Faglig innhold

Oppbygning, virkemåte og anvendelse av mikroskopene. Lysmikroskopi: Kontrast, oppløsning, belysningsmåter, polarisert lys, interferensmikroskopi, interferenssjikt, fluorescens, billedbehandling. Scanning elektronmikroskopi: Elektronoptikk, vekselvirkning elektronstråle-prøve (sekundærelektroner, tilbakespredte elektroner, røntgen), mikroanalyse, billeddannelse (detektorer, kontrastmekanismer), diffraksjon, fraktografi, lav-vakuum, SEM, feltmisjon SEM. Transmisjon elektronmikroskopi: Diffraksjon, lysfelt- og mørkfeltteknikker.

Læringsutbytte

Emnet skal gi studentene teoretisk og praktisk opplæring i lysmikroskopi (LM), scanning elektronmikroskopi (SEM) og transmisjon elektronmikroskopi (TEM). Når det gjelder LM og SEM, skal studentene oppnå en grunnleggende og dyp forståelse av teoriene som ligger til grunn for mikroskopene, hvordan de er konstruert og hvordan de brukes. Når det gjelder TEM, gir kurset kun en enkel teoretisk innføring basert på Braggs lov og en enkel innføring i konstruksjon og bruk. Kurset omhandler bare i begrenset grad preparering av prøver. Emnet skal gi studentene de nødvendige ferdigheter for å kunne gjennomføre de mest vanlige mikroskopiske undersøkelser, i første omgang knyttet til deres prosjekt- og hovedoppgaver. Samtidig tjener kurset som et opptaksgrunnlag for PhD-emnet Elektronmikroskopi.
Innen lysmikroskopi skal studentene kunne gjøre rede for teoriene for billeddannelse, kontrast, oppløsning, polarisert lys anvendt på metaller, interferensmikroskopi, interferenssjikt og fluorescens, og de skal kunne forklare virkemåten til og beherske bruken av det mest vanlige mikroskoptilbehøret som blendere, filtre, prismer, stoppere og objektiver. Studentene skal i tillegg kunne utføre beregninger av oppløsningsevne og av nivåforskjeller i prøveoverflaten ( interferensmikroskopi). Studentene skal også beherske ulike metoder for å måle korn- og partikkelstørrelse direkte i mikroskopet.
Innen SEM skal studentene kunne gjøre rede for teorier for elektronoptikk, vekselvirkning mellom elektronstråle og prøve (sekundærelektroner, tilbakespredte elektroner, røntgen), mikroanalyse (EDS og WDS), billeddannelse (detektorer, kontrastmekanismer), diffraksjon (EBSD), fraktografi og ulike typer SEM. Studentene skal videre kunne gjøre beregninger av oppløsningsevne, dybdeskarphet, atomnummerkontrast og elementnummer (Moseleys lov). De skal også kunne operere mikroskopet og kunne utføre alle nødvendige innstillinger for å oppnå optimale forhold under avbildning, diffraksjonsopptak og kjemisk analyse, dvs. justering av aksellerasjonsspenning, strålestrøm, arbeidsavstand, astigmatisme og objektivblender.
Innen TEM skal studentene kunne gjøre rede for de vanligste avbildningsteknikkene lysfelt, mørkfelt, gitteravbildning og diffraksjon. Ut fra Braggs lov skal de kunne forklare hvordan diffraksjonsmønstre oppstår i mikroskopet og hvordan man oppnår diffraksjonskontrast i lys- og mørkfeltbilder. Videre skal de kunne beherske enkel bruk av mikroskopet som diffraksjon, lysfelt og mørkfelt. Av justeringer forventes det at de skal kunne stille prøvehøyde og kondensorblender. Fra diffraksjonsbilder skal studentene skal kunne beregne planavstander til faser som befinner seg i prøven.
Gjennom laboratorieøvelser og rapportskriving forventes studentene å utvikle sine evner til samarbeid og til skriftlig formidling av forskningsresultater.

Læringsformer og aktiviteter

Forelesninger. Obligatoriske laboratorieøvinger og regneoppgaver. Undervisningen veksler mellom uker med bare F og uker med bare Ø. I ukene med forelesning foreleses det også i øvingstimene. Dette gjelder for eksempel de første kursukene. Undervisningen gis på norsk eller engelsk etter behov. Ved utsatt eksamen (kontinuasjonseksamen) kan skriftlig eksamen bli endret til muntlig eksamen.

Obligatoriske aktiviteter

• Øvinger

Anbefalte forkunnskaper

Ingen.

Kursmateriell

J. K. Solberg og V. Hansen: Innføring i transmisjon elektronmikroskopi, kompendium. J.K. Solberg: Lysmikroskopi, kompendium. J. Hjelen: Scanning elektronmikroskopi, kompendium.

Studiepoengreduksjon