TECNICHE SPETTROSCOPICHE DEI SISTEMI MOLECOLARI
cod. 1005537

Anno accademico 2013/14
1° anno di corso - Secondo semestre
Docente
Settore scientifico disciplinare
Fisica applicata (a beni culturali, ambientali, biologia e medicina) (FIS/07)
Ambito
Attività formative affini o integrative
Tipologia attività formativa
Affine/Integrativa
52 ore
di attività frontali
6 crediti
sede: PARMA
insegnamento
in - - -

Obiettivi formativi

Il corso intende porre le basi di alcune tecniche spettroscopiche normalmente utilizzate per lo studio delle proprietà di molecole. Verranno discusse tecniche che consentono di comprendere il comportamento sia degli stati fondamentali che degli stati eccitati dei sistemi molecolari e le loro interazioni con l’ambiente. Le metodologie affrontate si dividono in tecniche allo stato stazionario e tecniche risolte nel tempo.
Gli studenti dovranno essere in grado di comprendere il significato di risultati sperimentali ottenuti con le tecniche affrontate durante il corso, riportati all’interno di pubblicazioni su riviste scientifiche internazionali.
Gli studenti dovranno essere in grado di identificare quali metodologie spettroscopiche possano tornare utili per comprendere un dato fenomeno.
Infine, gli studenti dovranno poter condurre esperimenti con una certa autonomia utilizzando le tecniche di indagine affrontate anche in laboratorio.

Prerequisiti

Sono richieste conoscenze pregresse di elettromagnetismo, ottica geometrica ed ondulatoria classica, meccanica quantistica, fisica della materia condensata.

Contenuti dell'insegnamento

Cenni di interazione radiazione materia
Tecniche ottiche allo stato stazionario
Tecniche ottiche risolte nel tempo
Processi di stato eccitato
Tecniche per lo studio della fluorescenza
Meccanismi e dinamica della diseccitazione competitiva alla fluorescenza
Spettroscopie fototermiche
Single-Molecule Detection

Programma esteso

Cenni di interazione radiazione materia
Tecniche allo stato stazionario
Assorbimento UV visibile
Assorbimento IR (FTIR)
Polarizzazione, anisotropia
CD
Tecniche risolte nel tempo
Assorbimento risolto nel tempo
tecniche di pump and probe (fs, ps)
tecniche di flash photolysis (ns)
step-scan FTIR
Processi di stato eccitato
Effetti di ambiente e solvente
Effetti della polarità del mezzo
Effetti generali del solvente: equazione di Lippert-Mataga
Interazioni inter- e intra-molecolari
Tecniche per lo studio della fluorescenza
Time-Correlated Single-Photon Counting
Sorgenti e strumentazione di rivelazione
Rivelazione Frequency-Domain e strumentazione
Meccanismi e dinamica della diseccitazione competitiva alla fluorescenza
FRET, quenching, charge transfer, electron transfer.
Fluorescence Anisotropy
Spettroscopie fototermiche
Fotoacustica
Thermal lensing
Thermal grating
Single-Molecule Detection
Fluorescence Correlation Spectroscopy
Single molecule FRET.
Esperienze di laboratorio

Bibliografia

Principles of Fluorescence Spectroscopy, Third Edition, Joseph R. Lakowicz, Springer
Articoli di ricerca originali e rassegne pubblicate su riviste scientifiche

Metodi didattici

Il corso si sviluppa secondo una serie di lezioni frontali che pongono le basi delle diverse metodologie spettroscopiche che verranno approfondite. Per quelle metodologie disponibili presso le strutture del Dipartimento di Fisica e Scienze della Terra verranno proposte esperienze di laboratorio per poter apprendere anche operativamente il loro uso.

Modalità verifica apprendimento

La valutazione del livello di apprendimento verrà effettuata sulla base delle relazioni che gli studenti stenderanno sulle esercitazioni svolte.

Altre informazioni

- - -