Kursen behandlar grundläggande kunskaper om atomers och molekylers struktur samt deras växelverkan med framförallt infraröd, synlig och ultraviolett elektromagnetisk strålning. Ett antal absorbtions- och emissionsspektroskopiska metoder studeras med hänsyn till experimentella principer men också utifrån de atomära och molekylära insikter som metoderna ger. Bland de metoder som studeras finns: polariserad absorbtions-, mättnads-, fluorescens- och Raman-spektroskopi, samt optisk pumpning och tidsupplöst spektroskopi (ps- och ns-tidsskalorna). Exempel på tillämpningar är metrologi, jonfällor, atomfällor och laserkylning samt elektronisk energiöverföring.
Metrologi är den grundläggande vetenskapen om mätningar. Som exempel kan nämnas atomklockor och GPS. Att fånga och kyla laddade och neutrala partiklar är ett område inom atomfysiken med tillämpningar för t.ex. precisionsmätningar och fundamental fysik. Elektronisk energiöverföring utgör den fysikaliska mekanismen i de gröna växternas fotosyntes men mekanismen nyttjas också inom energiforskning och nanoteknologi. Som exempel kan nämnas experiment med artificiell fotosyntes, molekylära motorer (molecular devices) och supramolecular structures.
Kursens experimentella del innefattar två laborationer: CO studerad med rotationsvibrationsspektroskopi och mättnadsspektroskopi. Dessutom genomför varje student ett projektarbete som väljs bland följande områden: enfotonsräkning - strålningslivstid, enfotonräkning - quenching, WMAS, dikroismspektroskopi, optisk pumpning, laserkylning - magnetooptisk fälla, laserkylning - kylning under Dopplergränsen och Ramanspektroskopi.
Förväntade studieresultat
Efter genomgången kurs ska den studerande kunna:
redogöra för grundläggande kunskaper om atomär och molekylär struktur,
förklara grunderna för växelverkan mellan atomer/molekyler och elektromagnetisk strålning,
beskriva hur punkterna ovan manifesterar sig inom atomära och molekylära spektra,
redovisa grundprinciper för absorbtions- och fluorescensspektroskopi, exemplifierat av de tillämpningar som tas upp i kursen,
redogöra för ett antal spektroskopiska tillämpningar,
tillämpa spektroskopiska metoder i enkla mätningar.
Behörighetskrav
Univ: FYSC70 Atom- och molekylfysik, C eller motsvarande.
En A och svenska för grundläggande behörighet för högskolestudier.
Undervisningens upplägg
Undervisningen bedrivs i form av föreläsningar och räkneövningar samt handledning vid laborationer och projektarbete.
Examination
Kunskapsredovisningen sker normalt genom fyra delmoment: 1) en projektrapport redovisad som vetenskaplig publikation, 2) inlämningsuppgifter, 3) en muntlig presentation samt 4) en granskning av en projektrapport eller ett fiktivt referee-uppdrag. På de fyra delmomenten i kunskapsredovisningen sätts något av betygen Underkänd (U), Godkänd (3), Icke utan beröm godkänd (4) eller Med beröm godkänd (5).
Resultaten från de fyra delmomenten i kunskapsredovisningen vägs samman till ett betyg på hela kursen. Principerna för sammanvägningen redovisas vid kursens start. På hela kursen sätts något av betygen Underkänd (U), Godkänd (3), Icke utan beröm godkänd (4) eller Med beröm godkänd (5). För att bli godkänd på hela kursen krävs att samtliga delmoment i kunskapsredovisningen är godkända. Den som godkänts vid en redovisning får ej undergå förnyad examination för högre betyg.
En student, som utan godkänt resultat har genomgått två prov för en kurs eller en del av en kurs, har rätt att få en annan examinator utsedd, om inte särskilda skäl talar emot det (HF 6 kap. 22 §). Begäran om ny examinator ställs till prefekten för Institutionen för fysik.
Den som godkänts i prov får ej genomgå förnyat prov för att erhålla högre betyg.
Tillgodoräknande prövas individuellt.
Litteratur
Giltig från:
2011 vecka 31
Demtröder Wolfgang Molecular physics : theoretical principles and experimental methods Weinheim : Wiley-VCH : 2005 : xiv, 470 s. : ISBN: 3-527-40566-6 Se Umeå UB:s söktjänst
Foot Christopher J. Atomic physics Oxford : Oxford University Press : 2005 : xiii, 331 s. : ISBN: 0-19-850695-3 (inb.) Se Umeå UB:s söktjänst
