Studiehandboken 06/07 del 4 - KTH

KTH Studiehandbok 2006-2007
5A1582 Bildfysik med inriktning mot biomedicinsk
mikroskopi
Poäng/KTH Credits 4
ECTS-poäng/ECTS Credits 6
Kursnivå/Level
D
Betygsskala/Grading, KTH 3, 4, 5
ECTS-betygsskala/Grading, ECTS
A-F
Obligatorisk för/Compulsory for
TBPHM1
Valfri för/Elective for
BFMT(F4), LAKV(F4)
Språk/Language
Svenska. On request given in English
Kurssida/Course Page
www.biox.kth.se/kjellinternet/physbiommic.ht
ml
Physics of Biomedical
Microscopy
Kursansvarig/Coordinator
Kjell Carlsson,
kjell.carlsson@biox.kth.se
Tel. 5537 8132
Kursuppläggning/Time Period 2
Föreläsningar 28 h
Lab 20 h
Kortbeskrivning
Kursen behandlar fysik och teknologi för mikroskopiska avbildningsmetoder,
särskilt med inriktning mot biomedicinska tillämpningar.
Mål
Kursen skall ge
• kunskaper om grundläggande fysikaliska principer och begränsningar
inom mikroskopiavbildning, med särskild tyngdpunkt på ljusmikroskopi
• matematiska modeller för beskrivning av avbildande system, samt
kvalitetsmått för avbildningen
• inblick i praktiska tekniska systemlösningar
• förtrogenhet med användande av ljusmikroskop avsedda för
biomedicinsk forskning, inklusive digital bildregistrering och bildbehandling
• exempel på biomedicinska tillämpningar och metoder inom
mikroskopi.
Kursinnehåll
Grundläggande optik i ljusmikroskopet. Optiska avbildningsfel.
Objektivtyper. Förstoringsgrad. Numerisk apertur. Mikroskopfotometri.
Detektorer. Brus. Kontrastmetoder (fluorescens, faskontrast, DIC).
Upplösningsförmåga. Fouriermetoder. Optiska överföringsfunktioner.
Tredimensionell mikroskopiavbildning. Sampling och rekonstruktion av
bilddata. Konfokal mikroskopi. Elektronmikroskopi. Tunnel- och
atomkraftsmikroskopi. Optisk närfältsmikroskopi. Röntgenmikroskopi.
Förkunskaper
Grundläggande optisk strålgång och fotometri, motsvarande 5A1202, Fysik
grundkurs II. Elementära kunskaper om Fouriertransformer.
Kursfordringar
En skriftlig tentamen (TEN1; 2.5p).
Fullgjord laborationskurs (LAB1; 1.5 p).
Kurslitteratur
Carlsson, K. Imaging Physics.
Carlsson, K. Light Microscopy.
Laborationsinstruktioner.
Abstract
The course covers the physics and
technology of microscopic imaging
methods, with special emphasis on
biomedical applications.
Aim
The purpose of the course is to give the
student
• knowledge about
fundamental physical principles and
limitations of microscopic imaging,
with special emphasis on light
microscopy
• mathematical models for
describing imaging systems, as well as
quality criteria
• insight in the technology
behind the systems
• familiarity with the use of
light microscopes for biomedical
research, including digital image
recording and processing
• examples of biomedical
applications and methods in
microscopy.
Syllabus
Basic optical layout of the light
microscope. Aberrations. Microscope
objectives. Magnification. Numerical
aperture. Microscope photometry.
Detectors. Noise. Contrast methods
(fluorescence, phase contrast, DIC).
Resolution. Fourier methods. Optical
transfer functions. Three-dimensional
imaging in microscopy. Sampling and
reconstruction of image data. Confocal
microscopy. Tunnel and atomic force
microscopy. Electron microscopy.
Scanning near-field optical microscopy.
X-ray microscopy.
Prerequisites
Basic knowledge in optical raytracing
and photometry (course 5A1202 or
similar). Elementary knowledge of the
Fourier transform.
Requirements
Written exam (TEN1; 2.5 cr).
Laboratory (LAB1; 1.5 cr).
Required Reading
Carlsson, K. Imaging Physics
Carlsson, K. Light Microscopy
Lab. instructions
5A Fysik 115