Domov > Študij fizike > Fizika II. stopnja > Optične metode v biofiziki

Študijski program: Fizika
Stopnja: magistrska (druga)
Študijska smer: vse smeri
Steber programa: izbirni
Letnik študija: 1.
Semester: 2.

Predavanja: 45 ur
Vaje: 30 ur
Seminar: 0 ur

Število ECTS kreditov: 8

Jezik: slovenski
Posebnosti:

Optične metode v biofiziki

Cilji in predmetno specifične kompetence

Poznavanje in razumevanje modernih optičnih metod, ki se uporabljajo v biofiziki, medicinski fiziki in tudi širše v biologiji in medicini.

Opis vsebine

Laserski snopi svetlobe in njihova manipulacija: koherentni snopi svetlobe, preslikave snopov z lečami, prehod snopa čez večkomponentne optične sisteme in optična vlakna, optični resonatorji, sklopitev resonatorjev z okolico.
Laserski sistemi: Interakcija svetlobe s snovjo, optično črpanje in ojačevanje, laserski oscilatorji, sunkovni laserji, ultakratki laserski sunki, pregled laserskih sistemov.
Optični detektorji in senzorji: fotopomnoževalka, polprevodniški detektorji svetlobe (običajni in plazovni, UV, VIS, IR), heterodinska detekcija, šum pri optični detekciji.
Interakcija svetlobe z mehko snovjo: razširjanje v svetlobe v optično nehomogeni snovi, elastično in neelastično sipanje, fluorescenca, nelinearna optika, dvofotonski pojavi.
Optična mikroskopija: klasična mikroskopija, fluorescenčna mikroskopija, 3D metode slikanje (konfokalna in dvofotonska), Ramanska mikroskopija, FRET, slikanje življenskih časov (lifetime imaging), računalniška dekonvolucija slike.
Mikroskopije s sub-uklonsko ločljivostjo: mikroskopija z uporabo totalnega odboja (TIRM), mikroskopija z uporabo stimuliranega bledenja STED, 4 Pi mikroskopija, rastrska mikroskopija z bližnjim poljem (SNOM).
Optične metode detekcije in ekscitacije: optična detekcija posameznih molekul, senzorji na osnovi evanescentnega polja, površinska plazmonska resonanca, fotoaktivirane bioaktivne probe (caged bioactive probes).

Temeljna literatura

B. E. A. Saleh and M. C. Teich: Fundamentals of Photonics, (John Wiley & Sons, 1991),
James B. Pawley ed.: Handbook of Biological Confocal Microscopy, (Plenum Press, NY, 1995, ISBN 0-306-44826-2)

Predvideni študijski dosežki

Znanje in razumevanje
Pridobljeno znanje omogoča razumevanje delovanja modernih optičnih naprav in pristopov v biologiji in medicini in predstavlja osnovo, ki omogoča njihov nadaljni razvoj oziroma prilagajanje na specifične zahteve.

Uporaba
Poznavanje in uporaba optičnih metod in naprav, ki se uporabljajo v biofiziki, biologiji in medicini.

Refleksija
Uporaba optičnih metod in naprav pri raziskavah in diagnostiki kompleksnih bioloških sistemov.

Prenosljive spretnosti - niso vezane le na en predmet
Povezovanje osnovnih fizikalnih principov in teoretičnih pojmov z modernimi eksperimentalnimi pristopi v biofotoniki.

Metode poučevanja in učenja

Predavanja, računske vaje, domače naloge in konzultacije.

Pogoji za vključitev v delo oziroma za opravljanje študijskih obveznosti

Vpis v letnik.

Metode ocenjevanja in ocenjevalna lestvica

Kolokviji ali pisni izpit, ustni izpit; oceni 1-5 (negativno), 6-10 (pozitivno;) ob upoštevanju Statuta UL in fakultetnih pravil.

Metode evalvacije kakovosti

Samoevalvacija, študentska anketa (interna in univerzitetna).

Sestavljalec učnega načrta

Doc. dr. Igor Poberaj