Одним из главных принципов уникальной «системы Физтеха», заложенной в основу образования в МФТИ, является тщательный отбор одаренных и склонных к творческой работе представителей молодежи. Абитуриентами Физтеха становятся самые талантливые и высокообразованные выпускники школ всей России и десятков стран мира.

Студенческая жизнь в МФТИ насыщенна и разнообразна. Студенты активно совмещают учебную деятельность с занятиями спортом, участием в культурно-массовых мероприятиях, а также их организации. Администрация института всячески поддерживает инициативу и заботится о благополучии студентов. Так, ведется непрерывная работа по расширению студенческого городка и улучшению быта студентов.

Адрес e-mail:

Физические методы исследования

Общие проблемы процесса измерения

Основные параметры, измеряемые в современном физико-химическом эксперименте. Общая схема процесса измерения. Характеристики измерительных систем: чувствительность, разрешающая способность, порог чувствительности, динамический диапазон, полоса пропускания, нелинейность. Переходные процессы. Шумы и помехи в измерительной аппаратуре. Защита от помех. Оценка погрешности при косвенных измерениях. Вычисление погрешности в комплексных измерениях.

Передача сигналов по электрическим цепям

Основы линейной теории электрических цепей для случаев низко- и высокочастотных сигналов. Импеданс. Обобщенный закон Ома. Обобщение понятий емкости, индуктивности и сопротивления на ВЧ-предел. Распространение сигналов в длинных линиях и волноводах. Телеграфные уравнения. Волновое сопротивление длинной линии. Аналог закона Ома для длинных линий. Распространение сигналов вдоль линии. Отражение сигналов в неоднородной линии.  Коэффициент отражения. Согласование линий. 

Измерение давления

Явления переноса. Диффузия, вязкость, теплопроводность. Физические границы низкого, высокого и сверхвысокого вакуума. Вязкостный и кнудсеновский режимы течения газа. Основное уравнение вакуумной техники. Проводимости трубопроводов и расчет скорости откачки. Устройство и характеристики насосов, используемых для получения вакуума. Методы, применяемые для измерения сверхвысокого вакуума. Методы измерения давления: компрессионный, термопарный, ионизационный манометры, мембранные, сильфонные и пьезодатчики давления.  Диапазоны применимости различных методов.

Измерение температуры

Распределение Больцмана и Максвелла. Температура равновесных систем. Измерение температуры контактными методами: термометры расширения, сопротивления, термоэлектрические приборы. Равновесное тепловое излучение. Закон Планка, закон Стефана-Больцмана и смещение Вина для абсолютно черного тела. Пирометрия ‑ цветовая, яркостная и радиационная температуры.  Неравновесные системы. Понятие о частичном термодинамическом равновесии. Плазма. Зондовые методы измерения электронной температуры. Спектральные методы измерения температуры в неравновесных системах. Доплеровское уширение спектральных линий. Методы измерения температуры различных степеней свободы: поступательной, вращательной, колебательной, электронной.

Измерение и генерация потоков излучения

Оптический диапазон. Поддиапазоны спектра, особенности проведения измерений в вакуумном ультрафиолетовом диапазоне спектра. Источники равновесного излучения. Источники неравновесного излучения. Термоэлектронная эмиссия, закон Ричардсона. Закономерности внутреннего и внешнего фотоэффекта. Приемники излучения: болометры, фотосопротивления, вакуумные и полупроводниковые фотоэлементы. Фотоэлектронные умножители. Электронно-оптические преобразователи. Селекция излучения. Диспергирующие элементы: призма, дифракционная решетка, интерферометр. Спонтанное и вынужденное излучение, коэффициенты Эйнштейна. Когерентное оптическое усиление. Коэффициент усиления и пороговая инверсная заселенность уровней. Двух- и трехуровневые схемы генерации. Активные среды, способы накачки. Газовые, твердотельные, жидкостные лазеры.

Масс-спектроскопия

Принцип метода.  Разделение ионов в электрических и магнитных полях.  Масс-спектр. Молекулярные, осколочные и метастабильные ионы. Система напуска образца. Источники и детекторы ионов. Методы ионизации исследуемых образцов газов и твердых тел: ионизация электронным ударом, химическая ионизация, фотоионизация, полевая ионизация, полевая десорбция, бомбардировка быстрыми атомами, матричная лазерная ионизация десорбцией (MALDI), электроспрей. Особенности ионизации биологических молекул в масс-спектроскопии.

Детекторы ионов: цилиндр Фарадея, вторичный электронный умножитель, мультиканальный ионный усилитель. Масс-анализаторы: принципы действия, разрешающая способность. Секторный магнитный массс-анализатор, квадрупольный масс-анализатор. Времяпролетный масс-анализатор. Радиочастотный масс-анализатор. Спектрометр ионно-циклотронного резонанса (омегатрон). Преимущества и недостатки различных масс-анализаторов. Аналитические и исследовательские применения масс-спектрометрии. Определение потенциалов ионизации, энергий диссоциации молекул. Изучение кинетики образования и рекомбинации радикалов и осколочных ионов. Применение для разделения смесей изотопов. Применения масс-спектрометров в биологических исследованиях.

Хроматография

Суть метода. Классификация хроматографических методик. Физическая и химическая адсорбция. Критерии адсорбции, изотермы адсорбции.  Изотерма Ленгмюра. Деформация изотермы Ленгмюра в случае реального распределения по энергиям активации. Концепция теоретических тарелок. Закон распределения Нернста. Кинетика адсорбции-десорбции в потоке газа-носителя. Разрешающая способность хроматографической колонки. Принципиальное устройство и схема работы хроматографа. “Мертвое” время и время удерживания. Набивные и капиллярные колонки, их параметры. Оптимальные размеры и разрешение хроматографической колонки. Детекторы. Зависимость времени удерживания от температуры. Метод хроматомасс-спектрометрии, особенности его технической реализации и достоинства регистрации.

Магнитная радиоспектроскопия

Гиромагнитное отношение для орбитального и спинового магнитных моментов электрона и ядерного спина. Электронный и ядерный g – фактор. Эффект Зеемана. Сопоставление масштабов ЭПР и ЯМР.

Ядерный магнитный резонанс. Явление ядерного магнитного резонанса. Поглощение ВЧ энергии системой невзаимодействующих ядерных спинов. Принципиальная схема ЯМР-спектрометра, диапазон магнитных полей и диапазон частот. Формирование спектров ЯМР. Спин-спиновое взаимодействие между ядрами, химический сдвиг. ЯМР-активные ядра, формирование спектров ЯМР. Правила отбора для спиновых переходов, тонкая структура линий. Влияние на спектры ЯМР химического обмена. Спин-решеточная релаксация и эффект насыщения. Поведение намагниченности невзаимодействующих спинов в постоянном и переменном магнитных полях. Вращающаяся система координат,  регистрация сигнала ЯМР. 90о- и 180о- импульсы, Фурье ЯМР спектроскопия. Продольная (спин-решеточная) и поперечная (спин-спиновая) релаксация.

Электронный парамагнитный резонанс. Явление ЭПР. Формирование спектров ЭПР: g-фактор, сверхтонкое взаимодействие между спинами неспаренного электрона и ядра, сверхтонкая и тонкая структура ЭПР спектров. Принципиальная схема ЭПР-спектрометра, диапазон магнитных полей и диапазон частот. Особенности регистрации сигналов ЭПР: волноводы и резонаторы, низкочастотная модуляция поляризующего магнитного поля, запись спектров в виде производной.

Оптическая спектроскопия

Прохождение света через поглощающую среду, коэффициент поглощения, коэффициент экстинкции, закон Ламберта-Бугера-Бэра. Спектроскопия поглощения. Спектры поглощения молекул в газовой фазе и в конденсированном состояниях. Люминесценция. Радиационное время жизни и истинное время жизни возбужденного состояния. Теория взаимодействия излучения с веществом, коэффициенты Эйнштейна, сила осциллятора. Вращательные, колебательно-вращательные и электронно- колебательно- вращательные спектры поглощения двухатомных и многоатомных молекул. Правила отбора, ангармоничность колебаний, принцип Франка-Кондона. Ширина спектральной линии, физические процессы, определяющие ширину линии. Естественное, допплеровское, столкновительное уширение. Аппаратное уширение. Перестройка частоты лазерного излучения. Модовый состав лазерного излучения. Генерация коротких импульсов. Лазер с модулированной добротностью и самосинхронизацией мод. Фемтосекундная лазерная спектроскопия и ее применения в диагностике переходного комплекса. Оптоакустическая спектроскопия. Внутрирезонаторная лазерная спектроскопия. Импульсная внутрирезонаторная лазерная спектроскопия (CRDS). Лазерно-индуцированная флуоресценция. Двухфотонная лазерно-индуцированная флуоресценция.

Версия для печати

Если вы заметили в тексте ошибку, выделите её и нажмите Ctrl+Enter.

© 2001-2016 Московский физико-технический институт
(государственный университет)

Техподдержка сайта

МФТИ в социальных сетях

soc-vk soc-fb soc-tw soc-li soc-li
Яндекс.Метрика