Эти вопросы и задачи по ФМИ есть в деканате.

В каждом билете 2 вопроса и одна задача из разных тем. Вопросы указаны согласно увеличению номера билета. Задачи здесь расположены в хаотическом порядке. Задача в билете идет под № 3 и не пересекается с темой вопросов.

1. Общая характеристика и классификация методов исследования.

1.1. Общая характеристика физических методов исследования. Взаимодействие излучения с веществом. Классификация методов по областям электромагнитного излучения. Способы изображения спектра электромагнитного излучения в методах исследования.

1.2 Возможности методов и области их применения. Чувствительность, разрешающая способность и характеристическое время метода. Энергетические характеристики методов. Прямая и обратная задачи. Понятие корректно и некорректно по­ставленных задач.

2. Колебательная спектроскопия.

2.1. Полная энергия молекулы как сумма электронной, колебательной и враща­тельной состав­ляющих. Приближение Борна-Оппенгеймера. Колебания двухатомной молекулы согласно классической теории в приближениях гармонического и ангармонического осцилляторов. Полная энергия колебаний. Уравнение движения ядер. Волновое число колебаний. Потенциал Морзе. Точки возврата. Силовая постоянная связи.

2.2. Колебательные состояния двухатомной молекулы согласно квантовой механике. Колебательная волновая функция. Уровни колебательной энергии двухатомных молекул в приближении гармонического и ангармонического осцилляторов. Соотношение Бора. Коэффициент ан­гармоничности. Энергия диссоциации двухатомной молекулы.

2.3. Колебательные состояния многоатомных молекул. Колебательные степени свободы. Нормальные координаты и колебания. Формы и частоты нормальных колебаний. Валентные, деформационные плоскостные и внеплоскостные, маятниковые, крутильные, веерные, пульсационные, зонтичные, ножничные и другие виды нормальных колебаний. Симметрия молекул и нормальных колебаний. Нормальные колебания и их частоты для молекул СО₂ и Н₂О.

2.4. Уровни колебательной энергии многоатомных молекул. Фундаментальные, обер­тонные, составные, «горячие» и разностные частоты. Система колебательных уровней энергии молекул Н₂О и СО₂. Резонанс Ферми.

2.5. Методы наблюдения колебательных спектров. Спектры испускания и поглощения (ИК-спектры). Правила отбора для колебательных и колебательно-вращательных спектров. Интенсивность линий в спектрах.

2.6. Вращательная структура в колебательных ИК спектрах (Р- и R- ветви). Правила отбора. Вид спектров. Интенсивность линий в спектрах.

2.7. Спектры комбинационного рассеяния (КР-спектры). Правила отбора. Вид спектров. Интенсивность линий в спектрах. Вращательная структура в спектрах КР (О- , Q- и S- ветви).

2.8. Идентификация соединения и качественный анализ смесей методами колебательной спектроскопии. Количественный анализ. Органические и неорганические ве­щества. Полимеры. Проблема окружающей среды. Исследование равновесий. Комплексы с водородными связями. Кинетические исследования.

2.9. Характеристичность нормальных колебаний. Концепция групповых частот и её недостатки. Внутренние и внешние факторы, влияющие на групповые частоты. Сопоставление ИК- и КР- спектров и выводы о симметрии молекулы. Правило исключения. Использование контуров вращательной структуры ИК-полос поглощения газов для интерпретации спектра.

2.10. Техника и методики ИК и КР спектроскопии. Выбор оптимальных условий получения ИК спектров. Методы подготовки образцов. Прозрачные материалы. Аппаратура спектроско­пии КР. Лазерные источники возбуждения. Сравнение методов ИК и КР спектроскопии, их достоинства и недостатки. Метод нарушенного полного внутреннего отражения (НПВО) для «неудобных» объектов (смолы, пищевые продукты, сырая резина и т.п.).