Frontiers of Molecular Spectroscopy pdf epub mobi txt 電子書下載在線閱讀 2026

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出版者:Elsevier Science

作者:Laane, Jaan 編

出品人:

頁數:740

译者:

出版時間:2008-10-24

價格:USD 121.00

裝幀:Hardcover

isbn號碼:9780444531759

叢書系列:

圖書標籤:

分子光譜學
光譜分析
分子結構
振動光譜
轉動光譜
電子光譜
拉曼光譜
紅外光譜
紫外-可見光譜
光譜技術

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具體描述

Much of what we know about atoms, molecules, and the nature of matter has been obtained using spectroscopy over the last one hundred years or so. In this book we have collected together twenty chapters by eminent scientists from around the world to describe their work at the cutting edge of molecular spectroscopy. These chapters describe new methodology and applications, instrumental developments, and theory which is taking spectroscopy into new frontiers. The range of topics is broad. Lasers are utilized in much of the research, but their applications range from sub-femtosecond spectroscopy to the study of viruses and also to the investigation of art and archeological artifacts. Three chapters discuss work on biological systems and three others represent laser physics. The recent advances in cavity ringdown spectroscopy (CRDS), surface enhanced Raman spectroscopy (SERS), two-dimensional correlation spectroscopy (2D-COS), and microwave techniques are all covered. Chapters on electronic excited states, molecular dynamics, symmetry applications, and neutron scattering are also included and demonstrate the wide utility of spectroscopic techniques.

* provides comprehensive coverage of present spectroscopic investigations

* features 20 chapters written by leading researchers in the field

* covers the important role of molecular spectroscopy in research concerned with chemistry, physics, and biology

分子光譜前沿：一部聚焦生命科學與材料科學應用的綜閤性著作本書旨在為化學、物理、生物學以及材料科學領域的專業人士和高級研究生提供一個全麵而深入的視角，探討現代光譜技術在復雜分子體係研究中的前沿應用與最新發展。全書摒棄瞭對傳統理論的冗餘迴顧，而是將核心篇幅聚焦於那些推動學科邊界、具有實際應用價值的前沿方法學和創新性案例研究。第一部分：超快動力學與時間分辨技術的新紀元本部分深入剖析瞭飛秒和阿秒光譜技術如何揭示分子過程的瞬時動態，這是理解化學反應機理和能量轉移路徑的關鍵。第一章：超快激光源與探測技術的新突破本章首先概述瞭當前先進的超快激光係統，如寬帶光源、高次諧波産生（HHG）的最新進展，以及它們在實現更短脈衝寬度（亞十飛秒）方麵的工程挑戰與解決方案。重點討論瞭如何利用泵浦-探測（Pump-Probe）技術捕捉分子在激發態下的弛豫、異構化和電荷轉移過程。特彆關注瞭二維電子光譜（2DES）在解析多態分子體係中能量轉移路徑中的應用，包括其在解析光閤作用初級步驟中的不可逆性與相乾性維持機製方麵的最新成果。第二章：阿秒脈衝在電子動力學中的應用阿秒物理學的崛起為直接觀測電子運動提供瞭可能。本章詳細闡述瞭如何利用阿秒脈衝對原子和分子內價電子的重新排列進行“快門式”捕捉。探討瞭場輔助電離（Attosecond Streaking）和電場取樣（Attosecond Gating）等核心技術如何用於測量電子隧穿時間、內殼層激發及其在原子尺度上的動態行為。應用案例聚焦於理解光催化劑錶麵的電子注入過程及其時間尺度。第二部分：高分辨率與多維譜學的深度解析能力本部分著眼於如何通過增加譜學的維度和分辨率，來解耦復雜混閤物中的單個分子信息，並揭示分子間相互作用的細微差彆。第三章：高分辨固體狀態NMR在復雜體係中的應用盡管分子光譜學傳統上更側重於溶液態，但固體狀態核磁共振（ssNMR）已成為研究膜蛋白、縴維狀聚集體和非晶態材料的關鍵工具。本章重點介紹瞭動態核極化增強（DNP）技術如何極大地提高信噪比，使得在生理相關條件下研究宏觀尺度生物分子復閤物成為可能。深入分析瞭如何利用二維和三維魔角鏇轉（MAS）技術，解析蛋白質的側鏈取嚮、氫鍵網絡以及在固體基質中的結構異質性。第四章：二維紅外光譜（2D-IR）與非綫性拉曼光譜 2D-IR譜學已被公認為探究蛋白質二級結構動力學和溶劑環境影響的強大工具。本章詳細介紹瞭如何利用不同振動模式的耦閤，實時監測肽鏈摺疊、水分子重排對生物活性位點的影響。同時，本章還涵蓋瞭受激拉曼散射（SRS）顯微鏡和超拉曼技術，這些技術允許在亞細胞水平上實現高空間分辨率的振動成像，為活細胞內脂質分布和代謝物示蹤提供瞭無標記的解決方案。第三部分：光譜學與計算方法的深度融閤本部分探討瞭理論計算如何指導實驗設計，以及先進的機器學習技術如何加速高維光譜數據的解釋。第五章：從頭算（Ab Initio）方法與光譜預測本章不再停留在基態勢能麵的計算，而是深入討論瞭如何利用時間依賴性密度泛函理論（TD-DFT）和耦閤簇（CC）方法來精確預測激發態光譜，如吸收、熒光量子産率和非綫性響應。重點討論瞭彌補TD-DFT在描述電荷轉移（CT）態缺陷的先進理論模型，例如混閤密度泛函和包含明確溶劑化作用的量子化學方法。第六章：機器學習與高維光譜數據挖掘隨著實驗數據的維度和復雜性爆炸式增長，數據處理已成為瓶頸。本章介紹瞭如何應用主成分分析（PCA）、獨立成分分析（ICA）以及深度學習模型（如捲積神經網絡，CNN）來自動識彆和分離復雜混閤物中的光譜成分，並預測結構參數。討論瞭如何利用主動學習策略（Active Learning）指導實驗人員選擇最具信息量的光譜采集參數，從而優化實驗流程，實現“智能譜學”。第四部分：前沿應用：生物醫學成像與環境監測本部分展示瞭上述光譜技術在解決現實世界重大問題中的突破性應用。第七章：分子探針與生物成像的精確化本章聚焦於新型分子探針的設計與應用。探討瞭如何設計對特定離子、pH梯度或氧化還原電位敏感的熒光和拉曼探針，並利用雙光子激發和光聲成像技術，實現對活體組織深層結構和功能的可視化。案例研究包括對神經元興奮性動態變化的實時監測，以及利用近紅外（NIR）光譜區分癌變組織與正常組織。第八章：環境與材料科學中的痕量分析本書最後一部分轉嚮宏觀應用。討論瞭如何利用痕量氣體分析技術，如可調諧二極管激光吸收光譜（TDLAS）和錶麵增強拉曼散射（SERS），來實現對環境汙染物（如揮發性有機化閤物VOCs）的超靈敏檢測。在材料科學方麵，探討瞭如何利用光譜技術（如X射綫吸收精細結構XAFS）來解析多相催化劑的錶麵結構和電子態，以指導下一代能源轉化材料的開發。全書結構旨在形成一個從基礎原理（時間尺度與維度）到理論支撐（計算與AI）再到實際應用（生物與環境）的完整邏輯鏈條，確保讀者能夠全麵把握當前分子光譜學研究的前沿脈絡與未來發展方嚮。