Rádiospektroskopické merania

Obsah predmetu

Rádiospektroskopické merania sú súborom experimentálných metód, ktoré sú založené na interakcii elmag. poľa (rádiovlny až mikrovlny) s látkou. Fyzikálnou podstatou týchto metód je rezonančná (tzv. selektívna) absorbcia energie rádiofrekvenčného elmag. poľa časticami látky, ako sú atómy, paramagnetické centrá, ióny, molekuly a pod. Na cvičeniach sa zameriame na základné rádioelektronické merania, na zvládnutie metodiky merania rádiospektrometrom JMR (jadrovej magnetickej rezonancie) a na počítačové spracovanie a vyhodnotenie nameraných dát. Predpokladá sa, že záujemca si osvojil prácu na počítači. Vítaná je znalosť pracovať v prostredí programov Octave, MATLAB a LaTeX (pozri tiež Informačný list predmetu). Zoznam všetkých úloh je nasledovný:
- Meranie činiteľa kvality a šírky pásma hlavice impulzného spektrometra JMR
- Meranie šírky pásma a prenosovej charakteristiky úzkopásmového prijímača impulzného spektrometra JMR
- Meranie šírky pásma a prenosovej charakteristiky širokopásmového prijímača impulzného spektrometra JMR
- Meranie šumovej úrovne a určenie dynamického rozsahu prijímača impulzného spektometra JMR
- Meranie a vyhodnocovanie JMR spektier tuhých látok (určenie spinovo-mriežkového relaxačného času, určenie medziprotónovej vzdialenosti v molekule vody)
- Vyhodnocovanie signálov impulzným spektrometrom a spektrometrom so spojitým ožarovaním vzorky
- Mapovanie magnetického poľa magnetometrom JMR
- Určovanie vlhkosti vzorky metódou JMR
- Určovanie lokálneho magnetického poľa pomocou JMR
Meranie a vyhodnocovanie JMR spektier tuhých látok

Informácie teoretického charakteru potrebné na vypracovanie referátu k úlohe Meranie a vyhodnocovanie JMR spektier tuhých látok sú v dokumentoch Spektrum JMR merané stacionárnou metódou, Test spektrometra JMR , Relaxačný čas T₁ a Relaxačný čas T_1r.
Niektoré zadania
1. Úlohy sú formulované v dokumente Prvé zadanie. Potrebné vzorové dáta pre druhú úlohu sú uložené v súbore A300plexi.dat a príklad riešenia druhej úlohy programom MATLAB je v súbore plexi.pdf. Štúdijný matreriál pre prvú úlohu (Numerické riešenie klasickej Van der Polovej diferenciálnej rovnice oscilátora) je v súbore Elektrónkový generátor. Dáta na riešenie úlohy Určenie medziprotónovej vzdialenosti v molekule vody sú v súbore caso4_1.dat.
2. Druhé zadanie je formulované v dokumente Druhé zadanie. Vzorové dáta potrebné na výpočet spinovo-mriežkového relaxačného času T₁ T300.dat. Štúdijný matreriál na riešenie tejto úlohy je v súbore Relaxačný čas.
Študijná literatúra a softvér
1. Matej Rákoš: Rádiospektroskopické metódy. Bratislava : Alfa vydavateľstvo tech. a ekon. literatúry, 1988
2. Matej Rákoš: Základy meraní slabomagnetických látok. Bratislava : Vydavateľstvo Slovenskej akadémie vied, 1965, str. 204
3. Ladislav Ševčovič: FYZIKÁLNE MERANIA. Košice : ELFA, 2015, tretie opravené a rozšírené vydanie, ISBN 978-80-8086-244-2, pozri úlohu E18 Rezonancia v sériovom RLC obvode. Niektoré laboratórne úlohy z knižky sú prístupné aj na internetovej stránke firmy HUMUSOFT.
4. Ján Buša: Octave. Rozšírený úvod. Košice, 2006, ISBN 80-8073-595-6, verzia na tlač
5. Ladislav Ševčovič: Programy na spracovanie a vizualizáciu experimentálnych dát. Krátky úvod. Košice, 2006, ISBN 80-8073-638-3, verzia na tlač je dopnená časťou o základných pojmoch z oblasti neistôt merania aj s praktickými príkladmi.
6. Michal Kaukič: Základy programovania v PyLABe. Košice, 2006, ISBN 80-8073-634-0, verzia na tlač
7. Ján Buša, Ladislav Ševčovič: R. Open source systém na spracovanie údajov. Košice, 2007, verzia na tlač
8. Ladislav Ševčovič: Spracovanie dát vo fyzike open source programom R. 7th International Conference APLIMAT 2008, Bratislava, 2008, pp. 140-167
9. Vybrané open source prostriedky na výskum, vývoj a spracovanie dát. Zborník príspevkov. Bratislava : Fakulta matematiky, fyziky a informatiky UK, 2007, ISBN 978-80-89186-16-7
10. Ján Pribiš: SciLab. Košice, 2006, ISBN 80-8073-654-3, verzia na tlač
11. Open source programy na spracovanie a vizualizáciu experimentálnych dát QtiPlot, Kpl, Octave, PyLab, Labplot, R a SciLab sú pripravené na LiveCD. Viac informácii môžete získať z domovskej stránky úspešne ukončeného projektu KEGA, ktorý bol zameraný na využitie open source softvéru vo výučbe na vysokých školách.
12. Vzorové súbory s ukážkami spracovania dát pre open source programy QtiPlot, Kpl, Octave, PyLab, Labplot, R a SciLab sú v spakovanej forme na stiahnutie.

Návrat