XLI Zjazd Fizyków Polskich, Lublin Cienkie warstwy z barwników perylenowych wytworzone techniką formowania strefowego

Transkrypt

1 Sesja plakatowa

2

3 Cienkie warstwy z barwników perylenowych wytworzone techniką formowania strefowego Adrian Adamski *, Eryk Wolarz Wydział Fizyki Technicznej, Politechnika Poznańska, ul. Nieszawska 13a, Poznań Cienkie warstwy o grubościach od kilku nanometrów do kilku mikrometrów, wytwarzane ze związków organicznych zawierających w swojej strukturze wiele sprzężonych ze sobą wiązań typu π, mogą znaleźć zastosowanie w optoelektronice. Jako przykład mogą służyć organiczne diody elektroluminescencyjne [1]. Warstwy organiczne można wytwarzać, między innymi, techniką formowania strefowego [2]. Technika ta polega na osadzaniu molekuł związków organicznych, wytrącających się z roztworu w trakcie odparowywania rozpuszczalnika, na odpowiednim podłożu. W czasie procesu roztwór dozowany jest na ruchome podłoże przez dyszę w sposób ciągły tak, że pomiędzy podłożem a dyszą tworzy się menisk (rys. 1). Dobranie odpowiednich parametrów procesu, takich jak temperatura, prędkość dozowania roztworu, szybkość podłoża, pozwala uzyskać warunki, w których proces może przebiegać stabilnie (kształt menisku jest stały w czasie procesu), a otrzymana warstwa jest jednorodna na powierzchni podłoża. Rys. 1. Schemat procesu formowania strefowego Odpowiedni układ do wytwarzania warstw techniką formowania strefowego został zaprojektowany i wykonany w Katedrze Spektroskopii Optycznej na Wydziale Fizyki Technicznej Politechniki Poznańskiej. Został on wykorzystany do wytworzenia cienkich warstw z barwników perylenowych na podłożach szklanych. Dla warstw uzyskanych w ten sposób przeprowadzono badania agregacji molekularnej, wykorzystując do tego celu metody spektroskopii optycznej (absorpcja elektronowa, fluorescencja). W rezultacie badań stwierdzono, że mole kuły pochodnych perylenu, w warstwach otrzymanych metodą formowania strefowego, wykazują tendencję do tworzenia agregatów w stanie podstawowym. [1] Mao-Kuo Wei, Chii-Wann Lin, Chih-Chung Yang, Yean-Woei Kiang, Jiun-Haw Lee, Hoang-Yan Lin, International Journal of Molecular Sciences 11 (2010) 1527 [2] Adam Tracz, Tadeusz Pakula, Jeremiasz K. Jeszka, Material Science Poland, 22 (2004) 415 Wsparcie finansowe: grant /11 DS-MK (Politechnika Poznańska). adrian.adamski@doctorate.put.poznan.pl Plakat P-1 177

4 Test sprzężenia spektroskopowego dla neutralnego tlenu i neutralnej siarki Adam Bacławski * Instytut Fizyki, Uniwersytet Opolski, ul. Oleska 48, Opole Przyjmuje się, że sprzężenie LS jest dobrym przybliżeniem dla lekkich atomów (pierwiastków lewej górnej części układu okresowego dla Z < 40) o niskich poziomach wzbudzenia. Jednak nawet dla lekkich emiterów występują odstępstwa (niekiedy znaczne) od sprzężenia LS. W widmach tych emiterów obserwuje się systematyczne trendy w wartościach względnych sił linii w multipletach. W przypadku węgla, azotu i fluoru odstępstwa od sprzężenia LS są np. większe dla przejść typu 3p 3d niż dla przejść typu 3s 3p. Odstępstwa od sprzężenia LS wzrastają również w kolejnych (cięższych) emiterach homologicznych. Zaprezentowane zostaną wyniki pomiarów względnych sił linii w multipletach dwóch homologicznych emiterów neutralnego tlenu (O I) i neutralnej siarki (S I). Źródłem wykorzystanym do wzbudzenia atomów tlenu i siarki był łuk elektryczny stabilizowany ścianą, w którym wytworzono plazmę helową z niewielką domieszką odpowiednio CO 2 i SF 6. Na podstawie zmierzonych natężeń linii widmowych emitowanych z tak wytworzonej plazmy, wyznaczono względne siły linii w 10 multipletach O I i 12 multipletach S I. Sprawdzono, czy wspomniane wcześniej trendy obserwuje się w przypadku badanych emiterów. abac@uni.opole.pl 178 Plakat P-2

5 Parametry poszerzenia starkowskiego wybranych multipletów podwójnie wzbudzonego azotu. Agnieszka Bartecka *, Wiesław Olchawa 1 Instytut Fizyki, Uniwersytet Opolski, ul. Oleska 48, Opole Wyznaczono parametry poszerzenia starkowskiego dwóch multipletów azotowych z wzbudzonym rdzeniem atomowym, o wspólnym dolnym poziomie energetycznym: ( 1 D)3s 2 D ( 1 D)3p 2 D o i ( 1 D)3s 2 D ( 1 D)3p 2 F o, pochodzących z przedziału spektralnego bliskiej podczerwieni [1]. Jako źródło wzbudzania atomów zastosowano plazmę wytwarzaną w stabilizowanym ścianą łuku elektrycznym pod ciśnieniem atmosferycznym. W tego rodzaju plazmach efekt Starka jest dominującym mechanizmem w procesie formowania linii widmowych. Zmierzono starkowskie parametry poszerzenia, przesunięcia i asymetrii linii widmowych za pomocą dopasowania do zmierzonych widm odpowiednich krzywych teoretycznych. Uzyskane w ten sposób parametry poszerzenia starkowskiego porównano z wynikami obliczeń wykonanych w ramach przybliżenia uderzeniowego dla elektronów i quasi-statycznego dla jonów, zgodnie z pracą Griema i Barangera [2]. W obliczeniach wykorzystano moce oscylatora otrzymane przez Hibberta [3] w oparciu o wielokonfiguracyjny kod CIV3. Została ponadto przeprowadzona szczegółowa analiza wpływu różnych czynników na obliczane wartości parametrów starkowskich. Sprawdzono ile wynosi udział dolnego poziomu energetycznego badanych linii w końcowych wynikach obliczeń. Zbadano wrażliwość obliczanych parametrów starkowskich na dobór wejściowych stałych struktury atomowej, takich jak: liczba poziomów energetycznych zaburzających dolny i górny poziom, odległość energetyczna tych poziomów od danego poziomu linii oraz wartość elektrycznego momentu dipolowego przejścia między danym stanem kwantowym linii i zaburzającym go stanem. [1] A. Bartecka, A. Bacławski, T. Wujec, J. Musielok, Eur. Phys. J. D, 37 (2006) 163. [2] H. R. Griem, M. Baranger, A. C. Kolb, G. Oertel, Phys. Rev. 125 (1) (1962) 177. [3] A. Hibbert, E. Biémont, M. Godefroid, N. Vaeck, Astron. Astrophys. Suppl. Ser. 88 (1991) bartecka@uni.opole.pl Plakat P-3 179

6 Laserowo-plazmowe źródło skrajnego nadfioletu (EUV) do mikro- i nanoobróbki polimerów Andrzej Bartnik, Henryk Fiedorowicz, Roman Jarocki, Jerzy Kostecki, Mirosław Szczurek, Przemysław Wachulak Instytut Optoelektroniki, Wojskowa Akademia Techniczna, ul. Kaliskiego 2, Warszawa Skrajny nadfiolet (extreme ultraviolet EUV) obejmujący zakres widmowy od 5nm do 50nm jest przydatny w wielu zastosowaniach w nauce i technologii. Może być wytwarzany z dużą wydajnością w plazmie wysokotemperaturowej, która powstaje w wyniku oddziaływania impulsów laserowych wielkiej mocy z materią. W IOE opracowano szereg laserowo-plazmowych źródeł EUV, w których zastosowano metodę wytwarzania plazmy poprzez naświetlanie laserem impulsowej tarczy gazowej, która powstaje w wyniku wstrzyknięcia porcji gazu pod wysokim ciśnieniem w obszar ogniska laserowego [1]. Tarcze są naświetlane impulsami laserowymi wytwarzanym za pomocą komercyjnego lasera typu Nd:YAG (0.8J/4ns/10Hz). Zastosowanie tarczy gazowej pozwala rozwiązać problem szkodliwego wpływu fragmentów tarczy na działanie źródła w przypadku użycia tarcz stałych. Źródła mogą być wyposażone w różnego typu układy optyczne do ogniskowania promieniowania EUV w postaci: osiowo-symetrycznego zwierciadła elipsoidalnego całkowitego zewnętrznego odbicia, zwierciadła wieloelementowego typu lobster eye lub interferencyjnego zwierciadła elipsoidalnego z warstwami Mo/Si. Zwierciadło całkowitego zewnętrznego odbicia pozwala na ogniskowanie promieniowania EUV w szerokim zakresie widmowym z maksimum około 10nm w ognisku o średnicy rzędu 1mm i maksymalnej fluencji do 100mJ/cm 2. W przypadku zwierciadła z warstwami Mo/Si maksymalna fluencja wynosi do 20mJ/cm 2, jednakże ogniskowane promieniowanie obejmuje wąski zakres widmowy w okolicy 13nm. Opracowane źródła zastosowano z powodzeniem w badaniach w zakresie obróbki polimerów [2, 3]. Przeprowadzono po raz pierwszy modyfikację powierzchni polimerów w celu kontroli ich biokompatybilności poprzez wytwarzanie mikro- i nanostruktur [4]. W pracy przedstawione zostało nowe laserowo-plazmowe źródło EUV, które jest dedykowane bo badań w zakresie obróbki polimerów, w szczególności modyfikacji ich powierzchni. Przedstawiono wyniki pomiarów parametrów źródła oraz pokazano typowe przykłady polimerów naświetlanych promieniowaniem EUV. [1] H. Fiedorowicz et al. Optics Communications 163 (1999) 103 [2] A. Bartnik et al. Applied Physics B 96 (2009) 727 [3] A. Bartnik et al. Applied Physics B 98 (2010) 61 [4] B. Reisinger et al. Applied Physics A 100 (2010) 511 Praca została wykonana w wyniku realizacji projektu badawczego E!3892 ModPolEUV w ramach Programu EUREKA Plakat P-4

7 Układ do pomiaru 3D gigantycznego magnetooporu zawiesin magnetoreologicznych Stanisław Bednarek *, Paweł Tyran Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej Uniwersytetu Łódzkiego, ul Pomorska 149/ Łódź Zawiesiny magnetoreologiczne należą do grupy dyspersyjnych ośrodków magnetycznych, składających się cząstek ferromagnetycznych lub superparamagnetycznych, rozproszonych w ośrodku o właściwościach dia- albo paramagnetycznych. Jeżeli ośrodkiem tym jest ciało stałe, wówczas wytworzone zostają kompozyty, a gdy ośrodek stanowi ciecz, wówczas otrzymuje się zawiesiny Materiały tego typu mają wiele unikalnych i obiecujących właściwości, m.in. są jednocześnie sprężyste i ferromagnetyczne lub ciekłe i ferromagnetyczne [1]. Ponadto, parametry takich materiałów, jak współczynniki sprężystości, czy lepkości można zamieniać przy użyciu zewnętrznego pola magnetycznego. Z tego powodu opisane materiały są przedmiotem badań fizyków i obiektem zainteresowania inżynierów, zajmujących się wdrażaniem nowych technologii. Wcześniejsze badania własne wykazały, że w przypadku zawiesin, składających się z cząstek ferromagnetycznych o rozmiarach submilimetrowych, rozproszonych w cieczy bardzo dużej lepkości, np. oleju cedrowego lub niespolimeryzowanej żywicy epoksydowej z dodatkiem cząstek grafitu koloidalnego po przyłożeniu pola magnetycznego występują zmiany oporu elektrycznego, wynoszące kilkadziesiąt procent w kierunku równoległym do wektora indukcji tego pola [2]. Rezultat ten jest podobny do gigantycznego magnetooporu występującego w cienkich warstwach, ale jego przyczyna jest zupełnie inna. Polega ona na uporządkowaniu cząstek ferromagnetycznych i za pośrednictwem sił lepkości również cząstek grafitu wzdłuż linii pola magnetycznego, dzięki czemu tworzą łańcuchy przewodzących cząstek, zmniejszające opór elektryczny [3]. Obecnie przedstawiany układ został układ, zbudowany z sześciennej komórki, wypełnionej zawiesiną magnetoreologiczną i wyposażonej w trzy pary elektrod ustawionych w kierunkach wzajemnie prostopadłych oraz multipleksera i trzech omomierzy. Układ pozwala na prawie jednoczesne pomiary magnetooporu w trzech wymiarach i dokładniejsze poznanie zmian strukturalnych, zachodzących w zawiesinach pod wpływem przyłożonego pola magnetycznego. Opisany układ będzie wykorzystywany do badań zawiesin w silnych polach magnetycznych o indukcji dochodzącej do 10 T. Pole to jest wytwarzanych przez magnes typu Bittera, pracujący w Międzynarodowym Laboratorium Silnych Pól Magnetycznych i Niskich Temperatur we Wrocławiu, gdzie autor wykonywał wcześniejsze pomiary magnetooporu [2]. [1] S. Bednarek, Elektronika 8 (1996) 3. [2] S. Bednarek, Mater. Sci. & Engi.n. B 54 (1998) 196. [3] W. M. Winslow, Jour. Appl. Phys. 20 (1949) * bedastan@uni.lodz.pl Plakat P-5 181

8 Rola laboratorium i prezentacji doświadczeń w nauczaniu fizyki Inge Berger, Dr. Andreas Grünemaier * PHYWE Systeme GmbH & Co. KG, D-37079, Göttingen, Robert-Bosch-Breite 10, Germany Eksperymenty odgrywają bardzo ważną rolę w procesie nauczania fizyki. Uczniowie i studenci poprzez udział w doświadczeniach mogą zweryfikować swoją wiedzę teoretyczną na temat procesów fizycznych oraz zyskać poczucie praktycznej pracy. Eksperymenty są wskazane na wszystkich poziomach nauki, ponieważ wpływają na większe zainteresowanie uczniów i dalszą chęć nauki. Szczególnie wpływają one na zrozumienie procesów fizycznych poprzez pokazanie ich za pomocą dobrze przemyślanych uproszczeń i ilustracji. W czasie pokazu zostanie omówiona nauka przedmiotów ścisłych poprzez eksperymenty. Szczególny nacisk zostanie położony na trendy panujące w Niemczech. Następnie zostaną przedstawione ostatnie rozwiązania wprowadzone przez firmę PHYWE m.in.: Eksperymenty fizyczne we współpracy z oprogramowaniem interaktywnym intertess przeznaczone dla uczniów szkół średnich Demonstracja na tablicy eksperymentów fizycznych w połączeniu z naukami przyrodniczymi Nowoczesne eksperymenty fizyczne z użyciem nowego Aparatu RTG Komputerowe wspomaganie eksperymentów fizycznych z użyciem interfejsu Cobra [1] i Andreas.Gruenemaier@phywe.de 182 Plakat P-6

9 Spektroskopia mössbauerowska nadprzewodników na bazie żelaza Artur Błachowski 1*, Krzysztof Ruebenbauer 1, Jan Żukrowski 2 1 Zakład Spektroskopii Mössbauerowskiej, Instytut Fizyki, Uniwersytet Pedagogiczny, ul. Podchorążych 2, Kraków 2 Katedra Fizyki Ciała Stałego, Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej, Akademia Górniczo- Hutnicza, Al. Mickiewicza 30, Kraków Odkrycie w 2008 roku nadprzewodnictwa w pniktydkach i chalkogenidkach żelaza o temperaturze krytycznej T s sięgającej 56 K spowodowało intensywny rozwój badań tej grupy materiałów podobny do aktywności po odkryciu nadprzewodników wysokotemperaturowych na bazie miedzi. Żelazo jest naturalnym składnikiem tych związków odpowiedzialnym za nadprzewodnictwo, więc spektroskopia mössbauerowska (SM) 57 Fe daje nowe możliwości badania nadprzewodników. Osiągnięte przez naszą grupę wyniki to: 1. Dla FeSe (T s = 8 K) stwierdzono brak mierzalnego elektronowego lub dziurowego momentu magnetycznego w stanie nadprzewodzącym [1]. Wyklucza to egzotyczny mechanizm sprzężenia par Coopera w tym związku. 2. Dla LiFeP (T s = 6 K) stwierdzono brak porządku magnetycznego [2]. 3. Dla macierzystych związków nadprzewodników z rodziny 122 o składzie AFe 2 As 2 (A = Ca, Ba, Eu) określono temperaturową ewolucję kształtu fali gęstości spinowej (spin density wave - SDW) [3]. SDW pojawia się tuż poniżej przejścia do fazy rombowej w postaci naprzemiennie namagnesowanych warstw równoległych do osi-c. Warstwy tworzą niewspółmierną strukturę antyferromagnetyczną wzdłuż osi-a. Ze spadkiem temperatury wypełnia się podstawa warstw tworząc strukturę trójkątną, a następnie prostokątną. Wykładnik krytyczny amplitudy SDW w funkcji T wskazuje na klasę uniwersalności (1, 2), czyli układ typu Isinga posiadający jeden wymiar w przestrzeni spinowej i dwuwymiarowe płaszczyzny magnetyczne. 4. Dla EuFe 2-x Co x As 2 (T s max = 20 K) przeprowadzono badania metodą SM 57 Fe i 151 Eu. Stwierdzono tłumienie SDW wraz ze wzrostem zawartości Co oraz współistnienie magnetyzmu 4f europu i nadprzewodnictwa. Eu porządkuje się antyferromagnetycznie i ulega reorientacji spinowej z osi-a dla x = 0 w kierunku osi-c wraz ze wzrostem zawartości Co. Stwierdzono występowanie magnetycznego pola transferu na żelazie w stanie nadprzewodzącym. [1] A. Błachowski, K. Ruebenbauer, J. Żukrowski, J. Przewoźnik, K. Wojciechowski, Z. M. Stadnik, J Alloys Compd., 494 (2010) 1. [2] A. Błachowski, K. Ruebenbauer, J. Żukrowski, J. Przewoźnik, J. Marzec, J Alloys Compd., 505 (2010) L35. [3] A. Błachowski, K. Ruebenbauer, J. Żukrowski, K. Rogacki, Z. Bukowski, J. Karpinski, Phys. Rev. B, 83 (2011) sfblacho@cyf-kr.edu.pl Plakat P-7 183

10 Piroefekt na usługach fizyki atomowej i jądrowej Jan Chojcan, Barbara Konieczna Instytut Fizyki Doświadczalnej, Uniwersytet Wrocławski, Pl. Maxa Borna 9, Wrocław Piroelektryk to materiał krystaliczny, którego spontaniczna polaryzacja elektryczna jest funkcją temperatury. Sprawia to, że grzanie lub chłodzenie kryształu piroelektrycznego w próżni powoduje gromadzenie się ładunku elektrycznego na jego ścianach prostopadłych do kierunku polaryzacji. Istotnym jest, że w niektórych przypadkach nawet niewielka zmiana temperatury może prowadzić do pojawienia się przy powierzchni piroelektryka nieoczekiwanie dużych pól elektrycznych. Są one wykorzystywane do generowania swobodnych ładunków elektrycznych elektronów i dodatnich jonów, oraz przyśpieszania ich do względnie dużych energii, rzędu 100 kev [1-2]. Wytworzone w ten sposób elektrony mogą służyć np. do generowania promieniowania rentgenowskiego [3] natomiast jony deuteru do generowania neutronów poprzez zimną syntezę dwóch deuteronów (D-D) [4-5]. W oparciu o zjawisko piroelektryczności pracują już od dłuższego czasu podręczne źródła promieniowania X [6] produkowane komercyjnie [7] natomiast prace dotyczące piroelektrycznego, przenośnego źródła neutronów o użytecznej wydajności są dość daleko zaawansowane [8]. [1] J. D. Brownridge and S. M. Shafroth, Appl. Phys. Lett. 79 (2001) [2] J. A. Geuther and Y. Danon, J. Appl. Phys. 97 (2005) [3] J. A. Geuther and Y. Danon, J. Appl. Phys. 97 (2005) [4] B. Naranjo, J. K. Gimzewski, and S. Putterman, Nature 434 (2005) [5] J. Geuther, Y. Danon, and F. Saglime, Phys. Rev. Lett. 96 (2006) [6] J.D. Brownridge, Nature 358 (1992) 287. [7] [8] Y. Danon, DOE NEER Grant DE-FG07-04ID14596, Final Technical Report, Rensselaer Polytechnic Institute, August Plakat P-8

11 Zastosowanie implantacji jonowej do modyfikowania właściwości membran polimerowych Marcin Drabik 1*, Jerzy Żuk 2 1 Instytut Fizyki, Uniwersytet Humanistyczno-Przyrodniczy Jana Kochanowskiego, ul. Świętokrzyska 15, Kielce 2 Instytut Fizyki, Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej, Pl. M. Curie-Skłodowskiej 1, Lublin Membrany polimerowe mają wszechstronne zastosowanie. Wykorzystywane są np. w medycynie, mikroelektronice, ochronie środowiska, motoryzacji, przemyśle włókienniczym. Stosowane są również jako opakowania. Wraz z rozwojem aplikacji wzrasta zainteresowanie otrzymywaniem membran o nowych własnościach. Jedną z metod otrzymywania membran polimerowych o zróżnicowanych właściwościach jest implantacja jonowa. Prezentowane wyniki dotyczą modyfikacji membran polimerowych o grubości 8 µm wykonanych z poliwęglanu. Membrany stanowią materiał wejściowy do otrzymywania różnorodnych membran. Za pomocą implantatora UNIMAS 79 folie poddawane są implantacjom zjonizowanymi jonami. W badaniach badaniach tych wykorzystujemy wiązki jonów C + o dozie 5*10 13, 1*10 14 oraz 2*10 14 jonów/cm 2 o energiach 180 kev. Modyfikowane wiązką jonów folie polimerowe poddane zostały badaniom spektroskopii w podczerwieni (FTIR), mikroskopii sił atomowych (AFM), kąta zwilżania (CA). Natomiast własności transportowe, tzn. współczynnik przewodnictwa dyfuzyjnego, badane były metodą interferometrii laserowej. Na podstawie wyników badań widm podczerwieni możemy stwierdzić, iż największe zmiany powstałe w skutek implantacji obserwujemy w membranach naświetlanych jonami o dozie 2*10 14 jonów/cm 2. Zmiany te można zaobserwować w zakresie występowania pasma C=O, C=C oraz C-O. W oparciu o pomiary kąta zwilżania wnioskujemy, że wraz ze wzrostem dozy implantowanych jonów wzrasta hydrofilowość membran polimerowych. Równoczesny wzrost wielkości histerezy kąta zwilżania wskazuje na wzrost heterogenności powierzchni. Ma to potwierdzenie w wynikach otrzymanych za pomocą mikroskopu sił atomowych. Analiza zdjęć mikroskopowych topografii powierzchni folii implantowanych wskazuje wzrost chropowatości membran a w wyniku tego zwiększenie się powierzchni czynnej membran. Implantacja jonowa spowodowała, iż membrany które w pierwotnej formie nie przewodziły substancji (roztwór wodny etanolu o stężeniu 0,5M) zaczęły ją przewodzić. Otrzymane wyniki badań FTIR, CA i AFM pozwalają na wyjaśnienie obserwowanych zmian przewodnictwa dyfuzyjnego membran polimerowych otrzymanych w wyniku implantacji jonów. * drabik@ujk.kielce.pl Plakat P-9 185

12 Przestrzenny rozkład wartości tensora hiperpolaryzowalności kolizyjnej a rozkład widmowy światła hiperrejlejowsko rozpraszanego Waldemar Głaz * Zakład Optyki Nieliniowej, Wydział Fizyki, Uniwersytet im. A. Mickiewicza, Umultowska 85, Poznań W publikowanej ostatnio serii prac [1 5] prezentowane są wyniki teoretycznych i numerycznych analiz zjawiska kolizyjnego hiperejlejowskiego rozpraszania światła (Collision Induced Hyper-Rayleigh Scattering, CIHRS) przez ośrodki molekularne będące mieszaniną liniowych cząsteczek wodoru (H 2 ) i/lub atomów gazów szlachetnych (Rg). W tego rodzaju procesach trójfotonowy, nieliniowy efekt polegający na pojawianiu się sygnału rozproszonego o podwojonej częstości związany jest z właściwością układu H 2 Rg przedstawianą przez tensor nieliniowej hiperpolaryzowalności indukowanej oddziaływaniami (Δβ). Wiel-kość ta w sposób oczywisty jest zdeterminowana przez wzajemną odległość i orientację składników supermolekuły H 2 Rg; z kolei, zależność ta określa kształt widm światła rozproszonego. W raporcie rozwijamy rozważania wymienionych wcześniej prac na badanie wpływu radialnej i kątowej konfiguracji supercząsteczek na wartości tzw. adaptowanych do symetrii (symmetry adapted, SA) sferycznych składowych tensora Δβ uzyskanych przy zastosowaniu numerycznych metod chemii kwantowej (ab initio) oraz przy pomocy metod analitycznych w ramach modelu oddziałujących multipoli (MIM). Przeprowadzone studium porównawcze dla trzech różnych par odpowiadających atomom Rg = He, Ne i Ar pozwoliło na przedyskutowanie zależności całkowitych spektrów rotacyjno-translacyjnych CIHRS od charakteru przyczynków związanych z rozkładem przestrzennym poszczególnych składowych SA pod kątem możliwości wyekstrahowania tych ostatnich z ewentualnych danych eksperymentalnych. Zgodność wyników uzyskiwanych metodami ab initio oraz MIM była również analizowana. [1] W. Głaz, T. Bancewicz, J.-L. Godet, G. Maroulis, and A. Haskopoulos, Phys. Rev. A 73 (2006) [2] T. Bancewicz, W. Głaz, and J.-L. Godet, Chem. Phys. Lett. 127 (2007) [3] T. Bancewicz, W. Głaz, J.-L. Godet, and G. Maroulis, J. Chem. Phys. 129 (2008) [4] J.-L. Godet, T. Bancewicz, W. Głaz, G. Maroulis, and A. Haskopoulos, J. Chem. Phys. 131 (2009) [5] W. Głaz, J.-L. Godet, T. Bancewicz, A. Haskopoulos, and G. Maroulis, Phys. Rev. A 84 (2011) glaz@amu.edu.pl 186 Plakat P-10

13 Edukacyjne aspekty pomiaru stężenia radonu jako doświadczenia uczniowskiego Marek Godlewski 1*, Krzysztof Kozak 2, Jadwiga Mazur 2 1 ZamKor, ul. Tetmajera 19, Kraków 2 Laboratorium Ekspertyz Radiometrycznych, Instytut Fizyki Jądrowej PAN, ul. Radzikowskiego 152, Kraków Od 2012 roku nauczanie fizyki w szkołach ponadgimnazjalnych będzie odbywało się zgodnie z nową podstawą programową, według której każdy uczeń z fizyką jądrową spotka się tylko raz w ciągu całego kursu fizyki, w pierwszej klasie szkoły ponadgimnazjalnej. Na fizykę jądrową przeznaczonych będzie jedynie około 8 godzin lekcyjnych. Brak czasu oraz skromne wyposażenie wielu pracowni powoduje, że praktycznie w szkołach nie wykonuje się doświadczeń z fizyki jądrowej. Szerokie stosowanie jej osiągnięć w technice i medycynie, a także rozwijająca się na świecie energetyka jądrowa powodują, że wiedza z zakresu tej dziedziny fizyki staje się coraz bardziej istotna. Nauczanie fizyki bez pokazów i doświadczeń uczniowskich jest jednak bardzo niekompletne, dlatego przygotowujemy serię prostych i ciekawych doświadczeń z fizyki jądrowej możliwych do wykonania w szkole. Jednym z proponowanych doświadczeń jest pomiar stężenia radonu. W 2005 roku, który był Światowym Rokiem Fizyki, w ramach projektu edukacyjnego prowadzonego przez ZamKor i Instytut Fizyki Jądrowej PAN (IFJ PAN), doświadczenie to wykonywane było w ponad 200 szkołach. Spotkało się z bardzo dużym zainteresowaniem uczniów. Poznają jedną z metod detekcji promieniowania jonizującego oraz sposób opracowania wyników pomiarów. Mogą zobaczyć skutki działania promieniowania i przekonać się, że jest ono stale obecne w naszym środowisku. To jedno z niewielu doświadczeń szkolnych, których wynik nie jest z góry znany. Jak się okazało, wpływa to bardzo istotnie na zainteresowanie uczniów wykonaniem tego doświadczenia. Okres wykonywania pomiaru uczniowie mogą wykorzystać na zdobycie wiedzy na temat pochodzenia radonu oraz jego oddziaływania na człowieka, co obejmuje bardzo wiele zagadnień z fizyki jądrowej oraz dozymetrii promieniowania jonizującego. Szczegółowe informacje na temat wykonania doświadczenia dostępne są w serwisie radon.zamkor.pl. Rys. 1. Detektory 1 Marek.Godlewski@zamkor.pl 1 Detektory z zestawu doświadczalnego przygotowanego przez ZamKor oraz IFJ PAN. Plakat P

14 Pomiary i modelowanie elementy kształcenia ustawicznego nauczycieli wspomagające nauczanie i uczenie się o elektromagnetyzmie oraz zjawiskach nadprzewodnictwa Tomasz Greczyło 1*, Frederic Bouquet 2, Ewa Dębowska 1, Francisco Esquembre 3, Vegard Stornes Farstad 4, Gren Ireson 5, Ewa Kędzierska 6, Marisa Michelini 7, Wim Peeters 8 1 Instytut Fizyki Doświadczalnej, Uniwersytet Wrocławski, pl. M.Borna 9, Wrocław, Polska 2 Laboratoire de physique du solid, Campus de l universite Paris Sud 11, Orsay, France 3 Facultad de Matematicas, Universidad de Murcia, Murcia, Spain 4 Simplicatus AS, NO-2006 Lovenstad, Norway 5 School of Education, Nottingham Trent University, NG11 8NS Nottingham, United Kingdom 6 AMSTEL Institute, University of Amsterdam, 1090 GE Amsterdam, The Netherlands 7 Physics Department, University of Udine, Udine, Italy 8 PONTOn, 2531 Boechout, Belgium Potrzeba ustawicznego kształcenia nauczycieli przedmiotów przyrodniczych, w tym fizyki, oraz stwarzanie warunków do ciągłego doskonalenia już pracujących są postrzegane, jako jedne z najważniejszych działań służących wspieraniu pozytywnego postrzegania nauk przyrodniczych. Projekt MOSEM² (MOdelling and data acquisition for continuing vocational training of upper secondary school physics teachers in pupil-active learning of Superconductivity and ElectroMagnetism based on Minds-On Simple ExperiMents) Pomiary i modelowanie elementy kształcenia ustawicznego nauczycieli wspomagające nauczanie i uczenie się o elektromagnetyzmie oraz zjawiskach nadprzewodnictwa narodził się, jako naturalna kontynuacja projektu MOSEM oraz SUPERCOMET 2, w których przygotowane zostały różnorodne materiały wspomagające nauczanie i uczenie się o elektromagnetyzmie oraz zjawiskach nadprzewodnictwa. Podczas wystąpienia zaprezentowane zostaną wyniki realizacji projektu, którego głównym celem jest szkolenie nauczycieli przedmiotów przyrodniczych, szczególnie fizyków, służące kształtowaniu umiejętności profesjonalnego wykorzystania modelowania, symulacji komputerowych oraz pomiarów w działaniach dydaktycznych oraz wskazywanie metod pracy stymulujących motywację i entuzjazm, zarówno nauczycieli, jak i uczniów. Omówione zostaną także opracowywane w ramach projektu seminaria dla nauczycieli, które promują aktywne kształcenie z wykorzystaniem modeli, symulacji oraz zestawów eksperymentalnych. [1] T. Greczyło, F. Bouquet, E. Dębowska, F. Esquembre, V. Stornes Farstad, G. Ireson, E. Kędzierska, M. Michelini, W. Peeters, Proceedings Computer Based Learning in Science, (2010) tomaszg@ifd.uni.wroc.pl 188 Plakat P-12

15 Interferometr różnicowy na bazie polimeru SU8 Kazimierz Gut, Tadeusz Pustelny Katedra Optoelektroniki, Wydział Elektryczny Politechnika Śląska, ul Akademicka 2A, Gliwice Konstrukcja planarnych sensorów optycznych wymaga stosowanie wielu technologii, do których zaliczamy: wymianę jonową w szkłach, chemiczne osadzanie warstwa z fazy gazowej przy użyciu plazmy (PECVD) czy formowanie cienkich warstw polimerowych metodą rozirowywania [1-3]. SU8 (eter glikolowy bisfenolu A) to bazujący na żywicy epoksydowej polimer, który został opracowany w 1989r. przez firmę IBM. Właściwości SU8 powodują, że jest on obecnie jednym z najatrakcyjniejszych materiałów wykorzystywanych w optycznej technologii planarnej. SU8 gwarantuje jednocześnie niski koszt, wysoką stabilność termiczna i chemiczną, wysoką odporność na uszkodzenia mechaniczne oraz wyjątkową przezroczystość. Dzięki szerokiej gamie gotowych produktów, oferowanej przez obecnych producentów SU8 (MicroChem i Gersteltec Sàrl), w jednym procesie technologicznym można otrzymywać warstwy o grubości od 0.5μm aż do 2 mm. Za bardzo dobre właściwości polimeru SU8 odpowiada jego unikalna budowa. Głównym składnikiem jest tutaj żywica epoksydowa zwana EPON, która składa się z monomerów SU i która odpowiada za właściwości mechaniczne i adhezję do podłoża. Kolejnym bardzo ważnym składnikiem jest fotoinicjator w postaci kwasu Lewisa, który odpowiada za rozpoczęcie reakcji sieciowania, w wyniku, której zostaje otwarty pierścień epoksydowy (fotopolimeryzacja kationowa). Ostatnim składnikiem jest rozpuszczalnik, którego obecność jest niezbędna, aby zapewnić odpowiednią lepkość mieszaninie. Jak dotąd SU8 znalazł swoje zastosowanie głównie w technologii MEMS i MOEMS, gdzie spełnia rolę wysoko odpornego i bardzo czułego fotorezystu do procesów związanych z selektywnym trawieniem plazmowym i w procesie fotolitografii. Ze względu na bardzo dobre własności optyczne wykorzystywany jest do wytwarzania sensorów optycznych pracujących w układzie interferometru. [1] T. Pustelny: Physical and Technical Aspects of Optoelectronic Sensors, Publisher of SUT, Gliwice 2005, p. 86. [2] A. Sabac, C. Gorecki, M. Jozwik, L. Nieradko, C. Meunier, K. Gut, J. Eur. Opt. Soc. Rapid 2, (2007). [3] K. Gut, Acta Phys. Pol. A 114, (2008) A-121. Plakat P

16 Magnetic phase transitions in RMn 2-x T x Ge 2 (R= Ce, Pr, Nd; T= Fe, Co, Cu) T. Jaworska-Gołąb 1*, S. Baran 1, A. Szytuła 1, J. Przewoźnik 2, A. Hoser 3, T. Hofmann 3, L. Keller 4 1 Institute of Physics, Jagiellonian University, Kraków, Poland 2 AGH University of Science and Technology, Kraków, Poland 3 BENSC, Helmholtz-Zentrum, Berlin, Germany 4 SINQ, Paul Scherrer Institut, Villigen, Switzerland Polycrystalline samples of pseudoternary rare earth germanides RMn 2-x T x Ge 2 (R= Ce, Pr, Nd; T= Fe, Co, Cu) were studied by neutron diffraction (E6 at BENSC, Berlin and DMC at SINQ, Villigen), d.c. and a.c. magnetic susceptibility, magnetization and heat capacity measurements in the temperature range K and in magnetic fields up to 9 T (commercial QD PPMS s at Jagiellonian University and AGH, Kraków). The intermetallics were found to crystallize in the body-centered tetragonal ThCr 2 Si 2 - type structure (space group I4/mmm) with the transition metal atoms (Mn and Fe/Co/Cu) randomly distributed at the 4(d) Wyckoff position. A long range magnetic ordering was observed both in the rare earth sublattice and in the Mn- one. The AFl type magnetic ordering (denotation after [1]) was found in the high temperature magnetically ordered phase. With decreasing temperature several order-order magnetic phase transitions to commensurate or incommensurate magnetic structures were detected in the Mn-sublattice. The rare earth sublattice orders ferromagnetically below 70 K. The magnetic structures were refined in a Rietveld-type profile refinement procedure. Financial support of the Ministry of Science and Higher Education in Poland under the grant No. N N is gratefully acknowledged. Neutron diffraction experiments at BENSC, Helmholtz-Zentrum Berlin have been supported by the European Commission under the 7 th Framework Programme through Research Infrastructures action of the Capacities Programme, contract number CP-CSA\\_INFRA Number NMI3. The research was carried out with the equipment purchased thanks to the financial support of the European Regional Development Fund in the framework of the Polish Innovation Economy Operational Program (contract no. POIG /08). Bibliography [1] R. Welter, B. Malaman, J. Alloys Comp. 354 (2003) teresa.jaworska-golab@uj.edu.pl 190 Plakat P-14

17 Badanie oddziaływań dimetyloaminobenzoesanu metylu i jego orto pochodnych z cyklodekstrynami Marek Józefowicz 1*, Janina R. Heldt 1, Józef Heldt 1 1 Instytut Fizyki Doświadczalnej, Uniwersytet Gdański, ul. Wita Stwosza 57, Gdańsk Dimetyloaminobenzoesan metylu i jego orto pochodne należą do grupy związków donorowo-akceptorowych, których właściwości fotofizyczne i fotochemiczne silnie zależą od środowiska, w którym się znajdują [1-3]. Tego typu fluorofory zwane są potocznie sondami luminescencyjnymi (spektroskopowymi). Obecnie znajdują one rozległe zastosowania w badaniach biologicznych, medycznych oraz badaniach z zakresu chemii i fizyki. Większość badań fizykochemicznych prowadzi się w roztworach, dlatego też niezwykle ważnym zagadnieniem staje się określenie parametrów spektroskopowych sondy luminescencyjnej w różnych rozpuszczalnikach. Systematyczne badania przebiegu różnych procesów fotofizycznych i fotochemicznych zachodzących w układzie molekuła luminezująca (sonda) - rozpuszczalnik są podstawowym i wiarygodnym źródłem tych informacji. W ostatnich kilkunastu latach obserwuje się duże zainteresowanie badaniami oddziaływań miedzymolekularnych pomiędzy indywiduami, które tworzą kompleksy typu gospodarz-gość. Jednym z przedmiotów tych badań są cyklodekstryny, które dzięki swojej budowie są zdolne do tworzenia kompleksów inkluzyjnych. Właściwość ta sprawia, iż znalazły one liczne zastosowania w farmacji i medycynie (jako substancje ułatwiające transport leków), chemii żywności czy przemyśle kosmetycznym. Ze względu na fakt, iż proces kompleksowania nie został jeszcze całkowicie poznany, w niniejszej pracy zbadano wpływ obecności cyklodekstryn na właściwości spektroskopowe i fotofizyczne molekuł wykazujących fotoindukowane wewnątrzcząsteczkowe przeniesienie ładunku. Badania były prowadzone w oparciu o pomiary przy użyciu stacjonarnej (pomiar widm absorpcji, wzbudzenia, fluorescencji, fosforescencji) oraz rozdzielonej w czasie (pomiar czasów gaśnięcia fluorescencji) spektroskopii. Analiza uzyskanych wyników pozwoliła określić strukturę tworzonych kompleksów ich stechiometrię oraz stałe tworzenia kompleksów inkluzyjnych [4]. [1] D. Gormin, J. Heldt, M. Kasha, Chem. Phys. 136 (1989) 321. [2] M. Józefowicz, Chem. Phys. 383 (2011) 19 [3] M. Józefowicz, M. Aleksiejew, A. V. Abramov, S. Ling, M. Gutowski, J. Heldt, J. R. Heldt, J Fluoresc. (2011) doi /s y [4] A. Lazarowska, M. Józefowicz, J. R. Heldt, J. Heldt, J Fluoresc. (under review) fizmj@univ.gda.pl Plakat P

18 Zastosowanie nowych technologii na lekcjach fizyki Anna Kamińska * Instytut Fizyki, Akademia Pomorska w Słupsku, ul. Arciszewskiego 22b, Słupsk Młodzież wychowana na mediach audiowizualnych, przyzwyczajona do pisania i oraz SMS-ów nie wykazuje zainteresowania tradycyjnymi metodami nauczania. Uczniowie świetnie sobie radzą z poruszaniem się po Internecie, jednak trudniej jest im ze zdobytych tam informacji tworzyć nową wiedzę. Nie jest możliwe ograniczanie dostępu młodzieży do Internetu i multimediów, należy im jednak dostarczać właściwe środki dydaktyczne. Badania pokazują, że tylko niewielu uczniów jest naprawdę świadomych, jakie szanse naukowe oraz zawodowe kryją się na stronach internetowych. Ankieta przeprowadzona przeze mnie (w roku szkolnym 2010/11) na grupie 177 gimnazjalistów pokazuje, że przed komputerem spędzają oni średnio 3,3 godziny dziennie, z czego średnio 2,5 godziny korzystając z Internetu. Uczniowie doceniają znaczenie nowych technologii w edukacji, jednak nie wiedzą jak z nich korzystać. Na pytanie: do jakich celów wykorzystujesz komputer, padały przeważnie odpowiedzi: gry, rozrywka, komunikacja ze znajomymi, słuchanie (lub ściąganie) muzyki, czasami nauka. Wśród odpowiedzi na pytanie z jakich programów multimedialnych korzystasz - 80% ankietowanych nie zna żadnych programów edukacyjnych, inne wymieniane to: Wikipedia (10%), podręczniki dołączone do książek (5 %), Wirtualna Polska, Google, bryk.pl, ściaga.pl. Na pytanie w jaki sposób komputerowe programy edukacyjne pomagają w uczeniu się uczniowie odpowiadają, że można znaleźć gotowe rozwiązania zadań, wypracowania itp. Przekazywanie wiedzy o możliwościach jakie dają nowe media, jest jednym ze sposobów, w jaki edukatorzy mogą pracować z uczniami, wykorzystując ich doświadczenie z nowymi technologiami. Nauczyciele mogą pomóc uczniom uświadomić sobie korzyści, jakie może przynieść używanie nowych mediów, poprzez pracę nad pogłębianiem dopiero powstających w głowach uczniów wyobrażeń o tym, co to znaczy być dobrym cyfrowym obywatelem oraz liderem w sieci. Zostaną zaprezentowane przykłady zastosowania nowych technologii w nauczaniu oraz przykłady nielicznych miejsc internetowych, skąd uczniowie mogą czerpać wiedzę z fizyki. ania@apsl.edu.pl 192 Plakat P-16

19 Uporządkowania elektronowe i ich separacje w układach wąskopasmowych Konrad Kapcia *, Stanisław Robaszkiewicz Zakład Stanów Elektronowych Ciała Stałego, Wydział Fizyki, Uniwersytet im. Adama Mickiewicza, ul. Umultowska 85, Poznań Uporządkowania elektronowe mają istotny wpływ na właściwości fizyczne materiałów z wielu grup ważnych związków [1], takich jak manganity [2], kupraty, szereg tlenków żelaza, niklu, wanadu i kobaltu [3], a także układów ciężkofermionowych, dużej liczby przewodników organicznych oraz przeżywających ostatnio swój renesans multiferroików [4]. W szczególności niezwykle interesującym zjawiskiem w materii skondensowanej jest występowanie separacji faz pomiędzy różnymi typami uporządkowań elektronowych. Makroskopowa separacja faz elektronowych jest niejednorodnym stanem układu, w którym istnieją (co najmniej) dwie domeny z różną koncentracją elektronową (współistnienie dwóch faz jednorodnych). Rozszerzony model Hubbarda jest jednym z najważniejszych modeli opisujących fizykę wąkopasmowych układów silnie oddziałujących elektronów [5]. W ramach takiego opisu można przewidzieć występowanie stanów z separacją faz, w których występują ładunkowo [6,7], magnetycznie [8] lub nad-przewodząco uporządkowane domeny (w zależności od wzajemnych relacji pomiędzy efektywnymi odziaływaniami pomiędzy elektronami). W prezentacji przedyskutujemy stabilność stanów z separacją faz, które mogą być obecne na diagramach fazowych dla granicy atomowej (granicy zerowej szerokości pasma) rozszerzonego modelu Hubbarda [5-9]. W szczególności rozważymy wpływ międzywęzłowych oddziaływań gęstość-gęstość, a także międzywęzłowych wymiennych oddziaływań ładunkowych oraz magnetycznych. Przeanalizujemy także wpływ tych oddziaływań na wzajemną stabilność różnych uporządkowań elektronowych (takich jak uporządkowania ładunkowe, magnetyczne, nadprzewodzące, oraz jednorodne fazy mieszane) oraz na ich konkurencję ze stanami z separacją faz. [1] M. Imada, A. Fujimori, Y. Tokura, Rev. Mod. Phys. 80 (1998) [2] E. Dagotto, T. Hotta, A. Moreo, Phys. Reports 344 (2001) 1. [3] T. Goto, B. Luthi, Adv. Phys. 52 (2003) 67. [4] J. van den Brink, D. I. Khomskii, J. Phys.: Condens. Matter 20 (2008) [5] R. Micnas, J. Ranninger, S. Robaszkiewicz, Rev. Mod. Phys. 62 (1990) 113. [6] K. Kapcia, S. Robaszkiewicz, J. Phys.: Condens. Matter 23 (2011) [7] K. Kapcia, W. Klobus, S. Robaszkiewicz, Acta Phys. Pol. A 118 (2010) 350. [8] W. Klobus, K. Kapcia, S. Robaszkiewicz, Acta Phys. Pol. A 118 (2010) 353. [9] S. Robaszkiewicz, G. Pawłowski, Acta Phys. Pol. A 90 (1996) kakonrad@amu.edu.pl Plakat P

20 Dyskretna dyfrakcja i tworzenie się nematykonów w chiralnych nematycznych ciekłych kryształach Mirosław A. Karpierz *, Filip A. Sala, Michał Kwaśny, Urszula A. Laudyn Wydział Fizyki, Politechnika Warszawska, ul. Koszykowa 75, Warszawa Nematykony są przestrzennymi solitonami optycznymi wytworzonymi w wyniku reorientacyjnej nieliniowości optycznej w ciekłych kryształach. Typowo nematykony o szerokości kilku mikrometrów tworzą się przy mocach rzędu pojedynczych miliwatów i są obserwowane na odległościach kilku milimetrów. Mają one wyjątkowe właściwości wynikające z charakteru nieliniowości reorientacyjnej w ciekłych kryształach. W szczególności kierunek rozchodzenia się nematykonów można zmieniać zewnętrznym polem elektrycznym lub wiązką światła, zmianą polaryzacji, zmianą mocy wiązki światła, a także w wyniku oddziaływania z innymi nematykonami. Nematykon może być utworzony zarówno ze spójnej wiązki światła jak i niekoherentnej a w wytworzonym przez nematykon kanale światłowodowym może być prowadzona wiązka światła o innej długości fali. To wszystko wpływa na potencjalne zastosowanie nematykonów w całkowicie optycznym przełączaniu sygnałów. Chiralne nematyczne ciekłe kryształy (cholesteryki) tworzą charakterystyczną teksturę skręconą, w której również obserwuje się nematykony. W przeciwieństwie do innych konfiguracji można w niej zaobserwować nematykony propagujące się w kilku niezależnych warstwach. Warstwy te są utworzone przez przestrzenną okresową zmianę współczynnika załamania światła wynikającą z ułożenia molekuł w chiralnym nematyku. Z drugiej strony konfigurację taką można traktować jako matrycę światłowodów planarnych w której przy odpowiednim doborze parametrów struktury możliwa jest obserwacja zjawiska dyskretnej dyfrakcji. W niniejszej pracy przedstawiona jest analiza warunków, przy której obserwuje się dyskretna dyfrakcje i tworzenie się nematykonów. [1] G. Assanto, M. A. Karpierz, Liq. Cryst., 36 (2009) [2] U. A. Laudyn, M. Kwasny, M. A. Karpierz, Appl. Phys. Lett., 94 (2009) [3] M. Kwasny, U. A. Laudyn, P. Jung, M. A. Karpierz, Photon. Lett. Poland, 1 (2009) karpierz@if.pw.edu.pl 194 Plakat P-18

21 Emisja elektronów i jonów wspomagana tworzeniem się plazmy przy powierzchni kryształu LATGS Barbara Konieczna 1*, Kazimierz Biedrzycki 2 1 Instytut Fizyki Doświadczalnej, Uniwersytet Wrocławski, Pl. Maxa Borna 9, Wrocław, 2 Instytut Fizyki, Uniwersytet Opolski, ul. Oleska 48, Opole. Zbadano emisję elektronów i jonów wspomaganą tworzeniem się nierównowagowej plazmy przy powierzchni kryształu siarczanu triglicyny domieszkowanego alaniną (LATGS). Ten niekonwencjonalny efekt emisyjny wywołano poddając próbkę działaniu zewnętrznego zmiennego pola elektrycznego o amplitudzie rzędu V/cm, w warunkach próżniowych ok Pa [1-3]. W odpowiednim eksperymencie wspomaganym komputerowo rejestrowano rozkłady czasowe i czasowo-energetyczne emitowanych nośników ładunku elektrycznego. Wspomniane rozkłady w istotny sposób zależą od temperatury badanego materiału. Obrazuje to rysunek 1, na którym przedstawiono odpowiednie dane uzyskane dla kryształu LATGS będącego poniżej (T = 321 K) i powyżej (T = 333 K) punktu Curie, w zmiennym polu elektrycznym o amplitudzie 7, V/cm. W tych warunkach energie rejestrowanych elektronów i jonów osiągają wartość do ok. 300 ev. T = 321 K T = 333 K Rys. 1. Rozkłady czasowe emisji dla kryształu LATGS; E = 7, V/cm. Wyniki badań wspomnianej emisji mają znaczenie nie tylko poznawcze, ale również aplikacyjne. Mogą być wykorzystane przy projektowaniu urządzeń plazmowych opartych na materiałach ferroelektrycznych o dużej przenikalności dielektrycznej. [1] K. Biedrzycki, L. Markowski, Z. Czapla, Pulsed TGS-based electron and ion emitter, phys. stat. sol. (a) 165 (1998) 283. [2] K. Biedrzycki, Energy distribution of electron emission from L-α alanine doped TGS single crystals, Solid State Communication 118 (2001) 141. [3] K. Biedrzycki, L. Markowski, B. Konieczna, Low density plasma-assisted electron and ion emission from LATGS single crystals, Appl. Surf. Sc. 223 (2004) konn@ifd.uni.wroc.pl Plakat P

22 Wakansowy model procesu topnienia K. Książek *, T. Górecki Instytut Fizyki, Uniwersytet Opolski, ul. Oleska 48, Opole, Wakansowy model procesu topnienia jest próbą wypełnienia luki w zrozumieniu zjawiska topnienia. Współistnienie dwu stanów tej samej substancji o zasadniczo różnych własnościach fizycznych w znacznym stopniu utrudnia zbudowanie prostego modelu fizycznego tego zjawiska, w zadowalający sposób tłumaczącego wszystkie znane fakty doświadczalne. Analizując zmiany własności fizycznych oddzielnie dla metali (wiązania metaliczne), zestalonych gazów szlachetnych (wiązania molekularne), halogenków metali alkalicznych (wiązania jonowe) zachodzące w wyniku procesu topnienia zaobserwowano liniową zależność pomiędzy entalpią tworzenia wakansów a temperaturą topnienia oraz wykazano liniowe zależności pomiędzy ciepłem topnienia i entalpią tworzenia wakansów dla poszczególnych typów wiązań. Na podstawie powyższych obserwacji zaproponowano wakansowy model procesu topnienia w postaci dwu postulatów: 1. Topnienie rozpoczyna się w momencie osiągnięcia równowagowej koncentracji defektów Schottky ego równej dla metali 0,37% [1], zestalonych gazów szlachetnych 0,37 % [2] i halogenków metali alkalicznych 0,17% [3], 2. Proces topnienia jest procesem tworzenia dodatkowych defektów Schottky ego kosztem ciepła topnienia. Przyrost koncentracji wakansów w wyniku topnienia wynosi dla metali 10% [1], zestalonych gazów szlachetnych 18,5% [2], halogenków metali alkalicznych 15% [3]. Wakansowy model procesu topnienia pozwala przewidzieć w zaskakująco dobrej zgodności z doświadczeniem zmiany objętości, promienia pierwszej sfery koordynacyjnej i liczby koordynacyjnej, prędkości dźwięku, swobodnej energii powierzchniowej, ciepła właściwego, współczynnika rozszerzalności cieplnej i entropii. Równie dobrą zgodność z danymi doświadczalnymi wykazują wynikające z modelu wakansowego przewidywania: zależności temperatury od ciśnienia oraz zmian przewodności elektrycznej i cieplnej. : [1] Górecki T.: Vacancies and Changes of Physical Properties of Metals at the Melting Point, 1974, t. 65, z. 6, s. 426 [2] Górecki T.: Wakansowy model procesu topnienia zestalonych gazów szlachetnych, Wyd. WSI Opole, Opole 1991 [3] Książek K., Góreki T. Vacancy Model of Melting of Alkali Halides, High Temperature Materials Processes, 3(1999) 297. * kasiak@uni.opole.pl 196 Plakat P-20

23 Zastosowanie promieniowania rentgenowskiego w badaniach interdyscyplinarnych Aldona Kubala-Kukuś 1,2*, Dariusz Banaś 1,2, Janusz Braziewicz 1,2, Urszula Majewska 1,2, Marek Pajek 1 1 Instytut Fizyki, Uniwersytet Humanistyczno-Przyrodniczy Jana Kochanowskiego, ul. Świętokrzyska 15, Kielce 2 Świętokrzyskie Centrum Onkologii, ul. Artwińskiego 3, Kielce Zjawiska i procesy fizyczne towarzyszące oddziaływaniu promieniowania rentgenowskiego z materią stanowią podstawę fizyczną wielu technik badawczych. Przykładem może być dobrze ugruntowana metoda badania składu pierwiastkowego materiałów - rentgenowska analiza fluorescencyjna (XRF) [1] oraz jej modyfikacja rentgenowska analiza fluorescencyjna z całkowitym odbiciem wiązki padającej (TXRF) [2]. Metody te od wielu lat wykorzystywane są w Instytucie Fizyki Uniwersytetu Humanistyczno-Przyrodniczego Jana Kochanowskiego w Kielcach do określania koncentracji pierwiastków w próbkach biologicznych, medycznych i środowiskowych. Badania te mają charakter interdyscyplinarny, dotyczą zagadnień z pogranicza fizyki, medycyny, biologii i ochrony środowiska. W ostatnim roku stosowane techniki badawcze poszerzono o bazujące na zastosowaniu promieniowania rentgenowskiego komplementarne metody analizy materiałów: metodę rentgenowskiej analizy fluorescencyjnej z dyspersją długości fali (WDXRF) [1], metodę dyfrakcji rentgenowskiej (XRD) [3] oraz mikrotomografię rentgenowską. Metodą WDXRF możliwe jest określania składu pierwiastkowego (od tlenu O do uranu U) próbek stałych, sproszkowanych, cieczy. Metoda XRD umożliwia badanie struktury ciał krystalicznych, pozwalając m.in. na wyznaczanie ich składu fazowego. Tomografia rentgenowska pozwala natomiast na wizualizację wewnętrznej struktury różnorodnych obiektów. W pracy zostaną omówione podstawy fizyczne stosowanych technik badawczych, szczegóły techniczne układów eksperymentalnych oraz przykłady interdyscyplinarnych badań prowadzonych z wykorzystaniem uzupełniających się metod WDXRF, TXRF, XRD oraz mikrotomografii rentgenowskiej. [1] J. P. Willis, A. R. Duncan, Understanding XRF Spectrometry, PANalytical B.V., Almelo, [2] R. Klockenkämper, Total-Reflection X-Ray Fluorescence Analysis. Wiley Interscience, John Wiley & Sons, New York, [3] V. K. Pecharsky, P. Y. Zavalij, Fundamentals of Powder Diffraction and Structural Characterization of Materials, Springer, New York, Aldona.Kubala-kukus@ujk.kielce.pl Plakat P

24 Photophysical properties of some stilbene derivatives A.A. Kubicki *, A. Łukaszewicz Institute of Experimental Physics, Department of Mathematics, Physics and Informatics, University of Gdańsk, Wita Stwosza 57, Gdańsk, Poland Stilbene and its derivatives are well-known objects in photophysics. Chemopreventive and chemoterapeutic properties of some stilbene derivatives are stimulative for increasing interest of many scientists in physics, chemistry, biophysics and medicine, gaining interdisciplinary character of their investigation. Main interest is concentrated on processes like trans-cis photoisomerization, intramolecular charge transfer and solute-solvent interaction, as well. For five stilbene derivatives (with derivative groups of dimethylamino-, methoxy-, phosphinyl-, nitro- and thiourea-) in four liquid solvents of various polarity and viscosity, we report the main characteristics of luminescence, such as fluorescence steady-state spectra of absorption, emission and emission anisotropy and timeresolved emission spectra (TRES), as well. Steady-state emission anisotropy spectra and TRES measurements show complex deactivation pathways and effect of the solvent polarity and the viscosity on the position of the maximum of the emission intensity. Position of the derivative group in the molecular structure has great impact on the position of the emission intensity maximum and for the value of the emission decay time. For the most polar molecule of 4-dimethylamino-4 -nitrostilbene in polar solvents, relaxation of the excited state in the short wavelength region of the emission anisotropy spectra in the emission band is presented. This research has been partially supported within the Human Capital Operational Programme, Action "Educators for the Elite - integrated training program for Ph.D. students, Post-docs and Professors as academic teachers at University of Gdańsk". A.Kubicki@ug.edu.pl 198 Plakat P-22

25 Wpływ implantacji jonami Mn na strukturalne własności kryształów GaSb M. Kulik 1*, J. Bak-Misiuk 2, M. Turek 1, E. Dynowska 2, P. Romanowski 2, W. Caliebe 3 Uniwersytet Marii Curie-Sklodowskiej, pl. M. Curie-Sklodowskiej 5, PL Lublin, 2 Instytut Fizyki PAN, Al. Lotników 32/46, PL Warszawa 3 HASYLAB at DESY, Notkestr. 85, D Hamburg W ostatnim okresie obserwuje się wzrost zainteresowania nowymi materiałami na bazie półprzewodników, w tym materiałów dwufazowych, które mogłyby być wykorzystane do urządzeń spintronicznych. Materiał dwufazowy, GaSb:MnSb złożony z małych, ferromagnetycznych w temperaturze pokojowej nanoziaren MnSb- jedna faza zanurzonych w półprzewodnikowej matrycy GaSb- druga faza jest szczególnie interesujący ze względu na wysoką temperaturę Curie MnSb, T c = 580 K. Jedną z metod otrzymania dwufazowych materiałów jest zastosowanie implantacji. Dotychczas dwufazowe materiały, stosując implantację jonami Mn, otrzymano dla kryształów GaAs (GaAs:MnAs) [1]. Celem podjętych badań było określenie własności strukturalnych GaSb po procesach implantacji i poimplantacyjnego wygrzewania. Badano dwa układy próbek GaSb implantowanych jonami Mn + (energia jonów 150keV, dawka 9x10 14 cm -2 ). Dla pierwszego z nich proces implantacji Mn + w temperaturze azotowej był poprzedzony implantacją jonami He +, Ne +, lub He + +Sb +. Po implantacji próbki byly wygrzewane 30min ( face to face ) w atmosferze Ar w temperaturze 620 K, a następnie 10 min w temperaturze 920 K. Dla drugiego układu próbek implantacje Mn + przeprowadzano w temperaturach 340 K i 470 K, a poimplantacyjne wygrzewanie (620 K, 30 min) w komorze implantacyjnej. Strukturę defektowa implantowanych i wygrzewanych próbek badano stosując synchrotronową dyfrakcję rentgenowską. Na podstawie tych badań scharakteryzowano, zależną od warunków implantacji jak i wygrzewania, krystalograficzną orientację wydzieleń jak również ich skład chemiczny. Otrzymane wyniki będą podstawą dalszych badań prowadzących do otrzymania materiału dwufazowego GaSb:MnSb. [1] O.D.D. Couto, M.J.S.P. Brasil, F. Iikawa, C.Giles C. Adriano, J.R.R. Bortoleto, M.A.A. Pudenzi, H.R. Gutierrez, and I. Danilov Appl. Phys. Lett. 86 (2005) mkulik@hektor.umcs.lublin.pl Plakat P

26 Eksperyment edukacją przyszłości innowacyjny program kształcenia w elbląskich szkołach gimnazjalnych Stanisław Kwitnewski Instytut Politechniczny, Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa w Elblągu, ul. Wojska Polskiego 1, Elbląg Wydział Edukacji, Urzędu Miasta w Elblągu we współpracy z Państwową Wyższą Szkołą Zawodową w Elblągu proponują innowacyjny program prowadzenia zajęć z fizyki na poziomie szkoły gimnazjalnej w ramach projektu pt: Eksperyment edukacją przyszłości innowacyjny program kształcenia w elbląskich szkołach gimnazjalnych. Projekt zakłada opracowanie i wdrożenie nowych i skutecznych metod nauczania fizyki w szkole gimnazjalnej poprzez obserwację i eksperyment z zastosowaniem nowoczesnych pomocy naukowych. Opracowane i testowane w projekcie metody będą opierać się głównie na dochodzeniu do zrozumienia zjawisk otaczającego świata poprzez aktywne działanie, poszukiwanie, obserwowanie i opisywanie wyników eksperymentów fizycznych. Odbiorcy projektu zostali sklasyfikowani na dwóch poziomach. W projekcie zaproponowano zajęcia wstępne dla ponad 1200 gimnazjalistów elbląskich a następnie zajęcia testujące dla 360 uczniów. Zatem projekt skierowany zostanie do ogromnej liczby elbląskich gimnazjalistów. Idea projektu jest tak skonstruowana aby bieżące wnioski były systematycznie konsultowane z grupą elbląskich nauczycieli fizyki dla których projekt ma być wsparciem w ich pracy zawodowej. Końcowym produktem opisywanego projektu ma być zestaw scenariuszy lekcji ukierunkowany na zajęcia eksperymentalne znacznie zwiększające atrakcyjność lekcji jak również ich skuteczność. Cała idea projektu idealnie wpisują się w założenia nowej podstawy programowej dla gimnazjum, która weszła w życie z dniem 1 września 2009 roku [1]. Czytamy w niej W trakcie nauki w gimnazjum uczeń obserwuje i opisuje jak najwięcej doświadczeń. [1] Podstawa programowa kształcenia ogólnego. /Dz.U. nr 4 z 15 stycznia Plakat P-24

27 Wzbudzenie oscylacyjne i elektronowe cząsteczek izoksazolu w zderzeniach z elektronami Ireneusz Linert, Marcin Dampc, Mariusz Zubek * Katedra Fizyki Zjawisk Elektronowych, Wydział Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej, Politechnika Gdańska, ul. Narutowicza 11/12, Gdańsk Cząsteczka izoksazolu (C 3 H 3 NO) jest uważana za prosty analog podstawowych składników związków biologicznych, w szczególności adeniny i guaniny. Przedstawione badania wzbudzenia cząsteczek izoksazolu zostały wykonane za pomocą elektrostatycznego spektrometru elektronowego, w którym wiązka elektronowa rozpraszana jest na wiązce molekularnej izoksazolu [1]. Na Rys. 1 zamieszczono widmo wzbudzenia oscylacyjnego cząsteczek izoksazolu zmierzone dla energii elektronów podających E i =5 ev oraz kąta rozproszenia Θ=80 o. Obserwuje się wzbudzenie kilku podstawowych modów Natê enie (zliczenia) ν ν ν x10 ν 1,2 + ν ν 1,2 + 2ν ν 1,2 Izoksazol ν 1,2 + 3ν rozci¹ganie C-H x80 E i = 5 ev θ = 80 o 2ν 1,2 2ν 1,2 +ν ,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 Strata energii (ev) Natê enie (zliczenia) x10 0 3,2 3,6 4,0 4,4 4,8 5,2 5,6 v v v 1 3 A' 1 3 A' 2 3 A' 2 3 A' 1 1 A' Izoksazol E R = 0.03 ev Strata energii (ev) Rys. 1. Widmo wzbudzenia oscylacyjnego izoksazolu. Rys. 2. Widmo elektronowego wzbudzenia progowego izoksazolu. oscylacyjnych cząsteczki izoksazolu, rozciągania wiązania C-H (v 1,2 ), oraz O-N (v 13 ), a także drgania wahadłowe atomów H (v 14,15 ) oraz ich nadtony. Występowanie nadtonów w widmie wskazuje na proces rezonansowego wzbudzenia oscylacyjnego przy 5 ev, zachodzący z tworzeniem stanów jonów ujemnych izoksazolu. Na Rys. 2 przedstawiono widmo elektronowego wzbudzenia progowego cząsteczek izoksazolu, zmierzone dla energii końcowej elektronów E R =0.03 ev. W zakresie 5,5 7,5 ev zawiera ono pasma wzbudzenia do stanów walencyjnych, a powyżej 7,5 ev pasma wzbudzenia do stanów Rydberga. Poniżej 5,5 ev obserwuje się wzbudzenie do stanów trypletowych, z widoczną strukturą oscylacyjną w zakresie energii 5 5,5 ev. [1] I. Linert, M. Zubek, J. Phys. B, 39 (2006) mazub@mif.pg.gda.pl Plakat P

28 Wilgotności gleby obserwacje naziemne i satelitarne Mateusz Łukowski 1*, Bogusław Usowicz 1, Wojciech Marczewski 2 1 Instytut Agrofizyki PAN, ul. Doświadczalna 4, Lublin 2 Centrum Badań Kosmicznych PAN, ul. Bartycka 18A, Warszawa Wilgotność gleby jest jednym z wielu czynników wpływających na przepływ energii i cykl wody w przyrodzie. Te fundamentalne procesy nie są jeszcze dokładnie poznane, między innymi dlatego, że pomiary stanu uwilgotnienia gleby ograniczają się z reguły do pomiarów punktowych prowadzonych na niewielkich obszarach. Jednocześnie natura mierzonych wielkości wykazuje dużą zmienność czasowo-przestrzenną, co w połączeniu z czasochłonnością pomiarów sprawia, że badania dla dużych terenów, prowadzone w ten sposób, stają się nieekonomiczne lub wręcz niemożliwe. Współcześnie agrofizyka podejmuje ważne wyzwanie rozwojowe, którym jest wykorzystanie obserwacji satelitarnych dla oceny zmienności czasowej i przestrzennej procesów fizycznych i biologicznych w środowisku. Od niedawna, dzięki użyciu nowych metod i technik, możliwa stała się obserwacja wilgotności gleby z poziomu satelity. Badania te są wystarczająco częste i dokładne, aby stać się bardzo ważnym elementem kompleksowych ocen środowiska na duże skale, od regionalnej po globalną. W pracy użyto pomiarów otrzymanych z pasywnego radiometru MIRAS, zbudowanego przez Europejską Agencję Kosmiczną w ramach misji satelitarnej SMOS (Soil Moisture and Ocean Salinity). Misja ma na celu między innymi określenie wilgotności gleby z pomiarów temperatury jasnościowej powierzchni Ziemi w częstotliwości 1.4 GHz (pasmo L). Dokładność otrzymanych danych wynosi co najmniej 4% wilgotności objętościowej gleby, zmierzonej z rozdzielczością ok. 40 kilometrów. Uzyskane dane zostały przedstawione w formie map uwilgotnienia gleby pokrywających obszar Polski. Przebiegi czasowe wilgotności zostały porównane z danymi uzyskanymi ze stacji agrometeorologicznych, należących do Instytutu Agrofizyki PAN i stanowiących sieć naziemnych punktów referencyjnych, pokrywającą obszar Ściany Wschodniej Polski. Praca została częściowo sfinansowana z grantu nr N N oraz programu PECS, No SWEX-R Soil Water and Energy Exchange/Research. m.lukowski@ipan.lublin.pl 202 Plakat P-26

29 Optycznie stymulowana luminescencja żywicy epoksydowej domieszkowanej pochodną karbazolu Ewa Mandowska * Instytut Fizyki, Akademia im. Jana Długosz, ul. Armii Krajowej 13/15, Częstochowa Optycznie stymulowana luminescencja (OSL) jest techniką pomiarową stosowaną coraz częściej. W pierwszym etapie ekscytujemy próbkę zapełniając poziomy pułapkowe (np. światłem o odpowiednio wysokiej energii λ exc ). Następnie układ przechodzi w stan metatrwały z nierównowagowym obsadzeniem poziomów energetycznych na skutek zaniku wszystkich procesów szybkich. Powrót do stanu podstawowego możliwy jest poprzez silną stymulację światłem o długości fali λ s, podczas której obserwujemy promienistą rekombinację w zakresie λ<λ s. Przeprowadzono analizę rozkładu stanów rekombinacyjnych żywicy epoksydowej modyfikowanej pochodną karbazolu (R 5 EPK) (R- ruetapox, EPK epoksypropylokarbazol) wykorzystując technikę OSL rozdzielczą widmowo. Próbkę ekscytowano lampą Xe 75W, długością fali λ exc =286 nm natomiast stymulacji dokonywano tą samą lampą, długością fali λ s =820 nm. Pomiary OSL przeprowadzano w zakresie temperatur T= K. Widma OSL polimeru R 5 EPK w zakresie nm przedstawiono na Rys. 1. Zawężenie zakresu widma OSL wynika z konieczności użycia filtrów optycznych separujących układ detekcyjny od składowej λ s. OSL (a. u.) OSL R5EPK T=80K T=90K T=95K T=100K D³ugoœæ fali (nm) Rys. 1. OSL żywicy epoksydowej z 5% wagową zawartością epoksypropylokarbazolu (R 5 EPK), Widma powstały po dodaniu do siebie kolejnych klatek mierzonych w czasie 2400 s Podziękowania. Praca naukowa częściowo finansowana ze środków na naukę w latach , projekt badawczy N N e.mandowska@ajd.czest.pl Plakat P

30 Neomedia w dydaktyce fizyki Aneta Mika * VI Liceum Ogólnokształcące im. Stefana Czarnieckiego w Szczecinie, ul. Jagiellońska 41, Szczecin Dydaktyka fizyki bazuje na solidnym fundamencie jakim jest eksperyment fizyczny. Z badań wynika, że uczeń zapamiętuje około 90% informacji, gdy jest w proces dydaktyczny zaangażowany czynnie. W szkole XXI wieku trudno jest jednak uczyć fizyki w sposób aktywizujący ucznia, gdy doskwiera chroniczny brak godzin dydaktycznych przeznaczonych na realizację programu (w klasach o profilu humanistycznym w tzw. nowym liceum nauczyciel ma na ten cel do dyspozycji 3 godziny w całym cyklu nauczania, gdy tymczasem w starym liceum miał do dyspozycji około 8 godzin w cyklu, czyli tyle ile teraz realizuje w klasach z rozszerzonym programem nauczania fizyki). Pewną formą pomocy dla nauczyciela mogą być neomedia. Przez termin neomedia rozumie się nowe, elektroniczne i cyfrowe środki interaktywnego przekazu, które umożliwiają stosowanie wirtualnych kombinacji, w postaci przekazywania w tym samym czasie zróżnicowanych treści w dowolnym dynamicznym ujęciu.[1] Stosowanie neomediów pozwala odbiorcy na kreowanie symbolicznej rzeczywistości i skłania go do podejmowania nietypowych, niestandardowych zachowań. Aktywizuje odbiorcę niezależnie od tego czy jest nim uczeń czy nauczyciel. Stosowanie ICT podczas lekcji sprawia, że nauczyciel nie musi już zajmować pozycji autorytarnej, może być partnerem w konwersacji i współpracy z uczniami, co bardzo sprzyja całemu procesowi nauczania i uczenia się, natomiast uczniowie pracując z komputerem automatycznie stają się bardziej aktywni w zdobywaniu wiedzy. Neomedia dają szerokie spektrum możliwości. Począwszy od interaktywnych symulacji doświadczeń fizycznych, przez rozwiązywanie zadań i testów, tworzenie prezentacji i stron WWW, po uczestnictwo za pośrednictwem platform w wykładach e-learningowych oraz telekonferencjach. Nauczyciele mają możliwość interaktywnej wymiany doświadczeń z kolegami z całego świata. Uczestniczą w międzynarodowych projektach i przedsięwzięciach organizowanych między innymi przez EIROforum, EGU czy CERN.[2][3] [1] B. Wenta, Neomedia i telematyka nowe wyzwanie edukacyjne, w: Neomedia w dydaktyce i działaniach wychowawczo opiekuńczych, red. K. Wenta, E Perzycka, Szczecin [2] A. Mika, Nauczyciel kontra neomedia, w: Technologie informacyjne w warsztacie nauczyciela, red. J.Migdałek, W Folta, Kraków 2010 [3] A. Mika, Rola neomediów we współpracy międzynarodowej nauczycieli, w: Edukacja Informacyjna. Neomedia w społeczeństwie wiedzy, red. K. Wenta, E. Perzycka, Szczecin mika.aneta@wp.pl 204 Plakat P-28

31 Wiązki i wiry optyczne w nanowizualizacji i nanomanipulacji Wojciech Nasalski *, Agata Roszkiewicz, Witold Szabelak Instytut Podstawowych Problemów Techniki Polskiej Akademii Nauk ul. Pawińskiego 5b, Warszawa Wiązki światła będące rozwiązaniami przyosiowego równania falowego, takie jak wiązki Hermita-Gaussa (HG) i Laguerra-Gaussa (LG) wyższych rzędów, charakteryzują się bogatą niejednorodną strukturą przestrzenną w ich amplitudzie, fazie i polaryzacji. Z tego powodu stanowią one cenne narzędzie w realizacji optycznych procesów pułapkowania, sortowania, sterowania, samoorganizacji i wizualizacji nanoelementów i nanostruktur z takich elementów złożonych. Przedstawione zostaną wybrane przykłady takich procesów, realizowanych przy pomocy wiązek światła w układach optycznych charakterystycznych dla skaningowych mikroskopów sił atomowych i pola bliskiego. Między innymi przedstawione zostaną uznane już za typowe procesy pułapkowania nanocząsteczek przy użyciu metalowej sondy z wykorzystaniem promieniowania plazmonów polarytonów powierzchniowych, manipulacji nanocząsteczek przy pomocy wektorowych wiązek LG o polaryzacji kołowej oraz samorganizacji układów nanocząsteczek poddanych działaniu wektorowych wiązek HG o zmiennej liniowej polaryzacji pola. Zostanie również przedstawiony sposób zwiększenia zdolności rozdzielczej układu optycznego przy pomocy wirów optycznych prowadzonych przez wiązki LG. Ponadto, zaprezentowane zostaną wyniki prac prowadzonych ostatnio w powyższym zakresie w Zespole Badawczym Nanofotoniki IPPT PAN. W szczególności opisane zostanie zjawisko sprzężenia międzypolaryzacyjnego pola wiązek HG i LG i tego zjawiska konsekwencje, w postaci generacji wiązek światła wyższych rzędów oraz pobudzania, propagacji i rozszczepiania wirów optycznych na planarnych strukturach fotonicznych [1]. Opisane zostanie kierunkowe przełączanie plazmonów polarytonów powierzchniowych na planarnych nanostrukturach periodycznych i jego potencjalne wykorzystanie w konstrukcji koncentratorów optycznych [2]. Przedstawiony zostanie również model otwartego rezonatora optycznego zbudowanego na bazie elementów metamateriałowych, wraz z opisem generacji wiązek optycznych wyższych rzędów zachodzącej w takiej rezonansowej nano-meta-strukturze [3]. [1] W. Nasalski, Phys. Rev. E, 74 (2006) ; Bull. Pol. Ac. Tech., 58 (2010) 141. [2] A. Roszkiewicz, W. Nasalski, J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys., 43 (2010) [3] W. Szabelak, W. Nasalski, Appl. Phys. B - Lasers and Optics, 103 (2011) wnasal@ippt.gov.pl Plakat P

32 Zestawienie relacji świadków i wyników analizy śladów pozostawionych prawdopodobnie przez piorun kulisty Wiesław Polak * Katedra Fizyki Stosowanej, Politechnika Lubelska, ul. Nadbystrzycka 38, Lublin Dziesięć lat temu, podczas gwałtownej burzy z piorunami w miejscowości Rozkopaczew (30 km od Lublina) miało miejsce zagadkowe zdarzenie, którego świadkami było około 10 osób. Gdy schronili się w jednym z pomieszczeń pełniącym rolę letniej kuchni, nastąpiło tam jednoczesne rozbicie dwóch okien znajdujących się na dwóch prostopadłych ścianach, czemu towarzyszył niecodzienny dźwięk. Zdarzenie to zostało przedstawione w regionalnej telewizji [1] jako przypadek niecodziennego zdarzenia, gdzie piorun wpadł do pomieszczenia pełnego ludzi jednym oknem i wypadł drugim. Po kilku dniach od zdarzenia, autor podjął próbę weryfikacji tej informacji poprzez zebranie szczegółowych informacji od świadków, zrobienie zdjęć z miejsca zdarzenia oraz zabezpieczenie materialnych śladów: kawałków szkła z rozbitych okien oraz zewnętrznych siatek ochronnych ze śladami uszkodzeń tkaniny (podobnie jak w pracy [2]). Podczas oględzin został odkryty i zabezpieczony kamyk (fragment zaprawy budowlanej lub betonu) wbity w drewnianą ramę okna. Zebrany materiał pozwolił na niemal całkowite zrekonstruowanie obydwu szyb oraz określenie położenia otworów w siatce względem centrum pęknięcia szyb. Uszkodzenia jednego z okien dają się wytłumaczyć przez uderzenie z zewnątrz dwóch lub trzech szybko i wspólnie poruszających się obiektów, z których centralny o średnicy ok. 3 cm mógł być piorunem kulistym, a drugim był znaleziony kamyk utrzymywany tuż przy jego powierzchni prawdopodobnie przez siły elektrostatyczne. Centralny obiekt nie spowodował przepalenia siatki, ale jej rozerwanie, podobne do uszkodzeń spowodowanych przez kamyk. Sugeruje to, że hipotetyczny piorun kulisty miał własności ciała stałego [3], które jednak podczas zderzenia z siatką uległo destrukcji i nie spowodowało punktowego uszkodzenia szyby, ale wepchnięcie jej dolnej części do środka po oderwaniu sporego kawałka ramy. Wbicie się kamyka w drewno świadczy o dużej prędkości całego układu (tu: o kierunku ukośnym do kierunku wiatru), nadawanego prawdopodobnie przez oddziaływanie dodatnio naładowanego centrum układu z ujemnymi ładunkami liniowego wyładowania elektrycznego tuż po jego uderzeniu w ziemię. [1] Informacja telewizyjna TVP O/Lublin, Panorama Lubelska, r. [2] M. Stenhoff, Nature, 260 (1976) 596. [3] O. A. Sinkiewicz, Teplofizyka Wysokich Temperatur, 35 (1997) w.polak@pollub.pl 206 Plakat P-30

33 Quantum Dynamics of Two Qubits in Dicke Model Stanisław Prajsnar * Instytut Fizyki, Uniwersytet Szczeciński, ul. Wielkopolska 15, Szczecin In our paper we consider the spontaneous emission from a small sample of a pair of two-level atoms (Dicke model [1]), which are initially in an arbitrary quantum state. The collective behaviour of spatially distributed atoms has been widely discussed by Ficek end Tanaś [2]. The Hamiltonian for identical atoms and quantized electromagnetic field is taken in the form [3] + * ωk, sak, sak, s + ( gk, ss ak, s + gk, ss ak, s + h.c. ) H = ω AS3 + + (1) k, s k, s where ω A is the energy separation between two atomic levels and the collective spin operators and annihilation and creation operators satisfy the well-known commutation relations. Using the method of projection operators and introducing the Born, Markov and RWA approximations, we obtain the master equation for the atomic density operator ρ γ ρ = iω A 2 t 2 where γ is the Einstein coefficient for spontaneous emission. [ S ρ] + ( S ρs S S ρ ρs S ), (2) Since the mean value S 2, S3 is a constant of motion, we are able to consider the 3-dimensional space of states, spanned by the eigenvectors of S 2, S3. For the initial states ρ ( 0) = S, M M, S, we have the general solution of Eq. (2): c M (t), (3) where the coefficients c M (t) have to be determined and we choose the maximal co-operation number S = 1. With the help of Eq. (3) we calculate: P of the system and subsystems states, the entanglement of a mixed state ρ defined as the average entanglement of an ensemble of pure states that represents ρ [4-5], both the inversion and dipole moment fluctuations. [1] R.H. Dicke, Phys. Rev. 93 (1954) 99. [2] Z. Ficek, R. Tanaś, Phys. Rep. 372 (2002) 369. [3] G.S. Agarwal, Springer Tracts in Modern Physics, Vol.70, pp 25-33, Springer Berlin [4] W.K. Wootters, Phys. Rev. Lett., 80 (1998) [5] R. Horodecki, P. Horodecki, M. Horodecki, K. Horodecki, Rev. Mod. Phys., 81 (2009) prajsnar@wmf.univ.szczecin.pl the purity ( ρ ) = Tr { ρ 2 } Plakat P

34 Biomineralizacja struwitu w warunkach in vitro w obecności drobnoustrojów z rodzaju Proteus sp. Jolanta Prywer 1*, Agnieszka Torzewska 2 1 Instytut Fizyki, Politechnika Łódzka, ul. Wólczańska 219, Łódź 2 Zakład Immunobiologii Bakterii, Instytut Mikrobiologii, Biotechnologii i Immunologii, Uniwersytet Łódzki, ul. Banacha 12/16, Łódź Struwit, (fosforan amonowo-magnezowy, NH 4 MgPO 4 6H 2 O) to komponent tzw. infekcyjnych kamieni moczowych, którego zarodkowanie i wzrost są uzależnione od istnienia w drogach moczowych drobnoustrojów, głównie z rodzaju Proteus sp. [1]. Drobnoustroje te wytwarzają ureazę enzym rozkładający mocznik do ditlenku węgla i amoniaku. Uwolniony amoniak powoduje wzrost ph moczu, co w konsekwencji prowadzi do wzrostu koncentracji następujących jonów: NH 4+, CO 3 2- i PO Jony te razem z jonami Mg 2+, które normalnie występują w moczu prowadzą do krystalizacji struwitu. W prezentowanej pracy przedstawiamy charakteryzację procesu wzrostu struwitu ze sztucznego moczu w obecności Proteus mirabilis. Zastosowany układ odtwarza warunki naturalnie panujące w organizmie ludzkim w czasie zakażenia bakteriami z rodzaju Proteus sp. Wyniki eksperymentu wskazują, że morfologia kryształów struwitu i przebieg procesu wzrostu ściśle zależy od ph, którego wartość wzrasta z czasem ze względu na aktywność ureazy bakteryjnej. Kryształy posiadają dobrze wykształcone ściany zewnętrzne, ale są zbudowane z jednostek wielkości od 1 do 3 µm, pomiędzy którymi występują pory. Prawdopodobnie kryształy powstają w procesie zorientowanej agregacji tych jednostek [2]. Wydaje się, że agregacja ta jest związana między innymi z polaryzacją spontaniczną struwitu [3] i jest unikalną cechą struwitu rosnącego w obecności drobnoustrojów. Ponadto, drobnoustroje są aktywnymi centrami heterogenicznego zarodkowania i, prawdopodobnie, odgrywają ważną rolę w procesie formowania się dendrytów, które są charakterystyczne dla wyższego ph. Drobnoustroje tworzą mikrośrodowisko zróżnicowane pod względem koncentracji jonów wapnia i magnezu, wpływając w ten sposób na krystalizację. Przeprowadzone badania wskazują, że proces wzrostu kryształów w obecności drobnoustrojów jest nie tylko procesem fizykochemicznym, ale również podlega złożonym mechanizmom regulacji biologicznej. [1] K.H. Bichler, E. Eipper, K. Naber, V. Braun, R. Zimmermann, S. Lahme, Int. J. Antimicrob. Agents 19 (2002) 488. [2] J. Prywer, A. Torzewska, Cryst. Res. Tech. 45 (2010) [3] Z. Romanowski, P. Kempisty, J. Prywer, S. Krukowski, A. Torzewska, J. Phys. Chem. A 114 (2010) jolanta.prywer@p.lodz.pl 208 Plakat P-32

35 Jednokierunkowa propagacja plazmonów polarytonów powierzchniowych na strukturach periodycznych Agata Roszkiewicz *, Witold Szabelak, Wojciech Nasalski Instytut Podstawowych Problemów Techniki Polskiej Akademii Nauk ul. Pawińskiego 5b, Warszawa Przedstawiona zostanie nowa konfiguracja dwuwarstwowej jednowymiarowej metalowej struktury umożliwiającej jednokierunkową propagację plazmonów polarytonów powierzchniowych (SPP) przy zachowaniu reżimu padania normalnego [1]. Struktura składa się z dwóch prostokątnych periodycznych metalowych siatek dyfrakcyjnych wypełnionych dielektrykami, umieszczonych jedna nad drugą i przesuniętych względem siebie. Okazuje się, że nawet niewielka zmiana poziomego przesunięcia siatek względem siebie lub zmiana współczynnika załamania dielektryka wypełniającego strukturę, pozwala na uzyskanie wyraźnej zmiany kierunku przepływu energii w polu bliskim. SPP mogą być wzbudzane za pomocą fali płaskiej lub wiązki o skończonym przekroju i niejednorodnym rozkładzie amplitudy i fazy (wiązki Gaussa i Hermita- Gaussa wyższych rzędów) [2]. Zastosowanie wiązek pozwala także na generację składowej wyższego rzędu o polaryzacji ortogonalnej, która może być wyraźnie wzmocniona na granicy dielektryka i metamateriału [3]. Silne wzmocnienie pola EM przy powierzchni pozwala na wizualizację nanoobiektów z rozdzielczością poniżej rozdzielczości Rayleigha. Tego typu struktury mogą być wykorzystywane także przy projektowaniu urządzeń optycznych, takich jak optyczne przełączniki, elementy układów VLSI, w których istotna jest kontrola kierunku propagacji energii, oraz koncentratory plazmonowe do fotodetektorów. Rys. 1. Wektor Poyntinga i kierunek propagacji energii w pobliżu dwuwarstwowej metalowej struktury do połowy wypełnionej dielektrykiem o współczynniku załamania 1.5. Przesunięcie względne warstw: a) 0.2 okresu, b) okresu. [1] A. Roszkiewicz, W. Nasalski, J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys., 43 (2010) [2] W. Nasalski, Phys. Rev. E, 74 (2006) [3] W. Szabelak, W. Nasalski, Appl. Phys. B - Lasers and Optics, 103 (2011) 369 * arosz@ippt.gov.pl Plakat P

36 Elipsometryczne i ramanowskie badania naprężeń mechanicznych w warstwie dielektryka i podłożu półprzewodnikowym struktury MOS Witold Rzodkiewicz 1*, Mirosław Kulik 2, Mariusz Latek 1 1 Zakład Charakteryzacji Struktur Nanoelektronicznych, Instytut Technologii Elektrnonowej, Al. Lotników 32/46, Warszawa 2 Instytut Fizyki, Uniwersytet Marii Curie Skłodowskiej w Lublinie, Pl. M. Curie-Skłodowskiej 1, Lublin W Zakładzie Charakteryzacji Struktur Nanoelektronicznych ITE od kilku lat prowadzone są badania rozkładów parametrów elektrycznych i fotoelektrycz-nych w strukturach MOS (metal tlenek półprzewodnik). W badaniach tych, wykazujemy charakterystyczny kopułkowaty kształt rozkładu tych parametrów (z największymi wartościami w środku i najmniejszymi w narożach kwadratowej bramki) [1,2]. Takimi parametrami są napięcie wyprostowanych pasm, U FB i efektywna kontaktowa różnica potencjałów φ MS. Biorąc pod uwagę nasze wyniki badań [3,4] postawiono hipotezę, że nierównomierne kształty rozkładu parametrów elektrycznych spowodowane są nierównomiernym kształtem rozkładu naprężeń mechanicznych pod metalową bramką. Aby udowodnić, lub obalić, tę hipotezę prowadzone są badania naprężeń i odkształceń występujących w strukturach MOS. W pracy tej przedstawione zostały wstępne wyniki rozkładów naprężeń w warstwie dielektrycznej (SiO 2 ) zmierzonych metodą spektroskopii Ramana w okolicy bramki metalowej (aluminiowej) i pod nią. Na krawędziach bramki zaobserwowano naprężenia rozciągające a pod bramką naprężenia ściskające w warstwie dielektryka (SiO 2 ). Ponadto, wyznaczone zostały także naprężenia mechaniczne w podłożu półprzewodnikowym (Si) z zastosowaniem elipsometrii spektroskopowej i modelu pochodnych ułamkowych. Wyniki badań naprężeń mechanicznych podłoża Si, wyznaczone obiema ww. metodami były porównywalne (rzędu 100MPa). [1] A. Kudla et al., Thin Solid Films, 450 (2004) 203. [2] H. M. Przewłocki et. al., Thin Solid Films, 516 (2008) [3] S. M. Hu, J. Appl.Phys., 70 (1991) 53. [4] H. M. Przewłocki and H. Z. Massoud, J. Appl. Phys., 92 (2002) rzodki@ite.waw.pl 210 Plakat P-34

37 Współliniowa fragmentacja w zderzeniach bardzo ciężkich jąder Izabela Skwira-Chalot * Instytut Fizyki Doświadczalnej, Uniwersytet Warszawski, ul. Hoża 69, Warszawa Celem eksperymentu 197 Au Au, przy energii 15 MeV/nukleon, który został wykonany w INFN LNS w Katanii przy użyciu wielodetektorowego układu CHIMERA, było badanie mechanizmu zderzeń dwóch ciężkich jąder atomowych. Analiza wspomnianego eksperymentu doprowadziła do zaobserwowania nowego mechanizm reakcji szybkiego i niemal współliniowego podziału ciężkiego układu jądrowego na trzy lub cztery duże fragmenty. W zderzeniach skrajnie ciężkich układów, takich jak 197 Au Au, reakcja fuzji jest wzbroniona ze względu na zbyt silne odpychanie kulombowskie i jądrową niestabilność jądra złożonego. Wobec tego, możemy badać reakcje rozpraszania głęboko-nieelastycznego, w wyniku którego powstają dwa wzbudzone fragmenty pocisko- i tarczo-podobny (PLF i TLF). W zależności od parametru zderzenia jak również od energii wzbudzenia fragmentów pierwotnych (PLF i TLF) możemy obserwować sytuację, kiedy jeden z nich (reakcja z trzema fragmentami) lub oba ulegają rozerwaniu (reakcja z czterema fragmentami). Powstałe fragmenty emitowane są praktycznie współliniowo w kierunku osi pierwotnego rozlotu układu PLF + TLF. Porównanie danych eksperymentalnych z dynamicznym modelem rozpraszania głęboko-nieelastycznego, wynika że reakcje z trzema i czterema fragmentami powstają w pół-peryferyjnych zderzeniach, w zakresie wartości momentu pędu od 0.5 do 0.7 L max (maksymalna wartość momentu pędu, odpowiadająca zderzeniom grazing ). Czas po którym następuje rozerwanie PLF lub/i TLF jest bardzo krótki, poniżej 100 fm/c. * Izabela.Skwira@fuw.edu.pl Plakat P

38 Własności optyczne tlenków na powierzchni implantowanego GaAs badane metodą elipsometrii spektralnej Arkadiusz Smolarz 1*, Mirosław Kulik 1, Witold Rzodkiewicz 2, Krzysztof Pyszniak 1, Andrzej Droździel 1, Marcin Turek 1, Dariusz Mączka 3 1 Instytut Fizyki, Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej Lublin, Pl. M. Curie-Skłodowskiej 1, Lublin 2 Instytut Technologii Elektronowej, Al. Lotników 32/46, Warszawa 3 Instytut Atomowej Energii, Otwock-Świerk Celem prowadzonych badań było określenie wpływu procesu implantacji jonami In + i Ar + do SI GaAs (100), na funkcje dielektryczne tlenku naturalnego pokrywającego naświetlane powierzchnie. Proces implantacji In + i Ar + odpowiednio o energiach 250 kev oraz 100 kev i dawkami 3x10 16 cm -2 przeprowadzono w temperaturze pokojowej. W badaniach własności optycznych warstw tlenków naturalnych i ich grubości wykorzystywano metodę elipsometrii spektroskopowej SE [1]. Badania metodą SE w zakresie spektralnym λ od 250 nm do 1000 nm, przy kątach padania 65 o, 70 o i 75 o używając elipsometr typu VASE firmy WOOLAM, z rotującym analizatorem przeprowadzono dla próbek przed i po implantacji. Wyznaczono widma funkcji dielektrycznej tlenków naturalnych oraz ich grubości d ox wykorzystując metodę MAIE [2]. Próbki opisano modelami trzy i cztero-fazowym odpowiednio dla GaAs przed i po implantacją [2]. Wartości funkcji dielektrycznej krystalicznego c-gaas i po naświetleniu jonami amorficznego a-gaas zostały wzięte z [3]. Dla tlenków naturalnych na powierzchni c-gaas współczynnik załamania n ox i ekstynkcji k ox w funkcji długości fali opisano związkami Cauche go [3], zaś dla próbek po procesie implantacji zastosowano metodę minimalizacyjną z procedurą Point by Point, zaproponowaną w oprogramowaniu VASE [3]. Stwierdzono, że po implantacji Ar + do GaAs wartości stałej dielektrycznej i d ox są większe od odpowiednich wielkości dla tlenku na powierzchni c-gaas. Zaobserwowano również pasma w widmach funkcji dielektrycznej tlenku na GaAs implantowanym In + dla części urojonej i rzeczywistej. Te efekty są związane z utlenianiem powierzchni uszkodzonej jonowo i wzbogaconej w atomy indu. Tlen z atmosfery wnika do warstwy uszkodzonej i łączy się z indem. Wynikiem tego procesu jest wzrost d ox i zmiana wartości n ox i k ox. [1] H. Fujiwara Spectroscopic Ellipsometry Principles and Applications, Wiley, John Wiley & Sons LTD [2] R.M. A. Azzam N.M. Bashara Ellispometry and Polarized Light, Nord Holland Publishing Company Amsterdam, New York Oxford [3] J.A. Woollam Co. Inc. WVASE 32 program v 3.386, tabulated at UNL (Lincoln University, Nebrasca, USA) smolarz.arek@gmail.com 212 Plakat P-36

39 Wpływ preparatyki próbki na czułość metody MALDI TOF MS w detekcji izolowanych z neutrofili świń peptydów antybakteryjnych Anna Smolira 1*, Joanna Wessely-Szponder 2 1 Zakład Fizyki Molekularnej, Instytut Fizyki, Uniwersytet Marii Curie Skłodowskiej, Pl. M. Curie-Skłodowskiej 1, Lublin 2 Zakład Patofizjologii Katedry Przedklinicznych Nauk Weterynaryjnych, Wydział Medycyny Weterynaryjnej, Uniwersytet Przyrodniczy, ul. Akademicka 12, Lublin Metoda MALDI (Matrix Assisted Laser Desorption Ionization) w połączeniu ze spektrometrem mas z pomiarem czasu przelotu jonów (TOF MS) stanowi niezastąpione narzędzie służące do detekcji i identyfikacji mas cząsteczkowych ciężkich biomolekuł [1,2]. Z powodu niestabilności termicznej nie mogą być one poddane analizie masowo spektrometrycznej przy pomocy, tradycyjnie stosowanej do pomiaru mniejszych mas, metody laserowej desorpcji (LD). Dodatkowym atrybutem metody MALDI TOF jest jej wysoka czułość oraz brak konieczności wcześniejszego oczyszczania próbek, co ma szczególne znaczenie w przypadku badań próbek pochodzenia biologicznego takich jak białka, peptydy czy lipidy [3]. Istotą przygotowania próbki do pomiaru metodą MALDI jest dobranie do niej odpowiedniej matrycy, sporządzenie przy pomocy właściwych rozpuszczalników roztworów próbki i matrycy, oraz wymieszanie w odpowiednich proporcjach obydwu roztworów. Kilka mikrolitrów tak uzyskanej mieszaniny umieszcza się następnie na powierzchni stolika desorpcyjnego oraz suszy strumieniem chłodnego powietrza aż do całkowitego odparowania rozpuszczalników [4]. Przedmiotem badań był zawarty w ekstrakcie przygotowanym z izolowanych neutrofili świń peptyd antybakteryjny PR-39 (4716 Da). Ma on bezpośrednie działanie antybakteryjne, a także szerokie spektrum działań na układ immunologiczny, które można brać pod uwagę przy wprowadzaniu nowych terapii antybiotykowych [6-8]. Celem badań była optymalizacja procesu preparatyki próbki, poprzez dobór odpowiednich proporcji próbki i matrycy w mieszaninie obu roztworów, w kierunku uzyskania maksymalnego natężenia prądu jonowego tworzonego przez zawarty w próbce peptyd PR-39. [1] L.M. Ben van Baar, FEMS Microbiology Reviews 24 (2000) 193 [2] A. Smolira, S. Ptasińska, M. Smolira, L. Michalak, Vacuum, 78, Issues 2-4, (2005) 655 [3] S. Ptasińska, A. Bajuk, L. Michalak, Vacuum, 70 (2003) 439 [4] A. Bajuk, K. Głuch, L. Michalak, Rapid Commun. Mass Spectrom., 15 (2001) 2383 [5] J. Wessely-Szponder, B. Majer Dziedzic, A. Smolira, Journal of Microbiological Methods 83 (2010) 8 [6] S.S.L. Hartwig, V.N. Kokryakov, K. M. Swiderek, G. M. Aleshina, C. Zhao, R. I. Lehrer, FEBS Lett. 362 (1995) 65 [7] G. Hortin, Clin. Chem. 52 (2006) 1223 [8] V. N. Kokryakov, S. Hartwig, E. A. Panyutich, et al. FEBS. 372 (1993) 231 * ania.smolira@gmail.com Plakat P

40 Wybrane algorytmy numeryczne w skalarnej teorii dyfrakcji Aleksander Sokołowski * Zakład Informatyki w Zarządzaniu, Politechnika Rzeszowska, al. Powstańców Warszawy 8, Rzeszów Opis propagacji pola świetlnego w przestrzeni swobodnej opiera się na przybliżonych rozwiązaniach równania falowego. Jednym z przybliżeń stosowanych w obliczeniach numerycznych jest wzór dyfrakcyjny Helmholtza- Kirchhoffa uzupełniony warunkami Sommerfelda: (1) gdzie a 1 jest polem źródłowym, a 2 polem po propagacji na odległość z. Powyższy wzór można przekształcić wykorzystując rozwinięcie fali kulistej na fale płaskie do postaci [1, 2]: (2) Obydwa wzory z matematycznego punktu widzenia są sobie tożsame. Z numerycznego punktu widzenia wzór (2) jest wydajniejszy, ponieważ w algorytmie numerycznym można zastosować algorytm szybkiej transformacji Fouriera. Z numerycznego punktu widzenia obydwa wzory różnią się zasadniczo. Dla większych wartości odległości propagacji z wzór (1) daje wyniki zgodne z doświadczeniem, natomiast wzór (2) przeciwnie. Z kolei dla mniejszych wartości z zachodzi sytuacja odwrotna (obydwa wzory zostały wyprowadzone przy założeniu m. in., że λ << z). [1] W. D. Montgomery, J. Opt. Soc. Am., 57, (1967) 772. [2] W. D. Montgomery, J. Opt. Soc. Am., 58, (1968) alex5@prz.edu.pl 214 Plakat P-38

41 Badanie dwuwymiarowych struktur fononicznych przy użyciu metody fal płaskich oraz spektroskopii Brillouina Angelina Sterczyńska *, Bogusław Mróz Wydział Fizyki, Uniwersytet im. A. Mickiewicza, ul. Umultowska 85, Poznań Kryształy fononiczne to elastyczne analogi materiałów fotonicznych. Wskutek obecności fononicznej przerwy wzbronionej, propagacja fal akustycznych możliwa jest tylko dla wybranych częstości (energii). Interesującym jest fakt, że szerokość tej przerwy zależy od wzajemnych relacji gęstości, stałych sprężystych materiałów kompozytowych oraz ich geometrii. Celem badań było uzyskanie relacji dyspersji ω( k ) dla sieci kwadratowych dziur powietrznych rozmieszczonych w matrycy: krzemionkowej i aluminiowej, odpowiednio tak, jak pokazują to rys.1 i 2. Rys. 1 Mikrogram AFM dziur powietrznych w matrycy krzemionkowej. Stała sieciowa a =420 nm, średnica dziury d=200 nm. Rys. 2 Kostka aluminiowa (sześcian 30 mm x 30 mm x 30 mm). Do obliczenia struktury pasmowej zastosowano metodę fal płaskich, a w przypadku struktury z rys.1, wyniki symulacji porównano z widmami Brillouina fononów powierzchniowych rozchodzących się w strukturze. Poniższe rysunki 3 i 4 pokazują wyniki symulacji struktury pasmowej dla periodycznie modyfikowanego dwutlenku krzemu i aluminium, odpowiednio: Rys. 3 Zależność dyspersyjna dla Rys. 4 Zależność dyspersyjna dla a=500 nm, r= nm, f=0.5. a=3.50 mm, r=1.50 mm, f= a.sterczynska3@wp.pl Plakat P

42 Podziękowania Pragniemy złożyć podziękowanie osobom z Zakładu Fizyki Powierzchni Wydziału Fizyki UAM a szczególnie dr. hab. Maciejowi Krawczykowi za pomoc przy programowaniu z użyciem metody fal płaskich. Jesteśmy wdzięczni również dr Aleksandrze Trzaskowskiej za pomoc przy uzyskaniu wyników eksperymentalnych, a także mgr. Bartłomiejowi Graczykowskiemu za pomoc przy symulacjach za pomocą pakietu COMSOL. [1] P. Nowak, M. Krawczyk, Computational Methods in Science and Technology, 16 (2010) [2] M.S. Kushwaha, et al., Appl. Phys. Lett., 64 (1994) [3] B. Mróz, S. Mielcarek, J. Phys. D: Appl. Phys., 34 (2001)

43 Sprzężenie międzypolaryzacyjne w otwartym nano-meta-rezonatorze Witold Szabelak *, Agata Roszkiewicz, Wojciech Nasalski Instytut Podstawowych Problemów Techniki Polskiej Akademii Nauk Ul. Pawińskiego 5b, Warszawa Zaprezentowane zostaną własności polaryzacyjno-modowe otwartego nano-meta-rezonatora (NMR) [1] złożonego z elementów dielektrycznych i metamateriałowych w tym przypadku bezstratnych i bezdyspersyjnych. Podany zostanie warunek rezonansu opisujący całkowitą kompensacje fazy pola. Opisana zostanie ewolucja wiązek Hermite a-gaussa typu elegant (EHG) [2] determinowana poprzez efekt sprzężenia międzypolaryzacyjnego [3]. Schemat rezonatora z rozkładem pola wejściowego i wyjściowego pokazuje rys. 1. Widoczna jest na nim ortogonalność polaryzacji wyjściowej w stosunku do wejściowej, TM do TE, oraz generacja wiązki EHG wyższego rzędu. Rezonator może znaleźć zastosowanie w zaawansowanych układach służących do nanowizualizacji oraz nanomanipulacji, w czujnikach optycznych i generatorach wyższych rzędów wiązek EHG. Działanie typowe dla metamateriałów może być realizowane np. poprzez elementy prowadzące SPP [4]. Rys. 1. Otwarty nano-meta-rezonator. Wprzęgnięcie poprzez TIR między ośrodkiem 1 i 4 (promień kreskowany). Zamknięty obieg wiązki w rezonatorze oznaczono promieniem czarnym. Wyprzęgnięcie poprzez TIR na granicy między ośrodkiem 1 i 2 (promień kropkowany). [1] J. B. Pendry, Phys. Rev. Lett., 85 (2000) [2] A. E. Siegman, J. Opt. Soc. Am., 63 (1973) [3] W. Nasalski, Phys. Rev. E, 74 (2006) ; W. Nasalski, Bull. Pol. Ac. Tech., 58 (2010) 141. [4] A. Roszkiewicz, W. Nasalski, J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys., 43 (2010) wszab@ippt.gov.pl Plakat P

44 Jonizacja i fragmentacja molekuł etanolu C 2 H 5 OH w zderzeniach z elektronami Ewelina Szot *, Leszek Wójcik, Krzysztof Głuch Instytut Fizyki, Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej, Pl. M. Curie-Skłodowskiej 1, Lublin Podwójnie ogniskujący spektrometr pozwala na zastosowanie metody MIKE (Mass Analyzed Ion Kinetic Energy). Spektrometr taki został zbudowany w Zakładzie Fizyki Molekularnej Instytutu Fizyki UMCS. Daje to możliwość wyznaczenia szeregu bardzo istotnych cech badanych molekuł. W oparciu o otrzymane rozkłady energii kinetycznej jonów fragmentacyjnych możliwe jest wyznaczenie kanałów fragmentacji, średniej energii kinetycznej powstałych jonów, wyznaczenie czasów życia jonów metastabilnych oraz energii wiązania jonów macierzystych [1-4]. Poznanie tych własności dla stosunkowo prostych molekuł jak również bardziej skomplikowanych układów, jakimi są klastery, może wyjaśnić wiele procesów zachodzących w przyrodzie jak i w układach laboratoryjnych. W ramach niniejszej pracy wykonane zostały badania procesów jonizacji i fragmentacji etanolu (C 2 H 5 OH). Uzyskano widmo masowe o wysokiej zdolności rozdzielczej i wyznaczono energię jonizacji dla jonów powstałych w wyniku zderzeń molekuł etanolu z wiązką elektronów. Dzięki zastosowaniu techniki MIKE określono kanały rozpadu, jakim ulegają jony macierzyste i wtórne. [1] K. Głuch, J. Cytawa, L. Michalak, Int. J. of Mass Spectrom., 278 (2008) 10. [2] K. Głuch, J. Cytawa, L. Michalak, Int. J. of Mass Spectrom., 273 (2008) 20. [3] K. Głuch, E. Szot, A. Gruszecka, M. Szymańska-Chargot, J. Cytawa, L. Michalak, Vacuum, 83 (2009) 20. [4] K. Głuch, S. Matt-Leubner, O. Echt, P. Scheier, T.D. Märk, Vacuum, 81 (2007) Ewelina.Szot@gmail.com 218 Plakat P-41

45 Warstwy wielokrotne Co/Au z gradientem pola koercji indukowanym przez bombardowanie jonami He + Bogdan Szymański 1*, Michał Matczak 1,2, Feliks Stobiecki 1, Piotr Kuświk 1, Daniel Lengemann 3, Arno Ehresmann 3, 1 Instytut Fizyki Molekularnej PAN, ul. Smoluchowskiego 17, Poznań 2 Wydział Fizyki Technicznej Politechniki Poznańskiej, ul. Nieszawska 13a, Poznań 3 Institute of Physics and CINSaT, University of Kassel, D-34132Kassel, Germany Zbadano wpływ celowego gradientu dawki jonów He + o energii 10 kev na właściwości magnetyczne warstw wielokrotnych (Co 0.8nm/Au 1nm) N (N = 1, 2, 3) nanoszonych metodą rozpylania magnetronowego na podłoża krzemowe pokryte warstwa buforową Ti/Au. Dla wybranej grubości subwarstwy kobaltu (0.8 nm) wykazują one silną, prostopadłą anizotropię magnetyczną i dla N<=3 mają prostokątną pętlę histerezy. Próbki były bombardowane przy użyciu specjalnej procedury zapewniającej w przybliżeniu liniową zmianę dawki jonów wzdłuż wybranego kierunku. Zmiany własności magnetycznych indukowane bombardowaniem były badane z wykorzystaniem polarnego magneto-optycznego efektu Kerra. Lokalne pętle histerezy były zdejmowane z submili-metrowych obszarów wzdłuż gradientu dawki. Na Rys. 1 widać, że we wszystkich badanych warstwach bombardowanie lekkimi jonami indukuje dobrze określony, prawie stały gradient pola koercji (dh C /dx). Dzięki temu przemagnesowanie zachodzi poprzez ruch ścian domenowych w kierunku równoległym do dh C /dx. Pozwala to na wykorzystanie omawianych warstw do manipulacji cząstkami magnetycznymi [1]. Pole koercji [Oe] Dawka [He + /cm 2 ] x x x x10 14 N=1 N=2 N= Pozycja na próbce [mm] Rys. 1. Zmiany pola koercji wzdłuż gradientu dawki jonów dla warstw wielokrotnych z różną liczba powtórzeń N. Górna skala pokazuje przybliżoną dawkę jonów [1] M. Urbaniak et al., Phys. Rev. Lett 105 (2010) szyman@ifmpan.poznan.pl Plakat P

46 Modyfikacja funkcji kanałów SV tonoplastu przez wybrane związki metaloorganiczne ołowiu i cyny Zenon Trela *, Janusz Miśkiewicz, Stanisław Przestalski Katedra Fizyki i Biofizyki, Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, ul. C.K. Norwida 25/27, Wrocław Kanały kationowe napięciowozależne, wolnoaktywujące tonoplastu (SV) występują powszechnie w komórkach roślinnych, zostały odkryte jako pierwsze spośród kanałów błony wakuolarnej [1] i są dość dobrze opisane w literaturze [2]. W niniejszej pracy przedstawiono wyniki badań nad oddziaływaniem trimetyloołowiu i cyny (Met 3 PbCl, Met 3 SnCl) z kanałami SV tonoplastu komórek Beta vulgaris. Stosując metodę patch-clamp mierzono prąd elektryczny (jonowy) przez pojedyncze kanały SV w wyizolowanej łatce tonoplastu (konfiguracja łatki: inside out) oraz prąd przewodzony przez całą populację tych kanałów obecnych w błonie wyizolowanej wakuoli (konfiguracja whole vacuole). Jak wykazały badania, obydwa związki metaloorganiczne powodują inhibicję kanałów SV w sposób zależny od stężenia, przy czym optimum ich działania obserwowano przy stężeniu 100 μm. Obecność trimetylo-ołowiu, -cyny w środowisku inkubacyjnym powoduje zmniejszenie charakterystycznej dla kanałów SV składowej odkomórkowej makroskopowego prądu jonowego o około 60% w stosunku do wartości obserwowanej w warunkach kontrolnych. Pomiary prądów mikroskopowych przez pojedyncze kanały SV wykazały, że badane związki zmniejszają prawdopodobieństwo otwarcia kanału (o około rząd wielkości w stosunku do kontroli) nie zmieniając znacząco przewodnictwa elektrycznego kanału (75 ps w kontroli i ok. 70 ps w obecności 100 μm Met 3 PbCl lub Met 3 SnCl), jak również nie wpływając na średni czas otwarcia kanału. Można zatem przypuszczać, że ewentualne miejsca wiążące dla związku metaloorganicznego znajdują się poza obszarem filtra selektywności kanału, a oddziaływanie związku z makromolekułą białka kanałowego prowadzi do zaburzenia kinetyki przejść konformacyjnych białka pomiędzy stanami zamknięcia i otwarcia. Wykazano też, że trimetyloołów zaburza dalekozasięgowe korelacje pomiędzy stanami otwarcia i zamknięcia w obecność 100 μm Met 3 PbCl w ośrodku inkubacyjnym zmniejsza wartości średnie wykładników Hursta, będących miarą tych korelacji. Praca finansowana ze środków na naukę w latach jako projekt badawczy MNiSW nr N N [1] R Hedrich, UI Flügge, JM Fernandez., FEBS Lett, 204 (1986) [2] Pottosin II, Schönknecht G. J Exp Bot, 58(2007) zenon.trela@up.wroc.pl 220 Plakat P-43

47 Przykłady uczniowskich prac naukowych z fizyki Mirosław Trociuk * II Liceum Ogólnokształcące we Włodawie Szkoła, jako instytucja, której podstawowym zadaniem jest realizacja procesu dydaktyczno-wychowawczego, nieczęsto staje się środowiskiem w pełni sprzyjającym działaniom twórczym. Uczniowie pozostają więc biernymi odbiorcami przekazywanych im treści programowych. Jednakże istnieje możliwość angażowania się uczniów w podejmowaniu szczególnego rodzaju wysiłku poznawczego, a mianowicie przygotowywanie uczniowskich prac naukowych. W przypadku fizyki, główną siłą napędową tego rodzaju aktywności, są konkursy przedmiotowe, zarówno krajowe jak i międzynarodowe. Pojawia się wówczas niepowtarzalna okazja realizacji innych celów dydaktycznych, nieosiągalnych w typowym procesie lekcyjnym. Godne podkreślenia jest przede wszystkim wprowadzenie ucznia w swego rodzaju wstępne studium zgłębiania tajników metodologii pracy naukowej. Charakter prac może być różny, począwszy od typowych prac badawczych czy obserwacyjnych, poprzez opracowania o charakterze przeglądowym, prace konstrukcyjne (gdzie uczniowie samodzielnie konstruują aparaturę obserwacyjno-badawczą), a skończywszy na programach komputerowych. Tematyka prac zwykle bywa bardzo zróżnicowana i dotyczy wielu dziedzin fizyki, astronomii czy też ekologii w sensie badania wybranych obszarów środowiska naturalnego. Uczeń podejmujący się takiego zadania, zazwyczaj staje przed zupełnie nowym, nieznanym i trudnym zagadnieniem. Warunki jakie trzeba spełnić, aby z powodzeniem zacząć realizować uczniowskie prace naukowe to: postawa twórcza, zarówno ucznia, jak i nauczyciela; jasno określony i sformułowany cel; gotowość nauczyciela do udzielania pomocy uczniowi w każdej sytuacji, w której będzie jej potrzebował. Nie można ucznia zostawić samemu sobie. Nawet wtedy kiedy nauczyciel nie zna rozwiązania problemu, powinien wiedzieć gdzie szukać wsparcia. odpowiednia atmosfera. trociuk@gmail.com Plakat P

48 Badania wpływu jonów lantanowców na strukturę ciekłej wody za pomocą spektroskopii Ramana Mikhail Tsvirko 1*, Aleksander Svetashev 2 1 Instytut Chemii, Ochrony Środowiska i Biotechnologii, Akademia im Jana Długosza, Al. Armii Krajowej 13/15, Częstochowa 2 Narodowe Centrum Monitoringu Ozonu, Białoruski Uniwersytet Państwowy, ul. Kurczatowa,7, Mińsk, Białoruś Widmo Ramana w zakresie pasma drgań rozciągających O-H (ν~ cm -1 ) było używane do badania wpływu trójdodatnich jonów lantanowców na strukturę wody ciekłej w stężonych wodnych roztworach CeCl 3 oraz GdCl 3 (C~0.5 3 M). Zaobserwowano, że kształt badanego pasma ramanowskiego wodnych roztworów soli lantanowców (III) różni się znacząco od pasma czystej wody (Rys. 1). Widma różniczkowe otrzymane z porównania poszczególnych Intensity CeCl 3 in H 2 O 1 - H 2 O M M M M wavenumber, 1/cm Arbitrary Units x 4 Wavenumber, cm -1 Ce -Gd Ce -Li Rys.1. Widmo Ramana roztworów CeCl 3 Rys. 2. Widmo różniczkowe roztworów LnCl 3 widm Ramana odzwierciedlają znaczącą rozbieżność między widmem roztworu soli Ln 3+ a widmem czystej wody, tak samo jak i widmem standardowego roztworu LiCl (C~1.5 9M) (Rys. 2). Oprócz pasm związanych wodorowo klasterów wody (H 2 O) r i kompleksów anion-woda (H 2 O) s Cl - w roztworach soli chlorków Ln (III) powstają nowe pasma kompleksów typu Ln 3+ [H 2 O] m H 2 O n (ν max ~ cm - 1 ) oraz Ln 3+ [H 2 O] m Cl - (ν ~3360 p max cm-1 ), gdzie n~10 18; p~1 3; [H 2 O] m oznacza pierwszą sferę koordynacyjną jonu Ln 3+. Ta sfera zawiera 9 cząsteczek wody w przypadku Ce 3+, a w przypadku aq Gd3+ pomiędzy 9 a 8. Wystąpienie w tych aq stężeniach kompleksów [Ln 3+ Cl - ], w których jon Cl - wchodzi w wewnętrzną sferę koordynacyjną lantanowca jest mało prawdopodobne. Zaobserwowana różnica w widmach równomolowych wodnych roztworów CeCl 3 oraz GdCl 3 (Rys. 2) jest wynikiem różnych promieni jonowych Ce 3+ i aq Gd3+. aq * m.tsvirko@ajd.czest.pl 222 Plakat P-45

49 Splątane atomy kadmu: od metod wytwarzania do testów nierówności Bella T. Urbańczyk 1*, M. Strojecki 2, M. Krośnicki 3, J. Koperski 1 1 Instytut Fizyki im. M. Smoluchowskiego, Uniwersytet Jagielloński, ul. Reymonta Kraków 2 Instytut Katalizy i Fizykochemii Powierzchni PAN, ul. Niezapominajek Kraków 3 Instytut Fizyki Teoretycznej i Astrofizyki, Uniwersytet Gdański, ul. Wita Stwosza Gdańsk W ostatnich latach dużym zainteresowaniem cieszą się badania obiektów kwantowych znajdujących się w tzw. stanach splątanych [1]. Stan splątany to rodzaj skorelowanego stanu kwantowego dwóch cząstek, który charakteryzuje się niespotykaną w fizyce klasycznej właściwością, polegającą na tym, że stan całego układu jest lepiej określony niż stan poszczególnych części składowych. Dzięki swojej naturze obiekty splątane mają cały szereg zastosowań, począwszy od testowania fundamentalnych praw mechaniki kwantowej (łamanie nierówności Bella), poprzez przetwarzanie informacji kwantowej (komputer kwantowy), na kryptografii kwantowej kończąc (niemożliwe do złamania szyfry kwantowe [2]). Prezentujemy eksperyment wzorowany na propozycji Fry a i innych [3], którego celem jest wytworzenie par atomów kadmu splątanych ze względu na orientację spinu jądrowego. Wytwarzane w wiązce naddźwiękowej dimery kadmu 111 Cd 2 pod wpływem oddziaływania z dwoma impulsami laserowymi ulegają fotodysocjacji w procesie wymuszonego adiabatycznego przejścia ramanowskiego. Dzięki wykorzystaniu specyficznych cech dimerów 111 Cd 2 (wynoszący ½ spin jądrowy atomów tworzących cząsteczkę oraz zerowy całkowity moment pędu cząsteczki) atomy powstałe w parach 111 Cd- 111 Cd mają zerowy orbitalny moment pędu oraz przeciwnie zorientowane spiny jądrowe, tj. są w kwantowym stanie splątanym. W realizowanym eksperymencie orientacja poszczególnych spinów jądrowych badana będzie przy pomocy metody selektywnego ze względu na wartość spinu jądrowego, dwustopniowego wzbudzenia i jonizacji [4], dzięki czemu możliwe będzie potwierdzenie faktu splątania atomów oraz testowanie nierówności Bella dla atomów 111 Cd. [1] A. Einstein, B. Podolsky, N. Rosen, Phys. Rev. 47 (1935) 777. [2] A. Ekert, Phys. Rev. Lett. 67 (1991) 661. [3] E.S. Fry, Th. Walther, S. Li, Phys. Rev. A 52 (1995) [4] J. Koperski, M. Strojecki, M. Krośnicki, T. Urbańczyk, J. Phys. Chem. A 115 (2011) tomek.urbanczyk@uj.edu.pl Plakat P

50 Nadwzbudzone stany molekularne obserwowane w procesach fotofragmentacji cząsteczek izoksazolu i tetrahydrofuranu Tomasz J. Wąsowicz 1*, Antti Kivimäki 2, Marcin Dampc 1, Marcello Coreno 2,4, Monica de Simone 2,3, Mariusz Zubek 1 1 Katedra Fizyki Zjawisk Elektronowych, Politechnika Gdańska, ul. Narutowicza 11/12, Gdańsk, Polska 2 GasPhase beamline@elettra, Basovizza Area Science Park, 34149, Triest, Włochy 3 CNR-IOM, Laboratorio Nazionale TASC, Triest, Włochy 4 CNR-IMIP, Monterotondo, Rzym, Włochy Oddziaływanie promieniowania z cząsteczkami może prowadzić do ich fragmentacji jednocześnie w kilku kanałach dysocjacyjnych, poprzez tworzenie stanów nadwzbudzonych (superexcited states). Stany te, o energiach większych od pierwszego progu jonizacji, w procesach fragmentacji są stanami pośrednimi. W komunikacie przedstawione zostaną badania stanów nadwzbudzonych, obserwowanych podczas fotofragmentacji drobin izoksazolu (C 3 H 3 NO) i tetrahydrofuranu (C 4 H 8 O). Obie cykliczne drobiny tworzą pierścień furanowy, który można wyodrębnić w deoksyrybozie w helisie DNA. Toteż często są one wykorzystywane jako drobiny modelowe w badaniach wpływu promieniowania jonizującego na materiał biologiczny [1]. Obecne pomiary zostały wykonane z użyciem promieniowania synchrotronowego w ośrodku Sincrotrone Elettra, Trieste, Włochy, z wykorzystaniem metod spektroskopii fluorescencyjnej [2]. Detekcja fluorescencji, pochodzącej od wzbudzonych fragmentów badanych cząsteczek (Rys. 1), pozwala na identyfikację stanów nadwzbudzonych cząsteczek, a także poznanie ich dynamiki i kanałów dysocjacji [3]. Rys. 1. Natężenie fluorescencji wzbudzonych atomów H(n), n = 4 i 5, obserwowanych w procesie fotofragmentacji drobin izoksazolu i tetrahydrofuranu (THF). Linie przerywane pokazują położenia i szerokości stanów nadwzbudzonych powyższych drobin. [1] L. Sanche, Eur. Phys. J. D 35, (2005) 367. [2] M. Coreno et al., J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom , (2005) 39. [3] T.J. Wąsowicz et al., Phys. Rev. A 83, (2011) twasowicz@mif.pg.gda.pl 224 Plakat P-47