218003 Spectroscopy for practical laser-based diagnostics (S) (SoSe 2014)

Die Veranstaltung wendet sich an Masterstudierende der Chemie und Mitglieder der Graduate School of Chemistry and Biochemistry. Sie wird in englischer Sprache gehalten.
Voraussetzungen: Bachelor-Abschluss mit Schwerpunkt Chemie oder Physik. Der vorherige Besuch der Vorlesung "Prinzipien der Spektroskopie" wird empfohlen, ist aber nicht essentiell.
Masterstudierende werden einen kurzen Abschlusstest bei Dr. Jeffries durchführen und erhalten im Rahmen der Individuellen Ergänzung für die erfolgreiche Teilnahme 2 Leistungspunkte.

Laserdiagnostische Verfahren haben einen festen Platz als robuste, flexible und genaue Methoden zur Untersuchung vielfältiger Prozesse in den Natur- und Ingenieurswissenschaften. Ihre speziellen Eigenschaften – berührungslos, zerstörungsfrei und schnell – machen sie besonders geeignet zur Untersuchung praktischer Prozesse und von Phänomenen abseits vom Laboralltag.
In dieser Vorlesung sollen zunächst die notwendigen spektroskopischen Grundlagen (Quantenmechanik, prinzipieller Aufbau und Spektren zweiatomiger Moleküle, Veränderungen beim Übergang zu polyatomaren Molekülen) behandelt und ihre Relevanz für die laserbasierte Diagnostik herausgestellt werden. Daran schließt sich ein Abschnitt über die Quantifizierung von Messsignalen an (Linienformen, Quanteneffizienz, Rolle von Energietransferprozessen). An praxisorientierten Beispielen soll erläutert werden, welche Methoden nutzbringend für die Analytik eingesetzt werden können. Dabei werden unter anderem moderne Absorptionsverfahren, Laserinduzierte Fluoreszenz und nichtlineare Techniken diskutiert.
Ziel dieser Veranstaltung ist es, den Teilnehmern die Grundlagen für einen erfolgreichen anwendungsnahen Einsatz laserbasierter Messtechniken zu vermitteln, Beschränkungen von Geräten zu erkennen und ggf. auch zu kompensieren.
Darüber hinaus wird in der Veranstaltung und in Diskussionen mit dem Dozenten die Möglichkeit gegeben, einen Einblick in das US-amerikanische Bildungssystem zu gewinnen, Unterschiede zum Studienverlauf in Deutschland zu erkennen und über Möglichkeiten für Post-Doctorat und andere Forschungs- und Studienmöglichkeiten in den USA zu diskutieren.

Veranstaltungsübersicht:

12.05.2014, 16-18h:
Introduction to the American education system: What is different in master/doctoral phase?
Course organization and overview.

14.05.2014, 14-16h:
Role of quantum mechanics.
Diatomic molecular spectra.

15.05.2014, 9-10.30h:
Polyatomic molecular spectra.
Quantitative emission/absorption.

15.05.2014, 16-18h:
Spectral lineshapes.
Electronic spectra of diatomics.

16.05.2014, 10-12h:
Case studies of molecular spectra.
Laser-Induced Fluorescence.

16.05.2014, 14-16h:
Applications of optical diagnostics.
Non-linear optical processes.

19.05.2014, 16-18h:
Course review and evaluation.
Feedback on potential US research stays/postdoctoral work plans.

21.05.2014, 14-16h:
Short exams.