AU kursuskatalog arkiv

Femtosecond studies of atoms, molecules, liquids, and solids (Q2) (Honours) ( efterår 2010 - 5 ECTS )

Rammer for udbud

• Uddannelsessprog: engelsk
• Niveau: Honours kandidatkursus
• Semester/kvarter: 2. kvarter 
• Timer per uge: 7
• Deltagerbegrænsning: Ingen
• Undervisningssted: Århus
• Hovedområde: Det Naturvidenskabelige Fakultet
• Udbud ID: 25762

Formål

Femtosekund tidsskalaen er relevant for en lang række fundamentale processer i fysik, kemi og biologi. Tidsskalaen er nu eksperimentelt tilgængelig ved anvendelse af kortpulslasere. Kursets formål er at give de studerende en forståelse af de mange muligheder med femtosekund tidsopløste studier.

Obligatorisk program

Aktiv deltagelse ved teoretiske øvelser.

Indhold

I kurset vil der blive undervist i femtosekundlaseres basale egenskaber på et niveau, der tillader en forståelse af eksperimenter. Der fokuseres primært på anvendelser af femtosekund tidsopløste teknikker i fysik og kemi. Igennem en række eksempler, der er udvalgt til at dække en rimeligt bred vifte af metoder og felter, vil det blive vist, at tidsopløste studier er i stand til at tilvejebringe ny komplementær viden.

Læringsmål

Efter kursets afslutning forventes den studerende at kunne:

• Forklare principperne bag femtosekund pumpe-probe spektroskopi.
• Forklare og udføre beregninger af propagationen af ultrakorte pulser i dispersive medier.
• Forklare modeller for modelåsning og redegøre for forskellige modelåsningsteknikker.
• Beskrive forskellige metoder til forstærkning og bølgelængdekonvertering af femtosekund pulser samt udføre beregninger i relation til disse fænomener.
• Forklare stærkfeltsfænomener og deres oprindelse med baggrund i tretrins-modellen samt forklare, hvordan disse fænomener modelleres.
• Forklare, hvordan moderat intense laserpulser kan benyttes til at kontrollere molekylers rumlige orientering samt forklare, hvordan disse fænomener modelleres.
• Forklare, hvad en attosekund puls er, og hvordan den kan frembringes.
• Beskrive ultrahurtige elektroniske og molekylære processer på metaloverflader, samt forklare deres fysiske baggrund og forskellige eksperimentelle metoder til at studere disse.
• Beskrive egenskaberne ved laserablation med ultrakorte laserpulser og forklare den fysiske baggrund for disse samt forklare, hvordan disse fænomener modelleres.
• Perspektivere ligheder og forskelle imellem forskellige ultrahurtige tidsopløste eksperimentelle metoder.

Faglige forudsætninger

Basal viden om lasere, eksempelvis svarende til kurserne laserfysik eller laserkemi.

Underviser

Peter Balling (Fysik) og Henrik Stapelfeldt (Kemi).

Undervisnings- og arbejdsform

4 (eller 3) timers forelæsninger og 3 (eller 4) timers teoretiske øvelser om ugen. Disse to elementer hænger tæt sammen, og den relative vægt afhænger af det igangværense emne. Der lægges stor vægt på studenterfremlæggelserne ved kursets afslutning.

English

Litteratur

C. Rulliere (Ed.), "Femtosecond Laser pulses: Principles and experiments, 2. ed." (Springer-Verlag 2005) og noter.

Kursushjemmeside

http://www.aula.au.dk/

Eksamensterminer

Eksamen: 2. kvarter

Reeksamen: Efter aftale med faglærer

Udbyder

Institut for Fysik og Astronomi

Tilmelding til undervisning

Tilmelding på Selvbetjeningen https://mit.au.dk/

Bedømmelse

Evalueringen er baseret på skriftlige opgaver i løbet af kurset og en mundtlig eksamen ved kursets afslutning. Den mundtlige eksamen består af to dele: (i) en 20-25 minutters mundtlig fremstilling om et emne, tildelt ved kursets afslutning, foran kursets øvrige deltagere samt (ii) en mundtlig eksamen uden forberedelse af 30 minutters varighed, hvor der stilles spørgsmål bredt indenfor de emner, der er dækket i løbet af kurset. Der gives en samlet karakter efter 7-trins skalaen. Intern censor.