Laserbaserade spektroskopiska tekniker, 7,5 hp

Innehåll

Kursen introducerar grunderna för lasrar och växelverkan mellan ljus och materia i gasfas och fokuserar på olika experimentella laserspektroskopiska tekniker inklusive Doppler-breddad absorptions- och fluorescensspektroskopi, modulationstekniker, kavitetsförstärkning, icke-linjär spektroskopi, spektroskopi på molekylära strålar, tidsupplöst spektroskopi, frekvenskamsspektroskopi samt laserkylning och infångning. Tillämpningar inom grundforskning, i industriella sammanhang, vid miljöövervakning och inom medicin ingår i kursen. I kursen ingår obligatoriska laborationer. Kursen omfattar en teorimodul om 6,5 hp och en laborationsmodul om 1,0 hp.

Förväntade studieresultat

För att uppfylla målen för kunskap och förståelse ska den studerande efter genomgången kurs kunna:
 

• definiera och ingående redogöra för grundläggande principer och egenskaper hos lasrar, inklusive olika typer av kontinuerliga och pulsade lasrar
• ingående redogöra för grundläggande växelverkan mellan ljus och materia i gasfas, speciellt absorption och emission
• ge fördjupad förklaring om hur spektrala linjer påverkas av kvantmekaniska processer, temperatur, tryck samt ljusintensitet inklusive effekter av Doppler-, kollisions-, livstids- och mättnadsbreddning
• beskriva principerna hos Doppler-breddad absorptions- och fluorescensspektroskopi
• ingående redogöra för tekniker som ökar känsligheten vid absorptionsspektroskopi, huvudsakligen modulationstekniker som används för brusreduktion men även externa kaviteter som används för att öka växelverkanslängden mellan ljus och gas
• redogöra för tekniker som används för icke-linjär spektroskopi, inklusive mättnadsspektroskopi
• redogöra för spektroskopiska tekniker baserade på optisk pumpning och dubbelresonanser för selektiv växelverkan med specifika energinivåer
• motivera användandet av molekylära strålar för spektroskopi
• redogöra för tekniker inom tidsupplöst spektroskopi, inklusive hur korta ljuspulser kan skapas och mätas
• redogöra för tekniker för laserkylning och infångning av atomer och molekyler
• förklara hur lasrar används för frekvensmetrologi, inklusive optiska frekvenskammar
• beskriva tillämpningar av laserspektroskopiska tekniker inom grundforskning (studier av atomär och molekylär struktur), i industriella sammanhang, vid miljöövervakning och inom medicin. 

För att uppfylla målen för färdighet och förmåga ska den studerande efter genomgången kurs kunna:
 

• kritiskt värdera och systematiskt integrera kunskap för att avgöra vilka spektroskopiska tekniker som passar för olika tillämpningar
• ur ett kritiskt perspektiv bestämma vilken spektroskopisk teknik som kan användas för att erhålla specifik information om ett studerat objekt eller prov
• självständigt utföra ett experiment genom att använda absorptionsspektroskopi. 

För att uppfylla målen för värdering och förhållningssätt ska den studerande efter genomgången kurs kunna:
 

• kritiskt resonera kring hur laserspektroskopiska tekniker kan användas för att förbättra förståelsen av klimatförändringar, reglering av utsläpp av toxiska ämnen och för beröringsfri diagnostik inom medicin
• självständigt reflektera över sin egen insats vid laborationsarbete.

Behörighetskrav

Univ: Tidigare högskolestudier om minst 90 högskolepoäng inklusive Vågfysik och optik, 6 hp, samt Kvantmekanik 1, 6 hp, eller motsvarande. Engelska och svenska för grundläggande behörighet för högskolestudier. Krav på svenska gäller endast om utbildningen ges på svenska.

Undervisningens upplägg

Undervisningen bedrivs i form av föreläsningar, integrerade med räkneövningar, samt handledning vid laborationer. Laborationerna är obligatoriska. Utöver schemalagda aktiviteter förutsätts även individuellt arbete med kursmaterialet.

Examination

Examinationen på kursens teorimodul sker individuellt i form av en skriftlig salstentamen vid kursens slut. På skriftlig salstentamen sätts något av betygen Underkänd (U), Godkänd (3), Icke utan beröm godkänd (4) eller Med beröm godkänd (5).
 
Examinationen på kursens laborationsmodul sker i grupp, med individuell bedömning, genom skriftliga rapporter och muntliga redovisningar. På skriftliga rapporter och på muntliga redovisningar sätts något av betygen Underkänd (U) eller Godkänd (G). På hela modulen sätts något av betygen Underkänd (U) eller Godkänd (G). Betyget Godkänt (G) sätts först då samtliga rapporter och redovisningar är godkända.
 
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 alla moduler är godkända. Under förutsättning att alla moduler är godkända blir betyget på hela kursen detsamma som på teorimodulen. Den som godkänts i ett prov får ej undergå förnyat prov för högre betyg.
 
Avsteg från kursplanens examinationsform kan göras för en student som har beslut om pedagogiskt stöd på grund av funktionsvariation. Individuell anpassning av examinationsformen ska övervägas utifrån studentens behov. Examinationsformen anpassas inom ramen för kursplanens förväntade studieresultat. Efter begäran av studenten ska kursansvarig lärare, i samråd med examinator, skyndsamt besluta om anpassad examinationsform. Beslutet ska sedan meddelas studenten.
 
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. För mer information, se Regler för betyg och examination på grund- och avancerad nivå, dnr: FS 1.1.2-553-14.
 
Tillgodoräknande
Student har rätt att få prövat om tidigare utbildning eller motsvarande kunskaper och färdigheter förvärvade i yrkesverksamhet kan tillgodoräknas för motsvarande utbildning vid Umeå universitet. Ansökan om tillgodoräknande skickas in till Studentcentrum/Examina. Mer information om tillgodoräknande finns på Umeå universitets studentwebb, www.student.umu.se, och i högskoleförordningen (6 kap). Ett avslag på ansökan om tillgodoräknande kan överklagas (Högskoleförordningen 12 kap) till Överklagandenämnden för högskolan. Detta gäller såväl om hela som delar av ansökan om tillgodoräknande avslås.

Övriga föreskrifter

Kursen ersätter den tidigare kursen Laserbaserade spektroskopiska tekniker 7,5 hp (5FY131) och kan inte tas med i examen tillsammans med denna. I det fall att kursplan upphör att gälla eller genomgår större förändringar, garanteras studenter minst tre provtillfällen (inklusive ordinarie provtillfälle) enligt föreskrifterna i den kursplan som studenten ursprungligen varit kursregistrerad på under en tid av maximalt två år från det att tidigare kursplan upphört att gälla eller kursen slutat erbjudas.