Kurs i experimentell kvantfysik
Fysikum, Stockholms Universitet

Revision
Revisionen av andra kurslabben kommer att äga rum på 13 och 14 januari 2016 i sal FP41 (samma som introduktionsföreläsningen. Programmet av revisionen kan laddas ner som .pdf och .doc fil genom att klicka på länkarna.

Jourtjänster
En lista av jourtjänsterna av assistentarna 17:00 - 21:00 varje arbetsdag från 15 till 22 december och 7 och 8 januari finns att ladda ner här.

Allmänt
Det finns 2 olika typ av laborationer: Kurslaborationer och projekt laborationer. Studenterna väljer var och en två kurslaborationer och en projektlaboration. En prioritetslista av studenter som välja sina experiment, som först, annan etc. kommer att lottas ut vid föreläsningen. Laborationerna utförs individuellt. Efter laborationerna krävs muntliga och/eller skriftliga redovisningar, som också görs individuellt.

Kurslaboration
Varje student väljer och utför två av nedanstående fyra laborationer, som är listade i tabellen nedan tillsammans med deras platser. Laborationsinstruktioner erhålls genom att klicka på respektive laborationsnamn i tabellen nedan.


Laboration Platser Assistent Lokal Presentation
Gammaspektrum 4 Dirk Wölbing
A3:1014, tel: 8681
012:020 i hus 1 (mittemot busshållpatsen), bottenvåning till höger Gammaspektrum
Elektronstötförsök 4 Abulaiti Yiming
A4:1031, tel: 8672
G2:0010,11,12 i huvudbyggnaden, våning 2, ingång från centrala trapphuset (våg-labbar) Franck-Hertz
Neutrontvärsnitt 6 Olof Lundberg
A4:1011, tel: 8677
012:023 i hus 1 (mittemot busshållpatsen), bottenvåning till höger Neutrons
Särpartiklar 6 Eduardo Valdés Santurio
A3:3001, tel: 8699
Datorsal i hus 16 (nära busshållplatsen, Roslagstullsbacken 35) Särpartiklar

Förberedelser
Förbered laborationerna genom att gå igenom instruktionen och litteraturhänvisningarna senast dagen innan och besvara de förberedande frågorna genom att skriva svaren i labjournalen. Assistenterna är instruerade att kontrollera svaren på de förberedande frågorna innan laborationsarbetet inleds och att inte låta någon börja det experimentella arbetet utan tillräckliga förberedelser.

Laborationstider
Tyvärr råder det lite tidsbrist på laborationer. Det är därför absolut oumbärligt att studenterna infinnar sig punktligt till starttiden av laborationerna.

Introduktion
Assistenterna gör en kort introduktion till laborationer om den praktiska delen av laborationen vid början av laborationstiden i de motsvarande laborationslokalerna (se tabellen ovanför). Också på grund av detta är närvaro av studenterna vid början av laborationstiden (se schema) absolut nödvändigt.

Labbjournalen
Alla studenter måste ha en labjournal. Finns att köpa på studentexpeditionen. Glöm inte att föra labjournalen. Skriv in allt efterhand som det sker eller du får ingivelser som senare kan visa sig vara av betydelse. Tillsynes obetydliga observationer kan visa sig vara av största vikt för att i efterhand förstå ett händelseförlopp, spåra en felkälla eller liknande. Omproblem uppstår, underlätter en bra labbjournal också att hitta en lösning. Alla mätvärden skall också redovisas i journalen.

Analys av mätdata
Datorsalen 162:010 är bokad de flesta dagar under kursen för att du ska ha tillgång till dator för analys och skrivarbete. Salen finns i hus Roslagstullsbacken 35. Från busstationen "Ruddammen" når Du den genom att följa vägen 50 m mot bussens färdriktning. Huset ligger sedan til vänster. Gå in till huset genom huvudingången och sedan tå koridoren till vänster. Efter passering av en annan dörr var Du behöver nyckelkort gar rakt fram tills Du når datorsalen. I vissa fall finns det program som är speciella för just din laboration som kan användas också i analysarbetet. I vissa fall kan dessa köras endast på den dator som tillhör labuppställningen. För analys av mätdata krävs ofta någon form av databehandling som underlättas med hjälp av dator. Octave är ett program som möjliggör hantering av data och analys med hjälp av egen programmering.

Redovisning av den första kurslaborationen
Den första av kurslaborationerna redovisas muntligt inför assistenter, andra lärare och studenter på kursen. Alla redovisningar sker under en heldag. I 2015 är det tisdag 8 december i rummet FP41. Tidsplanen för redovisningen finns att ladda ner här som .pdf fil. Beräkna att du har högst 15 minuter på dig för din redovisning. Därefter finns det ca 5 minuter för frågor och kommentarer från assistenter och studenter. Förutom feedback vid redovisningstillfället kommer du, vid behov, få en skriven rapport med kommentarer från ssistenterna. Redovisningen kan disponeras ungefär med samma upplägg som en skriven rapport (se nedan), dvs den bör innehålla frågeställning, metod, apparatur, experiment, analys, resultat och sammanfattning. Var noga med att redovisa det som efterfrågas i laborationsinstruktionen. Datorprojektor, OH-apparat, skrivtavla finns till ditt förfogande. Kontrollera före redovisningen att tekniken fungerar, att din dator kopplar till datakanonen, att dina bilder ser ut som du tänkt dig på projektionsduken (kolla upplösningen), att all text och figurer är tydliga från alla platser i lokalen.

Obs! Det är också obligatoriskt att närvara vid tre andra muntliga redovisningar, en för varje laboration som du själv inte redovisat muntligt

Redovisning av den andra kurslaborationen
Den andra av kurslaborationen redovisas skriftligt för assistenten. Sista datum för inlämning finns angivet i kursschemat, och är Måndag 14 december 2015 12:00. Tänk på att du skriver redogörelser och rapporter (inte bara här utan också senare i livet) för att någon som har studerad ämnen annan skall förstå vad du gjort och vilka resultat du erhållit. För att läsaren skall kunna bilda sig en uppfattning om resultatets trovärdighet måste redovisningen vara begriplig. Är den dessutom klar och lättläst ökar sannolikheten för att den blir till nytta. Figurer och diagram är ofta till stor hjälp. Volym är inget egenvärde, tvärtom hindrar den läsbarheten. Utelämna det som inte behövs och använd ett klart och koncist språk utan talspråkskonstruktioner. Undvik också labbjargong och oförklarade akronymer. Använd litteratur bör redovisas.

Följande punkter kan vara bra att tänka på för dispositionen av din rapport:

  1. Dessa avsnitt/kapitel bör finnas med:
    1. Sammanfattning (ett s.k. Abstract)
    2. Inledning (introducera problemställningen)
    3. Experimentuppställning (beskrivning av experimentell metod, instrument, kalibering)
    4. Utförande (beskrivning av hur experimentet utfördes, speciella mätningar, mätserier, mm)
    5. Analys (beskriv hur mätdata analyserats)
    6. Resultat
    7. Kommentar/Slutsats (sammanfattande kommentar om experiment och resultat)
  2. Experimentet och apparaturen skall beskrivas så utförligt att t. ex. en kurskamrat som ännu inte gjort laborationen skulle förstå den.
  3. Figurer skall vara försedda med figurtext. Axlar i diagram skall vara utmärkta med storhet (t ex energi), enhet (t ex eV) och mätetal i format E/eV till exempel. Om endast en relativ mätning har utförts skall storheten ändå anges (på engelska "Arbitrary units"). I figurtexten kan man sedan berätta att endast en relativ mätning gjorts.
  4. Tabeller skall vara försedda med tabellhuvud.
  5. Feluppskattning skall göras och metoden redovisas (se vid behov din lärobok i felanalys!).
  6. Redogörelsen avslutas med några sammanfattande slutsatser (Conclusions).
  7. Mätvärden, vissa beräkningar och i undantagsfall programlistor kan inkluderas i Appendix.

Använd gärna datorns program för stavningskontroll (eller en ordbok) och rensa ut grammatiska felaktigheter. Handskrivna redovisningar eller delvis handskrivna (t.ex vad gäller diagram och tabeller) accepteras naturligtvis också om handstilen är lättläst. överarbeta inte redogörelsens estetiska utseende, tiden behövs för laborerande och analys. Och ingen bättre betyg ges för kalligrafi, ovanliga teckensnittar, etc.

För mer detaljer angående rapportskrivning, feluppskattningar m.m. se t.ex. föreläsningasanteckningar från kursen "Experimentella metoder"(fysiklinjen termin 2).

Projektlaboration
Kursens resterande tid ägnas åt projektlaborationen. Under handledning av en ansvarig lärare och assistent kommer du planera, utföra, analysera och rapportera ett experiment. Varje student väljer en projektlaboration av de som är listade i nedanstående tabellen. Prioritetslistan av studenterna för att välja kursen är den omvända somm vid kurslaborationen (den som får välja kurslaborationen först, kommer att få välja projektlaborationen sist o.s.v.). Det är viktigt att Ni läser igenom instruktionerna för labbarna före föreläsningen för att göra ett medvetet och informerat val. Antalet av studenter per labb är begränsade, så det är viktigt att tänka på flera alternativer. De följande projektlaborationer erbjudas:


Laboration Antal
platser
(=studenter)
Ansvarig lärare Assistent Lokal Presentation
Comptonspridning 2 Wolf Geppert
C4:3055
tel: 8649
Pantea Fathi
C4:3050
tel: 8681
012:020 i hus 1 (mittemot busshållpatsen), bottenvåning till höger Compton
Zeemaneffekt 2-3 Fredrik Hellberg
C5:3019
tel: 8133
Ashraf Mohamed El Hassan
C5:3001
tel: 8704
G2:0013,14 i huvudbyggnaden, våning 2, ingång från centrala trapphuset (våg-labbar) Zeeman
Spektroskopi 3 Guillermo Andler
B340
Muhammad Umair
C4:3009
tel: 8432
013:012 (hus 1) och FB43-44 (demosal, huvudbyggnad) Spektroskopi
Heisenbergs osäkerhetsrelation 1-2 Jörgen Sjölin
A4:3011
tel: 8675
Dirk Wölbing
A3:1014
tel: 8681
E2:3005 i huvudbyggnaden, våning 2, korridoringång C23 Heisenberg
Bandgap 3 Ian Davidson
A3:1009
tel: 8703
Andrey Boris
A2:1063
tel: 8607
G2:0006,7,8 i huvudbyggnaden, våning 2, ingång från centrala trapphuset (våg-labbar) Band Gap
Bells olikhet 1 Mohamed Bourennane
A3:1031
tel: 8736
Massimiliano Smania
C5:3001
tel: 8311
G2:0015 i huvudbyggnaden, våning 2, ingång från centrala trapphuset (våg-labbar) Stern+Bell
Stern-Gerlach-Experiment 1 Mohamed Bourennane
A3:1031
tel: 8736
Massimiliano Smania
C5:3001
tel: 8311
G2:0015 i huvudbyggnaden, våning 2, ingång från centrala trapphuset (våg-labbar) Stern+Bell

Förberedelser
Förebered den första diskussionen med lärare och assistent genom att noggrant gå igenom det i förväg utdelade materialet, fundera över frågeställningar och tänkbara experimentella metoder.

Genomförandet
Du börjar med att träffa lärare och assistent för att planera experimentet vad gäller metod, den utrustning som kan användas, tidsschema mm. Därefter påbörjas det experimentella arbetet. Assistent och lärare kommer att finnas tillgängliga under kursen. Du kommer att kunna vara i laboratoriet vissa tider utanför arbetstid. Då kommer de alltid finnas en kontaktperson tillgänglig i AlbaNova. En lista av kontaktpersoner finns här. Om du stannar i laboratoriet mellan kl 17 och 21 ska du anmäla detta (t.ex. via email) till kontaktpersonen. Kontaktpersonen kontrollerar alla använda laboratorier vid kvällens slut. En lista av jourtjänsterna av assistenterna 17:00 - 21:00 varje arbetsdag från 15 till 22 december och 7 och 8 januari finns att ladda ner ">här.

Det är mycket viktigt att studenterna börjar vid labbarbetet den första dagen (Måndag 14 December). Studenter som väljer Comptonspridningen måste börja på första experimentdagen, för detta försök är mycket tidskrävande.

Analys av mätdata
Datorsalen 162:010 är bokad de flesta dagar under kursen för att du ska ha tillgång till dator för analys och skrivarbete. Salen finns i hus Roslagstullsbacken 35. Från busstationen "Ruddammen" når Du den genom att följa vägen 50 m mot bussens färdriktning. Huset ligger sedan til vänster. Gå in till huset genom huvudingången och sedan tå koridoren till vänster. Efter passering av en annan dörr var Du behöver nyckelkort gar rakt fram tills Du når datorsalen. I vissa fall finns det program som är speciella för just din laboration som kan användas också i analysarbetet. I vissa fall kan dessa köras endast på den dator som tillhör labuppställningen. För analys av mätdata krävs ofta någon form av databehandling som underlättas med hjälp av dator. Octave är ett program som möjliggör hantering av data och analys med hjälp av egen programmering.

Redovisning
Experimentet rapporteras skriftligt och muntligt. Sista datum för inlämning av den prelininä/ra rapporten finns angivet i kursschemat, och är Fredag 8 januari 2016, och blir då tillgänglig för den student som kommer att opponera på din muntliga redovisning och ansvariga lärare. Den inlämnade rapporten granskas även av den ansvariga läraren. Vid den muntliga redovisningen har du 25 minuter för din presentation. Den opponent som utsetts kommer under ca 10 minuter diskutera ditt arbete med dig. Därefter kan övriga åhörare ställa frågor under ca 5 minuter. Se ovan under "Redovisning" i delen för Kurslaborationer för tänkvärda tips inför skriftlig och muntlig redovisning.
Efter din muntliga presentation kompletterar du din skrivna rapport som sedan slutligen lämnas vid kursens slut.Datum och plats för Muntliga redovisningen finns angivet i kursschemat, och är Onsdag 13 och Torsdag 14 januari 2016 i rum FP 41.

övriga obligatoriska moment
Du måste närvara vid en redovisning av vardera experiment, antigen som opponent (se nedanför, åhörare och den som redovisar.

Opposition
Varje student ska fungera som opponent vid en annan students ("respondent") muntliga redovisning. Det innebär att kritiskt granska den inlämnade skriftliga rapporten och föra en ca 10 minuter lång diskussion med respondenten om projektlaborationen direkt efter den muntliga redovisningen. Som förberedelse måste du göra två saker:

  1. Du ska besöka det experiment du opponerar på. Respondenten beskriver sitt experiment för dig. Kom överens om en tid med respondenten så fort projektlaborationen har påbörjats.
  2. Ett andra led i förberedelserna är att skriva ned 5 tänkbara frågor som i förväg, senast dagen innan de muntliga redovisningarna startar, diskuteras med ansvarig lärare för projektlaborationen. Dessa frågor bör lämnas in till ansvariga läraren senast måndag den 11 januari 2016

Oppositionen bör innehålla frågor och diskussionspunkter som klargör och reder ut eventuella oklarheter, otydligheter och felaktigheter i den skrivna rapporten (och den muntliga framställningen). Kritik skall vara konstruktiv. Ett mål med oppositionen är att respondenten erhåller synpunkter som kan förbättra den slutliga skriftliga rapporten.

Tidsgränser
För inlämning av de skriftliga rapporterna, samt för inlämning av underlag till opposition, finns tidsgränser angivna i kursschemat. Sista datum för inlämning av den slutliga rapporten finns angivet i kursschemat, och är söndag 24 januari 2016. Dessa får inte överskridas utan dispens från kursansvarig.