 5.7. 2002 Při všech aplikacích ionizujícího záření je informace o

Více

MIKROVLNNÁ SPEKTROSKOPIE RADIKÁLU FCO 2. Lucie Kolesniková

MIKROVLNNÁ SPEKTROSKOPIE RADIKÁLU FCO 2. Lucie Kolesniková MIKROVLÁ SPEKTROSKOPIE RADIKÁLU FCO 2 Lucie Kolesniková Ústav analytické chemie, Fakulta chemicko-inženýrská, Vysoká škola chemicko-technologická v Praze, Technická 5, 166 28 Praha 6 E-mail: lucie.kolesnikova@vscht.cz

Více

Chování látek v nanorozměrech

Chování látek v nanorozměrech Univerzita J.E. Purkyně v Ústí nad Labem Chování látek v nanorozměrech Pavla Čapková Přírodovědecká fakulta Univerzita J.E. Purkyně v Ústí nad Labem Březen 2014 Chování látek v nanorozměrech: Co se děje

Více

Molekulová spektroskopie 1. Chemická vazba, UV/VIS

Molekulová spektroskopie 1. Chemická vazba, UV/VIS Molekulová spektroskopie 1 Chemická vazba, UV/VIS 1 Chemická vazba Silová interakce mezi dvěma atomy. Chemické vazby jsou soudržné síly působící mezi jednotlivými atomy nebo ionty v molekulách. Chemická

Více

Spektrometrické metody. Reflexní a fotoakustická spektroskopie

Spektrometrické metody. Reflexní a fotoakustická spektroskopie Spektrometrické metody Reflexní a fotoakustická spektroskopie odraz elektromagnetického záření - souvislost absorpce a reflexe Kubelka-Munk funkce fotoakustická spektroskopie Měření odrazivosti elmg záření

Více

OPTIKA Fotoelektrický jev TENTO PROJEKT JE SPOLUFINANCOVÁN EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY.

OPTIKA Fotoelektrický jev TENTO PROJEKT JE SPOLUFINANCOVÁN EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY. OPTIKA Fotoelektrický jev TENTO PROJEKT JE SPOLUFINANCOVÁN EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY. Světlo jako částice Kvantová optika se zabývá kvantovými vlastnostmi optického

Více

5 Měření absorpce ionizujícího záření v závislosti na tlaku vzduchu

5 Měření absorpce ionizujícího záření v závislosti na tlaku vzduchu 5 Měření absorpce ionizujícího záření v závislosti na tlaku vzduchu Cíle úlohy: Cílem této úlohy je seznámení se s lineárním absorpčním koeficientem a jeho závislostí na tlaku vzduchu a použitých stínících

Více

ANALYTICKÝ PRŮZKUM / 1 CHEMICKÉ ANALÝZY DROBNÝCH KOVOVÝCH OZDOB Z HROBU KULTURY SE ZVONCOVÝMI POHÁRY Z HODONIC METODOU SEM-EDX

ANALYTICKÝ PRŮZKUM / 1 CHEMICKÉ ANALÝZY DROBNÝCH KOVOVÝCH OZDOB Z HROBU KULTURY SE ZVONCOVÝMI POHÁRY Z HODONIC METODOU SEM-EDX / 1 ZPRACOVAL Mgr. Martin Hložek TMB MCK, 2011 ZADAVATEL David Humpola Ústav archeologické památkové péče v Brně Pobočka Znojmo Vídeňská 23 669 02 Znojmo OBSAH Úvod Skanovací elektronová mikroskopie (SEM)

Více

ANALYTICKÝ PRŮZKUM / 1 CHEMICKÉ ANALÝZY ZLATÝCH A STŘÍBRNÝCH KELTSKÝCH MINCÍ Z BRATISLAVSKÉHO HRADU METODOU SEM-EDX. ZPRACOVAL Martin Hložek

ANALYTICKÝ PRŮZKUM / 1 CHEMICKÉ ANALÝZY ZLATÝCH A STŘÍBRNÝCH KELTSKÝCH MINCÍ Z BRATISLAVSKÉHO HRADU METODOU SEM-EDX. ZPRACOVAL Martin Hložek / 1 ZPRACOVAL Martin Hložek TMB MCK, 2011 ZADAVATEL PhDr. Margaréta Musilová Mestský ústav ochrany pamiatok Uršulínska 9 811 01 Bratislava OBSAH Úvod Skanovací elektronová mikroskopie (SEM) Energiově-disperzní

Více

PSK1-14. Optické zdroje a detektory. Bohrův model atomu. Vyšší odborná škola a Střední průmyslová škola, Božetěchova 3 Ing. Marek Nožka.

PSK1-14. Optické zdroje a detektory. Bohrův model atomu. Vyšší odborná škola a Střední průmyslová škola, Božetěchova 3 Ing. Marek Nožka. PSK1-14 Název školy: Autor: Anotace: Vyšší odborná škola a Střední průmyslová škola, Božetěchova 3 Ing. Marek Nožka Optické zdroje a detektory Vzdělávací oblast: Informační a komunikační technologie Předmět:

Více

37 MOLEKULY. Molekuly s iontovou vazbou Molekuly s kovalentní vazbou Molekulová spektra

37 MOLEKULY. Molekuly s iontovou vazbou Molekuly s kovalentní vazbou Molekulová spektra 445 37 MOLEKULY Molekuly s iontovou vazbou Molekuly s kovalentní vazbou Molekulová spektra Soustava stabilně vázaných atomů tvoří molekulu. Podle počtu atomů hovoříme o dvoj-, troj- a více atomových molekulách.

Více

VLNOVÁ OPTIKA. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Optika - 3. ročník

VLNOVÁ OPTIKA. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Optika - 3. ročník VLNOVÁ OPTIKA Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Optika - 3. ročník Vlnová optika Světlo lze chápat také jako elektromagnetické vlnění. Průkopníkem této teorie byl Christian Huyghens. Některé jevy se dají

Více

ÈÁST VII - K V A N T O V Á F Y Z I K A

ÈÁST VII - K V A N T O V Á F Y Z I K A Kde se nacházíme? ÈÁST VII - K V A N T O V Á F Y Z I K A 29 Èásticové vlastnosti elektromagnetických vln 30 Vlnové vlastnosti èástic 31 Schrödingerova formulace kvantové mechaniky Kolem roku 1900-1915

Více

Spektroskopie v UV-VIS oblasti. UV-VIS spektroskopie. Roztok KMnO 4. pracuje nejčastěji v oblasti 200-800 nm

Spektroskopie v UV-VIS oblasti. UV-VIS spektroskopie. Roztok KMnO 4. pracuje nejčastěji v oblasti 200-800 nm Spektroskopie v UV-VIS oblasti UV-VIS spektroskopie pracuje nejčastěji v oblasti 2-8 nm lze měřit i < 2 nm či > 8 nm UV VIS IR Ultra Violet VISible Infra Red Roztok KMnO 4 roztok KMnO 4 je červenofialový

Více

Složení hvězdy. Hvězda - gravitačně vázaný objekt, složený z vysokoteplotního plazmatu; hmotnost 0,08 M ʘ cca 150 M ʘ, ale R136a1 (LMC) má 265 M ʘ

Složení hvězdy. Hvězda - gravitačně vázaný objekt, složený z vysokoteplotního plazmatu; hmotnost 0,08 M ʘ cca 150 M ʘ, ale R136a1 (LMC) má 265 M ʘ Hvězdy zblízka Složení hvězdy Hvězda - gravitačně vázaný objekt, složený z vysokoteplotního plazmatu; hmotnost 0,08 M ʘ cca 150 M ʘ, ale R136a1 (LMC) má 265 M ʘ Plazma zcela nebo částečně ionizovaný plyn,

Více

MODERNÍ METODY CHEMICKÉ FYZIKY I lasery a jejich použití v chemické fyzice Přednáška 5

MODERNÍ METODY CHEMICKÉ FYZIKY I lasery a jejich použití v chemické fyzice Přednáška 5 MODERNÍ METODY CHEMICKÉ FYZIKY I lasery a jejich použití v chemické fyzice Přednáška 5 Ondřej Votava J. Heyrovský Institute of Physical Chemistry AS ČR Opakování z minula Light Amplifier by Stimulated

Více

Fyzikální sekce přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity v Brně FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM. Praktikum z pevných látek (F6390)

Fyzikální sekce přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity v Brně FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM. Praktikum z pevných látek (F6390) Fyzikální sekce přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity v Brně FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM Praktikum z pevných látek (F6390) Zpracoval: Michal Truhlář Naměřeno: 13. března 2007 Obor: Fyzika Ročník: III Semestr:

Více

Dekapling, koherentní transfer polarizace, nukleární Overhauserův jev

Dekapling, koherentní transfer polarizace, nukleární Overhauserův jev Dekapling Dekapling, koherentní transfer polarizace, nukleární Overhauserův jev Dekaplingem rozumíme odstranění vlivu J-vazby XA na na spektra jader A působením dalšího radiofrekvenčního pole ( ω X )na

Více

CHARAKTERIZACE MATERIÁLU II

CHARAKTERIZACE MATERIÁLU II CHARAKTERIZACE MATERIÁLU II Vyučující a zkoušející Ing. Martin Kormunda, Ph.D. - CN320 Konzultační hodiny: Po 10-12, St 13 14 nebo dle dohody Doc. RNDr. Jaroslav Pavlík, CS.c. - CN Konzultační hodiny:

Více

Centrum rozvoje technologií pro jadernou a radiační bezpečnost: RANUS - TD

Centrum rozvoje technologií pro jadernou a radiační bezpečnost: RANUS - TD Centrum rozvoje technologií pro jadernou a radiační bezpečnost: RANUS - TD http://www.ranus-td.cz/ PID:TE01020445 Anglický název: Radiation and nuclear safety technologies development center: RANUS - TD

Více

Aplikovaná optika. Optika. Vlnová optika. Geometrická optika. Kvantová optika. - pracuje s čistě geometrickými představami

Aplikovaná optika. Optika. Vlnová optika. Geometrická optika. Kvantová optika. - pracuje s čistě geometrickými představami Aplikovaná optika Optika Geometrická optika Vlnová optika Kvantová optika - pracuje s čistě geometrickými představami - zanedbává vlnovou a kvantovou povahu světla - elektromagnetická teorie světla -světlo

Více

Za hranice současné fyziky

Za hranice současné fyziky Za hranice současné fyziky Zásadní změny na počátku 20. století Kvantová teorie (Max Planck, 1900) teorie malého a lehkého Teorie relativity (Albert Einstein) teorie rychlého (speciální relativita) Teorie

Více

IDENTIFIKACE LÉČIVA V TABLETÁCH POMOCÍ RAMANOVY SPEKTROMETRIE

IDENTIFIKACE LÉČIVA V TABLETÁCH POMOCÍ RAMANOVY SPEKTROMETRIE IDENTIFIKACE LÉČIVA V TABLETÁCH POMOCÍ RAMANOVY SPEKTROMETRIE Úvod Ramanova spektrometrie je metodou vibrační molekulové spektrometrie. Za zakladatele této metody je považován indický fyzik Čandrašékhara

Více

RADIOAKTIVITA KAP. 13 RADIOAKTIVITA A JADERNÉ REAKCE. Typy radioaktivního záření

RADIOAKTIVITA KAP. 13 RADIOAKTIVITA A JADERNÉ REAKCE. Typy radioaktivního záření KAP. 3 RADIOAKTIVITA A JADERNÉ REAKCE sklo barvené uranem RADIOAKTIVITA =SCHOPNOST NĚKTERÝCH ATOMOVÝCH JADER VYSÍLAT ZÁŘENÍ přírodní nuklidy STABILNÍ NKLIDY RADIONKLIDY = projevují se PŘIROZENO RADIOAKTIVITO

Více

Beta, X and gamma radiation dose equivalent and dose equivalent rate meters for use in radiation protection

Beta, X and gamma radiation dose equivalent and dose equivalent rate meters for use in radiation protection ČESKOSLOVENSKÁ NORMA MDT 621.317.794:614.898 Říjen 1992 MĚŘIČE DÁVKOVÉHO EKVIVALENTU A PŘÍKONU DÁVKOVÉHO EKVIVALENTU ZÁŘENÍ BETA, X A GAMA ČSN IEC 846 35 6569 Beta, X and gamma radiation dose equivalent

Více

Využití metod atomové spektrometrie v analýzách in situ

Využití metod atomové spektrometrie v analýzách in situ Využití metod atomové spektrometrie v analýzách in situ Oto Mestek Úvod Termínem in situ označujeme výzkum prováděný na místě původního výskytu analyzovaného vzorku nebo jevu (opakem je analýza ex situ,

Více

Mikroskopie se vzorkovací sondou. Pavel Matějka

Mikroskopie se vzorkovací sondou. Pavel Matějka Mikroskopie se vzorkovací sondou Pavel Matějka Mikroskopie se vzorkovací sondou 1. STM 1. Princip metody 2. Instrumentace a příklady využití 2. AFM 1. Princip metody 2. Instrumentace a příklady využití

Více

Využití magneticko-rezonanční tomografie v měřicí technice. Ing. Jan Mikulka, Ph.D. Ing. Petr Marcoň

Využití magneticko-rezonanční tomografie v měřicí technice. Ing. Jan Mikulka, Ph.D. Ing. Petr Marcoň Využití magneticko-rezonanční tomografie v měřicí technice Ing. Jan Mikulka, Ph.D. Ing. Petr Marcoň Osnova Podstata nukleární magnetické rezonance (MR) Historie vývoje MR Spektroskopie MRS Tomografie MRI

Více

Obecná teorie relativity pokračování. Petr Beneš ÚTEF

Obecná teorie relativity pokračování. Petr Beneš ÚTEF Obecná teorie relativity pokračování Petr Beneš ÚTEF Dilatace času v gravitačním poli Díky principu ekvivalence je gravitační působení zaměnitelné mechanickým zrychlením. Dochází ke stejným jevům jako

Více

Gymnázium, Český Krumlov

Gymnázium, Český Krumlov Gymnázium, Český Krumlov Vyučovací předmět Fyzika Třída: 6.A - Prima (ročník 1.O) Úvod do předmětu FYZIKA Jan Kučera, 2011 1 Organizační záležitosti výuky Pomůcky související s výukou: Pracovní sešit (formát

Více

ZÁKLADNÍ ČÁSTI SPEKTRÁLNÍCH PŘÍSTROJŮ

ZÁKLADNÍ ČÁSTI SPEKTRÁLNÍCH PŘÍSTROJŮ ZÁKLADNÍ ČÁSTI SPEKTRÁLNÍCH PŘÍSTROJŮ (c) -2008, ACH/IM BLOKOVÉ SCHÉMA: (a) emisní metody (b) absorpční metody (c) luminiscenční metody U (b) monochromátor často umístěn před kyvetou se vzorkem. Části

Více

Mikroskop atomárních sil: základní popis instrumentace

Mikroskop atomárních sil: základní popis instrumentace Mikroskop atomárních sil: základní popis instrumentace Jednotlivé komponenty mikroskopu AFM Funkce, obecné nastavení parametrů a jejich vztah ke konkrétním funkcím software Nova Verze 20110706 Jan Přibyl,

Více

Návrh a realizace úloh do Fyzikálního praktika z mechaniky a termiky

Návrh a realizace úloh do Fyzikálního praktika z mechaniky a termiky Návrh a realizace úloh do Fyzikálního praktika z mechaniky a termiky DIPLOMOVÁ PRÁCE Studentka: Bc. Lenka Kadlecová Vedoucí práce: Ing. Helena Poláková, PhD. Aktuálnost zpracování tématu Původně Od 2014

Více

SPEKTROMETRIE. aneb co jsem se dozvěděla. autor: Zdeňka Baxová

SPEKTROMETRIE. aneb co jsem se dozvěděla. autor: Zdeňka Baxová SPEKTROMETRIE aneb co jsem se dozvěděla autor: Zdeňka Baxová FTIR spektrometrie analytická metoda identifikace látek (organických i anorganických) všech skupenství měříme pohlcení IČ záření (o různé vlnové

Více

Fyzika, maturitní okruhy (profilová část), školní rok 2014/2015 Gymnázium INTEGRA BRNO

Fyzika, maturitní okruhy (profilová část), školní rok 2014/2015 Gymnázium INTEGRA BRNO 1. Jednotky a veličiny soustava SI odvozené jednotky násobky a díly jednotek skalární a vektorové fyzikální veličiny rozměrová analýza 2. Kinematika hmotného bodu základní pojmy kinematiky hmotného bodu

Více

ATOM VÝVOJ PŘEDSTAV O SLOŽENÍ A STRUKTUŘE ATOMU

ATOM VÝVOJ PŘEDSTAV O SLOŽENÍ A STRUKTUŘE ATOMU Předmět: Ročník: Vytvořil: Datum: CHEMIE PRVNÍ Mgr. Tomáš MAŇÁK 20. říjen 202 Název zpracovaného celku: ATOM VÝVOJ PŘEDSTAV O SLOŽENÍ A STRUKTUŘE ATOMU Leukippos, Démokritos (5. st. př. n. l.; Řecko).

Více

Gymnázium Jiřího Ortena, Kutná Hora

Gymnázium Jiřího Ortena, Kutná Hora Předmět: Náplň: Třída: Počet hodin: Pomůcky: Chemie (CHE) Obecná chemie 1. ročník a kvinta 2 hodiny týdně Školní tabule, interaktivní tabule, tyčinkové a kalotové modely molekul, zpětný projektor, transparenty,

Více

Externí detektory k monitoru kontaminace CoMo 170

Externí detektory k monitoru kontaminace CoMo 170 Externí detektory k monitoru kontaminace CoMo 170 γ - sonda pro měření nízkých dávek NaI 25D38 Druh záření: γ a RTG záření Jmenovitý rozsah energie fotonů: 25 kev 1.3 MeV, max. chyba měření ±50 % krystal

Více

ZÁKLADNÍ EXPERIMENTÁLNÍ

ZÁKLADNÍ EXPERIMENTÁLNÍ Kurz praktické NMR spektroskopie 10. - 12. říjen 2011, Praha ZÁKLADNÍ EXPERIMENTÁLNÍ POSTUPY NMR ROZTOKŮ A KAPALIN Jana Svobodová Ústav Makromolekulární chemie AV ČR, v.v.i. Bruker 600 Avance III PŘÍSTROJOVÉ

Více

Úloha 1: Vypočtěte hustotu uhlíku (diamant), křemíku, germania a α-sn (šedý cín) z mřížkové konstanty a hmotnosti jednoho atomu.

Úloha 1: Vypočtěte hustotu uhlíku (diamant), křemíku, germania a α-sn (šedý cín) z mřížkové konstanty a hmotnosti jednoho atomu. Úloha : Vypočtěte hustotu uhlíku (diamant), křemíku, germania a α-sn (šedý cín) z mřížkové konstanty a hmotnosti jednoho atomu. Všechny zadané prvky mají krystalovou strukturu kub. diamantu. (http://en.wikipedia.org/wiki/diamond_cubic),

Více

VY_32_INOVACE_FY.17 JADERNÁ ENERGIE

VY_32_INOVACE_FY.17 JADERNÁ ENERGIE VY_32_INOVACE_FY.17 JADERNÁ ENERGIE Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Jiří Kalous Základní a mateřská škola Bělá nad Radbuzou, 2011 Jaderná energie je energie, která existuje

Více

Úloha č.: XVII Název: Zeemanův jev Vypracoval: Michal Bareš dne 18.10.2007. Posuzoval:... dne... výsledek klasifikace...

Úloha č.: XVII Název: Zeemanův jev Vypracoval: Michal Bareš dne 18.10.2007. Posuzoval:... dne... výsledek klasifikace... Oddělení fyzikálních praktik při Kabinetu výuky obecné fyziky MFF UK PRAKTIKUM IV Úloha č.: XVII Název: Zeemanův jev Vypracoval: Michal Bareš dne 18.10.2007 Odevzdal dne:... vráceno:... Odevzdal dne:...

Více

JOHANN RADON a počítačová tomografie

JOHANN RADON a počítačová tomografie JOHANN RADON a počítačová tomografie Alena Šolcová 26. listopadu 2013 Dětství Narodil se 16. prosince 1887 v Děčíně. Rodiče: Anton a Anna, otec bankovní úředník. Vyrůstal s dcerami otce z prvního manželství.

Více

Elektronová mikroskopie SEM, TEM, AFM

Elektronová mikroskopie SEM, TEM, AFM Elektronová mikroskopie SEM, TEM, AFM Historie 1931 E. Ruska a M. Knoll sestrojili první elektronový prozařovací mikroskop 1939 první vyrobený elektronový mikroskop firma Siemens rozlišení 10 nm 1965 první

Více

LEED (Low-Energy Electron Diffraction difrakce elektronů s nízkou energií)

LEED (Low-Energy Electron Diffraction difrakce elektronů s nízkou energií) LEED (Low-Energy Electron Diffraction difrakce elektronů s nízkou energií) RHEED (Reflection High-Energy Electron Diffraction difrakce elektronů s vysokou energií na odraz) Úvod Zkoumání povrchů pevných

Více

Radioterapie. X31LET Lékařská technika Jan Havlík Katedra teorie obvodů xhavlikj@fel.cvut.cz

Radioterapie. X31LET Lékařská technika Jan Havlík Katedra teorie obvodů xhavlikj@fel.cvut.cz Radioterapie X31LET Lékařská technika Jan Havlík Katedra teorie obvodů xhavlikj@fel.cvut.cz Radioterapie je klinický obor využívající účinků ionizujícího záření v léčbě jak zhoubných, tak nezhoubných nádorů

Více

Podivuhodný grafen. Radek Kalousek a Jiří Spousta. Ústav fyzikálního inženýrství a CEITEC Vysoké učení technické v Brně. Čichnova 19. 9.

Podivuhodný grafen. Radek Kalousek a Jiří Spousta. Ústav fyzikálního inženýrství a CEITEC Vysoké učení technické v Brně. Čichnova 19. 9. Podivuhodný grafen Radek Kalousek a Jiří Spousta Ústav fyzikálního inženýrství a CEITEC Vysoké učení technické v Brně Čichnova 19. 9. 2014 Osnova přednášky Úvod Co je grafen? Trocha historie Některé podivuhodné

Více

Některé poznatky z charakterizace nano železa. Marek Šváb Tereza Nováková Martina Müllerová Jan Šubrt Karel Závěta Eva Gregorová

Některé poznatky z charakterizace nano železa. Marek Šváb Tereza Nováková Martina Müllerová Jan Šubrt Karel Závěta Eva Gregorová Některé poznatky z charakterizace nano železa Marek Šváb Tereza Nováková Martina Müllerová Jan Šubrt Karel Závěta Eva Gregorová Nanotechnologie 60. a 70. léta 20. st.: období miniaturizace 90. léta 20.

Více

Radiační patofyziologie. Zdroje záření. Typy ionizujícího záření: Jednotky pro měření radiace:

Radiační patofyziologie. Zdroje záření. Typy ionizujícího záření: Jednotky pro měření radiace: Radiační patofyziologie Radiační poškození vzniká účinkem ionizujícího záření. Co se týká jeho původu, ionizující záření vzniká: při radioaktivním rozpadu prvků, přichází z kosmického prostoru, je produkováno

Více

Základy NIR spektrometrie a její praktické využití

Základy NIR spektrometrie a její praktické využití Nicolet CZ s.r.o. The world leader in serving science Základy NIR spektrometrie a její praktické využití NIR praktická metoda molekulové spektroskopie, nahrazující pracnější, časově náročnější a dražší

Více

1 Tepelné kapacity krystalů

1 Tepelné kapacity krystalů Kvantová a statistická fyzika 2 Termodynamika a statistická fyzika) 1 Tepelné kapacity krystalů Statistická fyzika dokáže vysvětlit tepelné kapacity látek a jejich teplotní závislosti alespoň tehdy, pokud

Více

2. Vyhodnoťte získané tloušťky a diskutujte, zda je vrstva v rámci chyby nepřímého měření na obou místech stejně silná.

2. Vyhodnoťte získané tloušťky a diskutujte, zda je vrstva v rámci chyby nepřímého měření na obou místech stejně silná. 1 Pracovní úkoly 1. Změřte tloušťku tenké vrstvy ve dvou různých místech. 2. Vyhodnoťte získané tloušťky a diskutujte, zda je vrstva v rámci chyby nepřímého měření na obou místech stejně silná. 3. Okalibrujte

Více

MAKROSVĚT ~ FYZIKA MAKROSVĚTA (KLASICKÁ) FYZIKA

MAKROSVĚT ~ FYZIKA MAKROSVĚTA (KLASICKÁ) FYZIKA MAKRO- A MIKRO- MAKROSVĚT ~ FYZIKA MAKROSVĚTA (KLASICKÁ) FYZIKA STAV... (v dřívějším okamţiku)...... info o vnějším působení STAV... (v určitém okamţiku) ZÁKLADNÍ INFO O... (v tomto okamţiku) VŠCHNY DALŠÍ

Více

Lasery optické rezonátory

Lasery optické rezonátory Lasery optické rezonátory Optické rezonátory Optickým rezonátorem se rozumí dutina obklopená odrazovými plochami, v níž je pasivní dielektrické prostředí. Rezonátor je nezbytnou součástí laseru, protože

Více

λ, (20.1) 3.10-6 infračervené záření ultrafialové γ a kosmické mikrovlny

λ, (20.1) 3.10-6 infračervené záření ultrafialové γ a kosmické mikrovlny Elektromagnetické vlny Optika, část fyziky zabývající se světlem, patří spolu s mechanikou k nejstarším fyzikálním oborům. Podle jedné ze starověkých teorií je světlo vyzařováno z oka a oko si jím ohmatává

Více

Životní prostředí pro přírodní vědy RNDr. Pavel PEŠAT, PhD.

Životní prostředí pro přírodní vědy RNDr. Pavel PEŠAT, PhD. Životní prostředí pro přírodní vědy RNDr. Pavel PEŠAT, PhD. KAP FP TU Liberec pavel.pesat@tul.cz tel. 3293 Radioaktivita. Přímo a nepřímo ionizující záření. Interakce záření s látkou. Detekce záření, Dávka

Více

Utajené vynálezy Nemrtvá kočka

Utajené vynálezy Nemrtvá kočka Nemrtvá kočka Od zveřejnění teorie relativity se uskutečnily tisíce pokusů, které ji měly dokázat nebo vyvrátit. Zatím vždy se ukázala být pevná jako skála. Přesto jsou v ní slabší místa, z nichž na některá

Více

Graf I - Závislost magnetické indukce na proudu protékajícím magnetem. naměřené hodnoty kvadratické proložení. B [m T ] I[A]

Graf I - Závislost magnetické indukce na proudu protékajícím magnetem. naměřené hodnoty kvadratické proložení. B [m T ] I[A] Pracovní úkol 1. Proměřte závislost magnetické indukce na proudu magnetu. 2. Pomocí kamery změřte ve směru kolmém k magnetickému poli rozštěpení červené spektrální čáry kadmia pro 8-10 hodnot magnetické

Více

Fotonické sítě jako médium pro distribuci stabilních signálů z optických normálů frekvence a času

Fotonické sítě jako médium pro distribuci stabilních signálů z optických normálů frekvence a času Fotonické sítě jako médium pro distribuci stabilních signálů z optických normálů frekvence a času Ondřej Číp, Šimon Řeřucha, Radek Šmíd, Martin Čížek, Břetislav Mikel (ÚPT AV ČR) Josef Vojtěch a Vladimír

Více

8.1 Elektronový obal atomu

8.1 Elektronový obal atomu 8.1 Elektronový obal atomu 8.1 Celkový náboj elektronů v elektricky neutrálním atomu je 2,08 10 18 C. Který je to prvek? 8.2 Dánský fyzik N. Bohr vypracoval teorii atomu, podle níž se elektron v atomu

Více

ZÁKLADY SPEKTROSKOPIE

ZÁKLADY SPEKTROSKOPIE VĚDOU A TECHNIKOU KE SPOLEČNÉMU ROZVOJI DODATEK PŘESHRANIČNÍ LETNÍ ŠKOLA VĚDY A TECHNIKY ZÁKLADY SPEKTROSKOPIE EURÓPSKA ÚNIA EURÓPSKY FOND REGIONÁLNEHO ROZVOJA SPOLOČNE BEZ HRANÍC FOND MIKROPROJEKTŮ 1.

Více