Dina studier

Kursplan för Moderna avbildnings-, spektroskopi- och diffraktionsmetoder

Kursplanen innehåller ändringar
Se ändringar

Kursplan fastställd 2014-02-25 av programansvarig (eller motsvarande).

Kursöversikt

  • Engelskt namnModern imaging, spectroscopy and diffraction techniques
  • KurskodTIF030
  • Omfattning7,5 Högskolepoäng
  • ÄgareMPAPP
  • UtbildningsnivåAvancerad nivå
  • HuvudområdeTeknisk fysik
  • InstitutionFYSIK
  • BetygsskalaTH - Fem, Fyra, Tre, Underkänd

Kurstillfälle 1

  • Undervisningsspråk Engelska
  • Anmälningskod 04120
  • Blockschema
  • Sökbar för utbytesstudenterJa

Poängfördelning

0105 Tentamen 7,5 hp
Betygsskala: TH		7,5 hp
  • 01 Nov 2018 em M
  • 08 Jan 2019 fm SB
  • 30 Aug 2019 fm M

I program

Examinator

Behörighet

Information saknas

Kursspecifika förkunskaper

Grundkurser i fysik, inklusive optik och fasta tillståndets fysik, rekommenderas starkt.

Syfte

Avancerade metoder för avbildning, spektroskopi och diffraktion används inom industrin såväl som inom akademin. Många metoder baseras på strålning, t.ex. synligt ljus, röntgen eller elektronstrålar, medan andra baseras på effekter som t.ex. krafter mellan atomer. Metoderna ger viktig information om sambanden mellan struktur, dynamik och egenskaper hos mjuka och hårda material, från levande celler till specialstål.

Syftet med denna kurs är att ge en grundläggande förståelse och praktisk erfarenhet av några av de viktigaste metoderna för optisk mikroskopi, elektronmikroskopi och svepprobmikroskopi. Dessa insikter är viktiga för en karriär inom såväl industri som akademi. Kursen fungerar dessutom som en grundläggande bas för mer avancerade och specialiserade kurser inom experimentell fysik, nanovetenskap och materialvetenskap.

Lärandemål (efter fullgjord kurs ska studenten kunna)

Efter kursen skall kursdeltagarna:
Kunna förklara och diskutera viktiga användningsområden för optisk mikroskopi, svepprobmikroskopi och elektronmikroskopi.
Kunna förklara och diskutera principerna för hur en bild skapas inom optisk mikroskopi, atomkraftsmikroskopi och elektronmikroskopi, inklusive gränserna för rumslig upplösning.
Kunna förklara och beskriva grundläggande begrepp inom diffraktion och reciproka rummet, och hur dessa hänger ihop med avbildningen i ett mikroskop.
Kunna förklara och diskutera viktiga bildaberrationer inom optisk mikroskopi, atomkraftsmikroskopi och elektronmikroskopi.
Kunna förklara och diskutera viktiga spektroskopimetoder och motsvarande kontrastmekanismer inom optisk mikroskopi och elektronmikroskopi.
Kunna föreslå lämpliga avbildningsmetoder för specifika problemställningar inom experimentell fysik, nanovetenskap, biofysik, materialvetenskap och andra intresseområden.
Kunna tillgodogöra sig avancerad literatur inom optisk mikroskopi, atomkraftsmikroskopi och elektronmikroskopi.
Ha skaffat sig grundläggande praktisk erfarenhet av optisk mikroskopi och atomkraftsmikroskopi.
Ha skaffat sig grundläggande praktisk erfarenhet av svepelektronmikroskopi, inklusive avbildning med hjälp av olika typer av signaler och röntgenspektroskopi.
Ha skaffat sig grundläggande praktisk erfarenhet av transmissionselektronmikroskopi, inklusive avbildning, diffraktion, röntgenspektroskopi och elektronenergiförlustspektroskopi.
Ha skaffat sig grundläggande insikter inom några nya tekniker och frontlinjeforskning inom optisk mikroskopi, atomkraftsmikroskopi och elektronmikroskopi.

Innehåll

Laborationer i

1) optisk mikroskopi,

2) atomkraftsmikroskopi (AFM),

3) svepelektronmikroskopi (SEM),

4) transmissionselektronmikroskopi (TEM).


Ungefärligt innehåll i de 14 olika föreläsningarna

1) Introduktion, historik, översikt
2) Grundläggande beskrivning av hur ett optiskt mikroskop är konstruerat och hur en bild skapas
3) Kontrastmekanismer i optisk mikroskopi, inklusive absorbtion, ljusspridning, ljusbrytning, reflektans, fluorescens
4) Beskrivning av några viktiga fluoresensmikroskopitekniker, såsom konfokalmikroskopi, FRET (fluorescence resonance energy transfer), FLIM (fluorescence life-time imaging) och FCS (fluorescence correlation spectroscopy).
5) Beskrivning av några nya och/eller mer specialiserade tekniker, såsom SNOM (scanning near-field optical microscopy), STED (stimulated emission depletion) mikroskopi, laser pincetter, Raman mikroskopi,
6) Fortsatt diskussion om optisk mikroskopi.
7) Hur skapas bilden i ett sveptunnelmikroskop (STM)?
8) Hur skapas bilden i ett atomkraftsmikroskop (AFM)?
9) Avbildningspriniper, kontrastmekanismer och nya tekniker inom svepelektronmikroskopi (SEM)
10) Röntgenspektroskopi i ett SEM
11) Avbildningsprinciper och nya tekniker inom transmissionselektronmikroskopi (TEM)
12) Avbildningspriniper, kontrastmekanismer och nya tekniker inom svep TEM (STEM)
13) Principer för elektrondiffraktion i TEM
14) Röntgen och elektronenergiförlustspektroskopi (EELS) i TEM

Organisation

Kursen består av föreläsningar och praktiska övningar med olika typer av mikroskop i form av fyra obligatoriska laborationer. Efter varje föreläsning ges en frivillig hemuppgift. Om man lämnar in hemuppgifterna med rimligt rätta svar före respektive deadline får man bonuspoäng till tentan.

Litteratur

Vetenskapliga artiklar, utskrifter av PowerPoint presentationer, laborationsmanualer, webresurser.

Examination inklusive obligatoriska moment

Fyra obligatoriska och godkända laborationer. Skriftlig tentamen efter kursavslut.

Kursplanen innehåller ändringar

  • Ändring gjord på tentamen:
    • 2019-05-06: Plats Plats ändrat från Johanneberg till M av grunnet
      [2019-08-30 7,5 hp, 0105]
    • 2018-11-08: Plats Plats ändrat från Johanneberg till Samhällsbyggnad av TENTAMENSADM
      [2019-01-08 F, 0105]
    • 2018-09-07: Plats Plats ändrat från Johanneberg till M av TENTAMENSADM
      [2018-11-01 E, 0105]