Projekt listan Lasern Lasern uppfanns 1960. I början var den mest av akademiskt intresse, men ganska snart fann man att den kunde användas för en mängd tillämpningar. Förklara i princip hur en laser fungerar, och välj sedan ut några typer av lasrar och förklara hur dessa praktiskt fungerar. Beskriv också vilka egenskaper laserljuset har. http://www.colorado.edu/physics/2000/index.pl Charles Townes, How the laser happend, 1999, Oxford University Press Laserspektroskopi för atmosfärstudier Laserljus används idag för att känna igen atomer och molekyler. Beskriv hur man kan använda laserljus för att mäta föroreningar t ex i atmosfären, och ge exempel på de resultat man kommit fram till. http://www.chalmers.se/rss/sv/forskning/forskargrupper/ors http://www.opsis.se/home/tabid/36/language/en-us/default.aspx http://www.atomic.physics.lu.se/research/applied-molecular-spectroscopy-andremote-sensing/ Laserkylning Ljus förknippas med värme. Men man har under senare år visat att det är möjligt att använda laserljus för att kyla atomer. Man utnyttjar därvid den sk dopplereffekten. Förklara hur detta går till, och vad kylda atomer kan användas till. (Dag) http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1997/press-sv.html http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1997/back.html Laserkylning och Bose-Einsteinkondensation, Anders Kastberg, KOSMOS 1996, s. 31. http://www.colorado.edu/physics/2000/index.pl
Bose-Einstein kondensation Materia förekommer i 3 olika faser, nämligen gas, vätska och fast form. På 20-talet förutsade fysikerna Bose och Einstein att om man kyler en gas till extremt låga temperaturer så inträder en ny fas, med helt andra egenskaper än en gas, vätska eller ett fast ämne. Förklara hur man skapar ett Bose-Einstein kondensat, vilka egenskaper det har och vilka som är de tänkbara tillämpningarna. (Dag) Laserkylning och Bose-Einsteinkondensation, Anders Kastberg, KOSMOS 1996, s. 31. Einstein fick rätt igen: Ny form av materia funnen, Dag Hanstorp. Publicerad I papperstidningen på sid 37-39, nummer 2/96. http://www.colorado.edu/physics/2000/index.pl Molekylen C60 Kol är kanske det mest mångfacetterade grundämnet som finns. Man trodde länge att rent kol bara kunde förekomma i de två formerna diamant och grafit. Man har nu upptäckt en tredje form där 60 kolatomer kan bilda formen av en fotboll. Denna molekyl har en mängd unika egenskaper. I detta arbete ska du beskriva hur man tillverkar C60, vilka egenskaper de har och vilka tänkbar tillämpningar som finns. http://www.chalmers.se/hypertext/chalmersnytt/chalmers- Nytt967/Nobelkemi.html http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1996/illpres/ Grafen Grafen är ett material som består av ett enda lager av kolatomer. De som upptäckte detta material belönades med 2010 års Nobelpris i fysik. Det är förhållandevis enkelt att tillverka och det har en rad unika egenskaper. Man ser redan idag en mängd tillämpningar för detta nya material. http://kva.se/sv/pressrum/pressmeddelanden-2010/nobelpriset-i-fysik-2010/ http://www.chalmers.se/sv/centrum/graphene/sidor/default.aspx
Atomer i stjärnspektra Genom att titta på spektra från stjärnor och jämföra dem med spektra som erhålls då atomer hettas upp i laboratorier så kan man erhålla kunskap om stjärnornas innehåll och utveckling. Genom att mäta på de atomära linjernas Dopplerförskjutning kan man även avgöra hur stjärnor rör sig i förhållande till varandra. Detta var en avgörande observation för teorin bakom big bang. I detta projekt ska du förklara hur atomära spektra använts för att få kunskap om universum. Här kan egentligen alla introduktionsböcker till astronomin och astrofysiken användas, Tex Green, S. F., Jones, M. H., 2004, An introduction to the Sun and Stars, Cambridge University Press Shu, F., 1982,The physical universe, University Science Books, Mill Valley, Calif. Kaler, J. B., 1989, Stars and their spectra, An introduction to the spectral sequence, Cambridge University Press Phillips, K. J. H., 1992, Guide to the sun, Cambridge University Press Lasern inom medicinen Laserljus kan användas både för diagnos och behandling inom medicinen. Man utnyttjar därvid att olika molekyler kan absorbera ljus av olika våglängd. Detta kan användas till exempel till att känna igen cancerceller. I detta projekt ska du beskriva hur laserljus kan användas inom medicinen. http://www.fda.gov/medicaldevices/productsandmedicalprocedures/surgeryandli fesupport/lasik/ucm133329.htm http://www.cancer.gov/cancertopics/factsheet/therapy/photodynamic http://skin.org.gu.se/research
Atomklockan De allra mest exakt klockorna som kan tillverkas kallas atomur. Man utnyttjar då att en atom kan ta upp en radiosignal. Frekvensen hos radiosignalen måste med mycket stor noggrannhet stämma överens med en övergång i atomen. Dessa extremt noggranna ur placeras i satteliter och används vid GPS navigering. Beskriv hur ett atomur fungerar och förklara hur dessa används vid GPS navigering. http://www.sp.se/sv/index/information/history/modern_time/sidor/default.aspx http://www.nist.gov/pml/div688/grp50/primary-frequency-standards.cfm http://tf.nist.gov/timefreq/general/pdf/1011.pdf http://nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1989/illpres/ramsey.html Negativa joner Negativa joner är atomer till vilka en extra elektron bundits. Dessa får en rad unika egenskaper som kan användas för att förstå atomära processer. I detta projekt ska du beskriva hur man tillverkar negativa joner, vad man kan lära sig av att studera dem och vad det finns för tillämpningar. http://www.physics.gu.se/forskning/atomic_and_molecular/experimentellatomfysik/ Femtosekundspektroskopi Idag går det att producera laserpulser som är endast några femtosekunder långa. Pulserna motsvarar då endast ett par svängningar av det elektromagnetiska fältet. I detta projekt ska du förklara hur dessa pulser kan skapas, och vad de kan användas till. http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1999/illpres/ 14C mätningar med hjälp av Acceleratorbaserad MassSpektrometri Med 14C metoden kan man datera biologiskt material. Den mest känsliga metoden för att bestämma 14C-halten i ett prov är Acceleratorbaserad Mass Spektrometri. Beskriv hur denna metod fungerar och ge exempel på de experimentella resultat som erhållits. http://www.geol.lu.se/c14/ http://isotopenforschung.univie.ac.at/en/research/ http://en.wikipedia.org/wiki/carbon-14
Norrsken De flesta känner till begreppet norrsken. Förklara under vilka betingelser som ett norrsken uppkommer, och använd din kunskap i atom och molekylfysik för att förklara hur ljuset i norrskenet alstras. Litteratur http://www.irf.se/popular// http://www.fof.se/tidning/2008/2/den-svara-konsten-att-fotografera-norrsken-franrymden Mikrovågsugn En mikrovågsugn används primärt för att värma livsmedel som innehåller vatten. Den fungerar genom att ett högfrekvent elektromagnetisk fält alstras i ugnen med hjälp av en magnetron. Förklara hur en mikrovågsugn fungerar sam varför kan man inte värma upp metalliska objekt i mikrougnen. http://www.colorado.edu/physics/2000/microwaves/index.html
Supraledning När vissa material kyls under en viss kritisk temperatur får materialet plötsligt helt nya egenskaper. En av de nya egenskaperna visar sig vara, att ström kan flyta i materialet utan något som helst elektriskt motstånd. En annan viktig egenskap är att magnetfält inte kan tränga igenom en supraledare, den så kallade Meissnereffekten. Förklara fysikaliska principer bakom supraledningsfenomen och redogör några tillämpningar av supraledande material. http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/solids/scond.html http://teachers.web.cern.ch/teachers/archiv/hst2001/accelerators/superconductivit y/superconductivity.htm Bilkatalysatorn Bensindrivna bilar har sedan slutet av 1980-talet utrustats med trestegs katalytisk rening, som drastiskt minskar utsläppen av kväveoxider (NOx), flyktiga kolväten (HC) och kolmonoxid (CO). Katalysatorn brukar betecknas som den tekniska utveckling på våra bilar som betytt mest för att minska avgasutsläppen. Förklara vad som händer på molekylärnivå i en bilsavgaskatalysatorn. http://en.wikipedia.org/wiki/catalytic_converter AFM Atomkraftmikroskopet är ett av de mest känsliga instrument som uppfunnits, där man idag kan observera enskilda atomer på en yta. Beskriv hur detta instrument fungerar, och något om den forskning där det idag används. (Igor) http://www.chemistry.uoguelph.ca/educmat/chm729/afm/firstpag.htm Lysröret Förklara i detalj hur ett lysrör fungerar. I rapporten/presentationen ska du ta upp varianter på lysrör, så som lågenergilampor och solarielampor. http://en.wikipedia.org/wiki/fluorescent_lamp http://en.wikipedia.org/wiki/fluorescent_lamp Lysdioden (OLED) Lysdioder används idag i en mängd applikationerna så som ljusindikatorer, i TVskärmar och i trafikjus. De går även att erhålla laserverkan i en lysdiod, vilket då kallas en laserdiod. Förklara hur en lysdiod fungerar, och presentera några olika tillämpningar.
http://www.ecse.rpi.edu/~schubert/light-emitting-diodes-dot-org/ http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/2014/advanced-physicsprize2014.pdf