Behörighetskrav

120 hp med Elektromagnetism II, Vågor och optik, Kvantfysik och Mekanik III (speciell relativitetsteori) eller motsvarande. En kurs i elektromagnetisk fältteori rekommenderas. Engelska 6. (Med en svensk kandidatexamen uppfylls kravet på engelska.)

Mål

Efter godkänd kurs skall studenten kunna

• göra uppskattningar och enklare beräkningar av röntgenstrålningens egenskaper från insättningselement för synkrotronljusexperiment.
• redogöra för olika experimentella tekniker och mätmetoder för elektronstruktur och kristallografi.

Innehåll

Kursen skall förbereda för praktiskt användande av, samt ge teoretiska baskunskaper om, moderna synkrotronljuskällor och frielektronlasrar som utsänder elektromagnetisk strålning från elektroner med en hastighet nära ljusets. Strålningens egenskaper såsom vinkelfördelning, energifördelning, briljans, polarisation, tidsstruktur och koherens från så kallade insättningselement i lagringsringar; undulatorer och wigglare och dess grundläggande egenskaper gås igenom. Optiska konstanter i absorption, reflektion och transmission uppskattas och beräknas i samband med röntgenoptiska komponenter (gitter och speglar) i monokromatorer och strålrör. Den grundläggande fysiken i nästa generations frielektronlasrar behandlas i samband med olika tillämpningar av femto-sekund korta röntgenpulser. Experimentella metoder för att detektera fotoner och elektroner som respons på röntgenbestrålningen diskuteras inom olika verksamhetsfält.

• Strålning från accelererade elektroner vid relativistiska energier: energispektrum, effektfördelning, vinkelberoende.
• Synkrotronens uppbyggnad.
• Strålningens egenskaper: emittans och briljans, strålningseffekt, tidsstruktur, polarisation. Undulatorer och wigglare. Optik för VUV- och röntgenstrålning. Monokromatorer.
• Frielektronlasrars funktion och betydelse.
• Synkrotronstrålningstillämpningar inom fysik, kemi, biologi och material- och nanovetenskap.

Undervisning

Lektioner, laborationer och handledning till datorbaserade beräkningsuppgifter.

Laborationer: Undulatorspektrum och synkrotronljusets polarisationsegenskaper. Projektarbete eller essä. Laboration och studiebesök görs vid synkrotronstrålningslaboratoriet MAX-lab i Lund. Deltagande i studiebesök, laborationer och med dessa integrerad undervisning är obligatoriskt.

Kursen ges vid behov på engelska.

Examination

Inlämningsuppgifter under kursens gång med problem och räkneuppgifter. För godkännande fordras även godkänt laborationsmoment.

Om särskilda skäl finns får examinator göra undantag från det angivna examinationssättet och medge att en enskild student examineras på annat sätt. Särskilda skäl kan t.ex. vara besked om särskilt pedagogiskt stöd från universitetets samordnare för studenter med funktionsnedsättning.