1) Richiami di elettromagnetismo classico; Indice di rifrazione complesso; Modello di Lorentz dell’oscillatore armonico; Dispersione dell’indice; Leggi di Snell e Fresnel; Diottri; Lenti; Specchi sferici; Ottica fisica: interferenza e diffrazione; Limite di risoluzione di un microscopio ottico. - Esercitazione di laboratorio 1 (presso Dipartimento SBAI - Prof.Michelotti): Pratica di laboratorio con le leggi di Snell; misura dell’indice di rifrazione di un liquido; pratica con le proprietà di lenti sottili e specchi. - Esercitazione di laboratorio 2 (presso Dipartimento SBAI - Prof.Michelotti): Dimostrazione sperimentale dei fenomeni di interferenza e diffrazione. 2) Struttura dei livelli energetici di molecole organiche; Livelli elettronici e simmetria degli orbitali; Curva di Morse; Livelli vibrazionali, rotazionali e di spin; Stati di singoletto e di tripletto; Assorbimento lineare; Emissione spontanea e stimolata; Regole di selezione; Principio di Franck-Condon; Spettroscopia di assorbimento; Spettri di assorbimento di cromofori endogeni ed esogeni; Diagramma di Jablonski: Conversione interna, inter-system crossing, quenching; Forster energy transfer; Fluorescenza e fosforescenza; Spettroscopia di luminescenza stazionaria e risolta in tempo; Spettri di emissione di cromofori endogeni ed esogeni; Solvatocromismo; Photobleaching; Tecniche microscopiche FLIM, FRET, FRAP, TIRFM; Ottica nonlineare; Trattazione di Fourier delle suscettività dielettriche del secondo e terzo ordine; Generazione di seconda armonica; Effetto Kerr; Assorbimento nonlineare a due fotoni e da stati eccitati; Effetto Raman spontaneo e stimolato; Microscopie ottiche nonlineari Raman, SRS, CARS, TPA e SHG; Microscopie a super risoluzione STED, PALM, STORM; DNA microarrays; Sistemi di luminescenza label free; Tecnica di sequenziamento di Sanger; Sequenziamento mediante tecniche laser; Test ELISA; Tecniche di etichettatura di sistemi biologici mediante marker luminescenti; Tecniche di funzionalizzazione chimica di superficie. - Esercitazione di laboratorio 3 (presso Dipartimento SBAI - Prof. F. Michelotti): Spettroscopia di assorbimento in soluzioni alcooliche o acquose di molecole organiche. - Esercitazione di laboratorio 4 (presso ENEA CR Frascati - Prof. F.Michelotti, Dott.ssa Montereali, Dott.ssa Vincenti): Misura della luminescenza emessa da molecole organiche mediante eccitazione da radiazione emessa da sistemi di illuminazione convenzionali o laser. - Esercitazione di laboratorio 5 (presso IIT – Nanolife Sciences - Dott. S. De Panfilis ed in collaborazione con Dipartimento di Biologia Molecolare C.Darwin – Dott.ssa A. Cirigliano): Utilizzo di un microscopio a fluorescenza in wide-field e confocale per lo studio di lieviti marcati con DAPI o GFP. 3) Generalità sui plasmoni di superficie su film sottili metallici uniformi (SPP), Equazione di dispersione, Caratteristiche dei modi plasmonici, Eccitazione mediante tecniche ATR, Sistemi di analisi a SPR per applicazioni biologiche. - Esercitazione di laboratorio 6 (presso Dipartimento SBAI- Prof.Michelotti): Misura della risonanza plasmonica in regime ATR; Spostamento della risonanza plasmonica indotta da esposizione a liquidi con costante dielettrica variabile (sensing); Sensori a cristallo fotonico.

1) Appunti e dispense distribuiti a lezione. 2) E. Hecth, Optics, Pearson Educational Limited, (Harlow), 2014. 3) J.Lakowicz, Principles of Fluorescence Spectroscopy, 3rd Edition, Springer (Berlin), 2007.