Программа государственного экзамена по специальности  для магистров,
обучающихся по образовательно-профессиональным программам:
Спектроскопия и лазерная физика молекул – 412/17
Спектроскопия систем с сильными межмолекулярными взаимодействиями-402/12

1.	Оптическая схема классического спектрального прибора. Дифракционный предел разрешения. Влияние шумов  приемника. Критерий Рэлея.  Нормальная ширина щели. 
2.	Аппаратная функция классического спектрального прибора, ее вид для области широких и узких щелей. Аппаратная функция Фурье-спектрометра. Аподизация.
3.	Светосила спектрального прибора. Случай спектрографа и монохроматора, сплошного и линейчатого спектра. Светосила Фурье-спектрометра, выигрыш Жакино.
4.	Спектроскопия с преобразованием Фурье. Связь интерферограммы и спектра. Выигрыш Жакино и Фелджета. Аппаратная функция. Аподизация.
5.	Измерение интенсивности в спектрах поглощения. Закон Бугера. Область применимости, причины отклонений. Единицы коэффициента поглощения.
6.	Определение оптических постоянных вещества по спектрам отражения. Методы измерения при нормальном отражении, при вариации угла, состояния поляризации пучка. Использование уравнений связи между постоянными.
7.	Спектроскопия ослабленного внутреннего отражения. Физические основы метода. Однократное и многократное отражение. Оптические схемы приставок ОВО. Область применимости метода.
8.	Дипольные моменты молекул и их зависимость от симметрии равновесной ядерной конфигурации. Дипольные моменты линейных, плоских, пирамидальных, тетраэдрических и октаэдрических молекул.
9.	Тензор дипольной поляризуемости и его инварианты. Зависимость анизотропии тензора поляризуемости  от симметрии равновесной ядерной конфигурации. Анизотропия поляризуемости линейных, плоских, пирамидальных, тетраэдрических и октаэдрических молекул.
10.	Уравнения Клаузиса – Мосотти и Лоренц-Лоренца. Электронная, колебательная и ориентационная составляющие молекулярной поляризуемости для двухатомных молекул. Температурная зависимость ориентационная поляризуемости.
11.	Основы теории молекулярного рассеяния света. Упругое (Рэлеевское) и неупругое (комбинационное) типы  рассеяния излучения молекулами. Деполяризация излучения, рассеянного  молекулами.
12.	Теория дисперсии упругой поляризуемости. Комплексный показатель преломления. Нормальная и аномальная дисперсия действительной части показателя преломления. Коэффициент поглощения.
13.	Феноменологическое описание испускания и поглощения излучения. Коэффициенты Эйнштейна, их размерность и физический смысл. Время жизни для спонтанного испускания. Сила осциллятора. Матричный элемент оператора перехода.
14.	Уровни энергии и спектр одноэлектронного атома. Влияние спина, тонкая структура. Физическая природа спин-орбитального взаимодействия. Лэмбовский сдвиг.
15.	Система уровней и спектры щелочных металлов. Квантовый дефект, его физическая природа. Спектральные серии. Тонкая структура линий.
16.	Влияние спина на энергию атома, мультиплетность. Состояния, описываемые симметричными и антисимметричными координатными функциями на примере атома гелия. Система уровней и спектр гелия. Метастабильные состояния. Гелий-неоновый лазер.
17.	Явление Зеемана в спектрах атомов в слабом поле. Критерий слабого и сильного поля. Типичный вид зеемановского мультиплета для дипольного излучения. Поляризация - и -компонент. Множитель Ланде, его физическая природа для случая нормальной связи.
18.	Понятие об атомных орбиталях, применение метода Гайтлера-Лондона на примере  молекулы  водорода.
19.	Понятие о молекулярных орбиталях и метод МО ЛКАО ССП ( самосогласованного поля Хартри-Фока-Рутана).
20.	Основные идеи полуэмпирических методов МО ЛКАО (молекулярных орбиталей  в виде линейных комбинаций атомных орбиталей).
21.	Электронные состояния двухатомной молекулы. Интегралы движения и квантовые числа. Потенциальные кривые молекулы водорода. Сплошной спектр водорода. Ридберговские состояния.
22.	Вращательное движение молекулы. Модель жесткого ротатора. параметры модели. Интегралы движения. Уровни энергии линейной молекулы, симметрия вращательных состояний. Правила отбора. Спектры поглощения и комбинационного рассеяния. Влияние центробежного растяжения. Распределение интенсивности во вращательном спектре. 
23.	Колебательное движение двухатомной молекулы. Модель гармонического осциллятора. Уровни энергии, правила отбора для дипольных переходов. Влияние ангармоничности. Обертоны, горячие переходы.
24.	Колебательно-вращательный спектр двухатомной молекулы. Схема уровней, правила отбора для квантового числа J в ИК и Раман - спектрах. Влияние ангармоничности колебаний. Распределение интенсивности в ветвях полосы. Колебательно-вращательное взаимодействие. Кант полосы поглощения.
25.	Аппроксимация потенциальной кривой. Формула Морзе. Физический смысл ее параметров. Уровни энергии, приближенное определение энергии диссоциации. Экстраполяция Берджа-Шпонер. Оценка точности.
26.	 Явление комбинационного рассеяния. Стоксово и антистоксово рассеяние.
27.	Спектр комбинационного рассеяния молекулы с центром симметрии. Влияние спина ядра. Чередование интенсивности во вращательном и колебательно-вра-щательном спектре. Влияние статистики ядер. Роль симметрии электронной волновой функции. 
28.	Вращательные и колебательно-вращательные спектры многоатомных линейных молекул. Колебательно-вращательные взаимодействия в линейных молекулах. Влияние кориолисова взаимодействия на интенсивность колебательно-враща-тельных переходов.
29.	Вращательные и колебательно-вращательные спектры симметричного волчка. Параллельные и перпендикулярные полосы, правила отбора для вращательных квантовых чисел.  Кориолисово взаимодействие. 
30.	Взаимодействие колебания и вращения Колебательные координаты, число и типы координат. Выражение естественных колебательных координат через декартовы смещения атомов (матрица В). Обращение матрицы В.
31.	Кинетическая энергия колебательного движения. Определение кинематических коэффициентов. Составление матрицы кинематических коэффициентов - G.
32.	Представления группы симметрии молекул, определение числа неприводимых представлений в  приводимом представлении. Введение координат симметрии.
33.	Решение векового уравнения, частоты и формы колебаний. Нормальные координаты. Диагонализация векового уравнения.
34.	Ангармоничность колебаний многоатомных  молекул. Потенциальная функция, постоянные ангармоничности. Интенсивности основных, обертонных и составных переходов.
35.	Формирование полосы поглощения AH комплекса с водородной связью AH...B. Составные и горячие переходы с учетом низкочастотных межмолекулярных колебаний.
36.	Резонанс Ферми.  Влияние резонанса на частоты и  интенсивности полос. Сложные резонансы. Резонансы Дарлинга-Деннисона. 
37.	Серии Ридберга электронных переходов в простых молекулах
38.	Принцип Франка-Кондона. Относительное расположение потенциальных кривых. Колебательная структура электронных переходов. Изменение колебательных частот при электронном возбуждении. v'- и v"- прогрессии. Изменение интенсивности полос в прогрессиях.
39.	Электронно - колебательно – вращательные спектры. Вращательные постоянные в верхних и нижних состояниях. Диаграмма Форта. Понятие о схемах Гунда.
40.	Сплошные спектры поглощения и испускания. Спектроскопические появления процессов ионизации, диссоциации, рекомбинации. Правила отбора и распределение интенсивности в сплошном спектре. Определение энергии диссоциации. Сплошные спектры испускания, спектр молекулы водорода. Эксимеры.
41.	Принцип действия квантовых генераторов. Активная среда. Накачка. Возможность усиления излучения. Обратная связь. 
42.	Резонатор. Условие устойчивости резонатора. Пространственные характеристики лазерного излучения. Добротность оптического резонатора. Связь добротности с потерями и с шириной резонансного пика.
43.	Условия получения инверсии заселенности. Твердотельные лазеры с оптической накачкой (рубиновый, неодимовый лазеры).  
44.	Молекулярные лазеры. Лазер на СO2.
45.	Типы межмолекулярных взаимодействий. Ориентационные, индукционные и дисперсионные взаимодействия. Силы отталкивания между молекулами. Потенциал межмолекулярного взаимодействия Леннард-Джонса.

     Зав.кафедрой молекулярной спектроскопии                                   проф. К.Г. Тохадзе