Antal högskolepoäng: 7,5. Betygskala: TH. Nivå: A (Avancerad nivå). Undervisningsspråk: Kursen ges på begäran på engelska. Valfri för: F4, F4asf. Kursansvarig: Frederik Ossler, frederik.ossler@forbrf.lth.se och Zhongshan Li, zhongshan.li@forbrf.lth.se, Fysik, kurslaboratoriet. Förutsatta förkunskaper: FAF270 Atom- och kärnfysik med tillämpningar och FAF240 Kvantfenomen och nanoteknologi. Prestationsbedömning: För att bli godkänd i kursen måste studenten erhålla godkänt resultat på skriftlig tentamen, laboration, inlämningsuppgifter. Betyget erhålls genom tentamen. Väl genomförda inlämningsuppgifter ger extra poäng på tentamen. Övrigt: Kursen ges udda år. Hemsida: http://www.forbrf.lth.se.

Syfte
Kursen syftar till att ge en både teoretiska och praktiska delar som behandlar grundläggande molekylteori och praktisk molekylspektroskopi.

Mål

Kunskap och förståelse
För godkänd kurs skall studenten

kunna beskriva hur temperatur och molekylsymmetri kan inverka på växelverkan.

kunna förklara principerna för växelverkan med rotations-, vibrations-, och elektroniska tillstånd för några av de enklare molekylerna.

kunna beskriva och jämföra fördelar och nackdelar med olika tekniker för olika våglängdsområden från mikrovågor till röntgen

Färdighet och förmåga
För godkänd kurs skall studenten

kunna beräkna olika parametrar såsom t.ex temperatur och tröghetsmoment från ett spektrum av en diatomär molekyl.

kunna bestämma symmetriegenskaperna hos diatomära och några enklare polyatomära molekyler utgående från analys av olika spektra för t.ex IR och Ramanspridning.

kunna skriva laborationsrapporter med en genomgripande analys av mätdata.

skriftligt och muntligt sammanfatta en projektliknande inlämningsuppgift. Inlämningsuppgiften kan vara av utredande karaktär på hur molekylspektroskopi kan tillämpas inom vetenskap, industri och samhälle.

kunna tillgodogöra sig den väsentliga informationen i en avancerad engelsk lärobok.

kunna lösa uppgifter som kräver utnyttjande av information från andra källor än kursmaterialet, t.ex. via Internet och databaser.

Innehåll
Introduktion, repetition av atomstruktur, grundläggande molekylorbitalteori (metod av linjärkombination av atomorbitaler, bindande och anti-bindande orbitaler, hybridisering av orbitaler, kovalenta bindningar, grundläggande molekylegenskaper som kan förklaras med dessa teorier), Born-Oppenheimer approximationen, spektralövergångar, urvalsregler, Franck-Condon principen och övergångsintensiteter, termbeteckningar. Mikrovågsspektroskopi: molekylrotation av enkla och polyatomära molekyler, tekniker för rotationsspektroskopi. Infrarödspektroskopi: Vibrationer hos enkla och polyatomära molekyler, infrarödtekniker; teori för Ramanspektroskopi. Elektronisk spektroskopi: teori och tekniker.

Laboration: Datorsimulering av enkla molekylspektra och anpassning till experimentellt upptagna mätdata.

Demonstrationer: Emissionsspektroskopi, Laser-inducerad fluorescens.

Litteratur
Banwell, C.N and McCash, E: Fundamentals of Molecular Spectroscopy, Mc-Graw-Hill, 1994, och utdelat material.