Nowoczesne techniki eksperymentalne

30 godz. wykładów (bezpośreni kontakt z nauczycielami akademickimi)
60 godz. samodzielnego studiowania i przygotowania się do egzaminu końcowego.

Po zakończeniu cyklu kształcenia student posiada:

W_01 - wiedzę o podstawach fizycznych wybranych technik eksperymentalnych przedstawianych na wykładach. (P8S_WG)

W_02 - wiedzę o zaletach i ograniczeniach technik dyskutowanych podczas wykładów. (P8S_WG)

W_03 - wiedzę i zrozumienie metodologii stosowanej w badaniach doświadczalnych z zakresu nauk fizycznych i biomedycznych. (P8S_WG)

W_04 - wiedzę teoretyczną o wybranych zjawiskach fizycznych badanych za pomocą nowoczesnych technik eksperymentalnych dyskutowanych na wykładach. (P8S_WG)

W_05 - wiedzę o akutalnych trendach rozwoju eksperymentalnych technik badawczych stosowanych w naukach ścisłych i przyrodniczych, w zakresie obejmującym techniki przedstawiane na wykładach. (P8S_WG)

W_06 - wiedzę o bazach danych literatury naukowej, bazach danych wyników badań naukowych oraz innych naukowych źródłach wiedzy z zakresu nauk ścisłych i przyrodniczych. (P8S_WG)

Kurs umożliwia zdobycie umiejętności w zakresie:

U_01 - samodzielnych studiów w obszarze zaawansowanych technik eksperymentalnych, związanych z nimi metod badawczych i zastosowań w naukach ścisłych i przyrodniczych (identyfikacja istotnych dla rozpatrywanych zagadnień problemów, formułowanie celów studiowania wybranej tematyki naukowej),

U_02 - krytycznej analizy opublikowanych danych doświadczalnych i wyników badań naukowych uzyskanych z wykorzystaniem metod eksperymentalnych dyskutowanych na wykładzie. (P8S_UW)

U_03 - poszukiwania i krytycznej analizy wiedzy zawartej w danych literaturowych lub innych naukowych materiałach źródłowych. (P8S_UW)

U_04 - dyskusji naukowej wybranych zagadnień badawczych w obszarze nowoczesnych technik eksperymentalnych stosowanych w naukach ścisłych i przyrodniczych. (P8S_UW)

Po zakończonym cyklu kształcenia student posiada:

K_01 - zrozumienie potrzeby popularyzowania nowoczesnych technik eksperymentalnych w społeczeństwie oraz wyjaśniania ich roli w obecnym i przyszłym rozwoju nowoczesnych społeczeństw. (P8S_KK)

K_02 - zrozumienie ważności i konieczności komunikacji między naukowcami o różnych specjalnościach badawczych i z różnych dyscyplin naukowych w rozwoju nowoczesnych technik eksperymentalnych. (P8S_KK)

K_03 - zrozumienie obowiązku prezentowania wyników badań naukowych i formułowania wniosków naukowych na podstawie rzetelnych dowodów eksperymentalnych oraz zrozumienie obowiązku prezentowania popartych naukowo informacji środowiskom naukowym oraz społeczeństwu. (P8S_KO)

K_04 - zrozumienie istotnego znaczenia zapewniania powtarzalności i weryfikowalności badań doświadczalnych przez niezależnych badaczy z wykorzystaniem niezależnych układów eksperymentalnych. (P8S_KO)

K_05 - zrozumienie różnic między wyciąganiem wniosków naukowych popartych wynikami badań, stawianiem hipotez na podstawie istniejącej wiedzy naukowej, spekulacjami ekspertów naukowych, popularnymi opiniami publikowanymi w mediach publicznych. (P8S_KO)

- pokaz

- pogadanka
- wykład informacyjny (konwencjonalny)
- wykład problemowy

Cykl wykładów prezentujących nowoczesne techniki eksperymentalne i niezbędne elementy teorii badanych zjawisk fizycznych.

Pułapki jonowe i ich zastosowania.

dr hab. Łukasz Kłosowski, prof.UMK

Przedstawione będą następujące zagadnienia:
- podstawowe informacje o technikach pułapkowania jonów: zasady działania pułapek jonowych różnych typów, chłodzenie i detekcja pułapkowanych jonów;
- zjawiska obserwowane za pomocą pułapek jonowych, np. krystalizacja Coulomba, efekty rezonansowe itp.;
- przegląd najważniejszych zastosowań i eksperymentów wykorzystuących pułapkowanie jonów o naturze zarówno klasycznej jak i kwantowej.

Pojedynczy foton - generacja, kontrola i detekcja.

dr hab. Piotr Kolenderski, prof. UMK

Wykład poświęcony jest metodom generacji, kontroli i detekcji pojedynczych fotonów. Podstwowym, wykorzystywanym do tego procesem fizycznym jest spontaniczna parametryczna fluorescencja, ang. spontaneous parametric down-conversion. Zostaną przedstawione podstawy fotonicznej implementacji tomografii kwantowej.

Spektroskopia strat we wnęce: cavity ring-down spectroscopy, cavity enhanced spectroscopy.

prof. dr hab. Daniel Lisak

Na wykładzie zostaną przedstawione podstawy spektroskopii absorpcyjnej, włączając spektroskopię laserową, w szczególności spektroskopię strat we wnęce: ang. cavity ring-down spectroscopy oraz cavity enhanced spectroscopy. Zostanie przedstawiona podstawowa teoria wnęk optycznych, dopasowania modów oraz synchronizacji fazy/częstości promieniowania laserowago z modami TEM wnęki. Zostanie omówionych kilka technik realizacji spektroskopii strat we wnęce wraz z zastosowaniami do wysokorozdzielczego badania próbek w fazie gazowej. Zostaną przedyskutowane zalety poszczególnych metod spektroskopowych w wybranych zastosowaniach.

Oddziaływania elektronów i pozytonów z materią: eksperymenty rozproszeniowe oraz spektroskopia anihilacji pozytonów.

dr hab. Kamil Fedus, prof. UMK

Wykład będzie się skupiał na doświadczeniach wykorzystujących elektrony i pozytony jako "sondy" do badania właściwości materii. Zostaną zaprezentowane wybrane techniki eksperymentalne pomiaru przekrojów czynnych różnych procesów rozproszenia w zderzeniach cząstek naładowanych (elektronów i pozytonów) z pojedynczymi atomami i molekułami. Zostanie przedstawiona spektroskopia czasu życia anihilacji pozytonów jako ważne narzędzie do badania defektów w materii skondensowanej.

Tomografia optyczna OCT, technika i zastosowania.

dr hab. Iwona Gorczynska, prof.UMK

Zostaną wyjaśnione podstawy tomografii optycznej OCT, ang. Optical Coherence Tomography oraz przypomniane zjawiska leżące u podstaw tej techniki oprazownia, włączając: spójność światła, interferencję, interferometryczną detekcję fazoczułą. Zostaną przedstawione przykłady zastosowań tomografii OCT do obrazowania strukturalnego tkanek biologicznych, angiografia OCT, dopplerowska OCT oraz optoretinografia z wykorzystaniem techniki OCT.

Literatura jest podawana przez wykładowców w materiałach do kursu zamieszczonych na platformie Moodle.

Ocena zdobytej wiedzy (efekty uczenia się W_01 - W_05 ) na podstawie testu przeprowadzanego po zakończeniu kursu.

KRYTERIA OCENIANIA

[92; 100]% - bdb
[84; 92)% - db+
[76; 84)% - db
[68; 76)% - dst+
[60; 68)% - dst
[0; 60)% - ndst