F 4 Biofyzika, chemická a makromolekulární fyzika

Požadavky ke státní rigorózní zkoušce

Širší základ:

• Pokročilá kvantová mechanika – Přibližné metody kvantové mechaniky. Jednočásticová aproximace. Pauliho a Diracova rovnice. Kvantování elektromagnetického pole. Interakce elektromagnetického záření s látkou. Absorpce, stimulovaná a spontánní emise.
• *Šířka a tvar spektrální čáry –*Termodynamika a statistická fyzika molekulárních soustav Termodynamické věty. Termodynamické potenciály. Kritické jevy. Povrchové jevy. Termodynamika nevratných dějů. Pauliho řídící rovnice.

Pokročilé partie oboru:

• Kvantová teorie molekul – Typy vazeb. Bornova a adiabatická aproximace. Teorie elektronových, vibračních a rotačních spekter molekul. Přehled ab initio a semiempirických metod. Korelační energie. Slabé mezimolekulové interakce.
• Základy molekulární fyziky – Typy základních interakcí a  intermolekulárních interakcí. Konformace molekul. Fázové stavy a přechody u molekulárních systému. Biopolymery a membrány.
• Experimentální metody – Difrakční metody: difrakce rentgenového záření, elektronu a neutronu, aplikace ve strukturní analýze. Magnetická rezonance, NMR a EPR spektroskopie. Optická spektroskopie: rotační, vibrační, elektronové stavy molekul a optické přechody mezi nimi, technika a aplikace absorpční emisní a Ramanovy spektroskopie, optická spektroskopie vysokého časového rozlišení. Elastický a kvazielastický optický rozptyl. Optická a elektronová mikroskopie.

Specializace: předseda komise určí každému uchazeči po obdržení přihlášky jeden z následujících okruhu, tématicky nejbližší předložené rigorózní práci.

1. Struktura biologických látek, experimentální metody v biofyzice, molekulární biofyzika, bioenergetika.
2. Struktura kondenzovaných soustav a spektroskopické metody, molekulární simulace v chemické fyzice, ab initio výpočty v chemii a biochemii, fyzikální základy fotosyntézy.
3. Struktura polymeru, mechanické a dielektrické vlastnosti polymeru, elektrické a optické a elektrické vlastnosti polymeru.

Doporučená literatura

• Cantor R., Schimmel P. R.: Biophysical Chemistry – Vol. I, II, III. W. H. Freeman and Co., San Francisco 1980 (ruský překlad: Biofiziceskaja chimija, Mir, Moskva 1984).
• Davydov S.: Kvantová mechanika. SPN, Praha 1978.
• Guilet J.: Polymer Photophysics and Photochemistry. Cambridge Univ. Press, Cambridge-Sydney 1985 (ruský překlad: Biofyzika i Fotochimija polimerov. Mir, Moskva 1988).
• Kao K. C., Hwang W.: Elektrical Transport in Solids – Vol. 1., 2. Pergamon Press, Oxford – Frankfurt 1981 (ruský překlad: Perenos elektronov v tverdych telach. T. 1., 2., Mir, Moskva 1984).
• Prosser V. a kol.: Experimentální metody biofyziky. Academia,Praha 1989.
• Skála L.: Kvantová teorie molekul (skripta). Karolinum, Praha 1995.
• Sperling L. H.: Introduction to Physical Polymer Science. Wiley, New York, Singapore 1986.