Moderne Experimentalphysik III: Kerne und Teilchen (Physik VI)
|
|
|
- Jasmin Jaeger
- vor 6 Jahren
- Abrufe
Transkript
1 Moderne Experimentalphysik III: Kerne und Teilchen (Physik VI) Günter Quast, Roger Wolf, Pablo Goldenzweig 04. Mai 2017 INSTITUTE OF EXPERIMENTAL PARTICLE PHYSICS (IEKP) PHYSICS FACULTY KIT University of the State of Baden-Wuerttemberg and National Research Center of the Helmholtz Association
2 2/23 Kapitel 2.1: Nachweis geladener Teilchen in Materie 2
3 3/23 Was wir wissen wollen: Von jedem Teilchen Energie und Teilchenart Teilchennachweis erfolgt durch Wechselwirkung (WW) mit Detektormaterial: 3 Ionisation des Detektormaterials Bremsstrahlung/Paarbildung in elektromagnetischen Feldern im Detektormaterial Kernwechselwirkungen mit dem Detektormaterial. Lokalisation der Ladungstrennung Rekonstruktion der Teilchentrajektorie (Spur) Sammlung aller frei gewordenen Ladungen Rekonstruktion der Energie des Teilchens Stabile Teilchen:
4 4/23 Impulsbestimmung aus der rekonstruierten Spur Spurdetektoren in Magnetfeldern erlauben Impulsbestimmumg: üblichgerweise Solenoid-, manchmal auch Toroidfelder Transversalimpuls im Solenoidfeld 4 Mehr zu Spurdetektoren in der nächsten Woche
5 5/23 Energieverlust durch Ionisation Wichtigste Form der WW für alle geladenen Teilchen Grundlegender Prozess: inelastische Stöße mit gebundenen Elektronen in Atomen des Detektormaterials, charakteristischer Energieverlust (Bethe-Formel) Näherungsformel für mittleren Energieverlust durch Ionisation. Gültig für Teilchen mit Ladung und Teilchennachweis in Form von Kondensationskeimen von Gasbläschen/Nebeltropfen 5 Freien Ladungen (getrennt durch E-Felder)
6 6/23 Bethe-Formel (Herleitung - I) Impulsänderung: Energieübertrag: 6 Elektronendichte im Volumentelement Energieverlust pro Weglänge: :
7 7/23 Bethe-Formel (Herleitung - II) Bestimmung der Integrationsgrenzen: (de-broglie Wellenlänge) Ist lang gegen die Periode,, des Atoms wird sich das Atom langsam strecken und dann wieder in seinen Ausgangszustand zurückkehren, ohne nennenswerten Energieübertrag. Im umgekehrten Fall kann das Elektron als quasi-frei betrachtet werden. Energieverlust pro Weglänge: (Heisenberg) 7
8 7/23 Bethe-Formel (Herleitung - II) Bestimmung der Integrationsgrenzen: (de-broglie Wellenlänge) Ist lang gegen die Periode,, des Atoms wird sich das Atom langsam strecken und dann wieder in seinen Ausgangszustand zurückkehren, ohne nennenswerten Energieübertrag. Im umgekehrten Fall kann das Elektron als quasi-frei betrachtet werden. Energieverlust pro Weglänge: (Heisenberg) 8
9 8/23 Bethe-Formel (Herleitung - III) Typische Ersetzungen: Ab Z=20 Näherung: (Felix Bloch 1933) 9
10 9/23 Bethe-Formel Volle QM Rechnung: 10 Es gibt noch weitere Korrekturen (die auch den Gültigkeitsbereich erweitern)
11 10/23 Bethe-Formel (Diskussion) Energieverlust hängt für hohe Z nur von Materialdichte ab ( ) Für niedrige Energien Für 11 Unabhängig von Masse des einfallenden Teilchens ( ) breites Minimum bei (unabh. von Teilchenart oder Medium, minimal ionizing particle, MIP) Danach logarithmischer Anstieg (bedingt durch Lorentzkontraktion der elektromagnetischen Felder) b.z. 50% bei Gasen, ~10% in Festkörpern
12 10/23 Bethe-Formel (Diskussion) Energieverlust hängt für hohe Z nur von Materialdichte ab ( ) Für niedrige Energien Für 12 Unabhängig von Masse des einfallenden Teilchens ( ) breites Minimum bei (unabh. von Teilchenart oder Medium, minimal ionizing particle, MIP) Danach logarithmischer Anstieg (bedingt durch Lorentzkontraktion der elektromagnetischen Felder)
13 11/23 Breite eines Luftschauers: 13 Front i.a. nicht breiter als 1m
14 11/23 Breite eines Luftschauers: Mittlere in Medium: Front i.a. nicht breiter alsreichweite 1m Integration Bethe-Gleichung Bragg-Peak 14 Medizinische Anwendung in Schwerionentherapie
15 11/23 Breite eines Luftschauers: Mittlere in Medium: Front i.a. nicht breiter alsreichweite 1m Teilchenidentifikation in Integration Bethe-Gleichung Experimenten der Teilchenphysik: Bragg-Peak Identifikation 15 über Bestimmung der Teilchenmasse aus: EPJC 75 (2015) 226 Medizinische Anwendung in Schwerionentherapie Bethe-Gleichung (Bereich kleiner )
16 12/23 de/dx Fluktuationen Bethe-Gleichung mittlerer Energieverlust Blasenkammeraufnahme: Insbesondere in dünnen Absorbern von Fall zu Fall asymmetrische Verteilungen Empirische Beschreibung durch Landau-Verteilung K--Strahl schlägt δ-elektron aus Wasserstoffatom Landau-Verteilung Physikalischer Grund: δ-elektronen (s. rechts) K--Strahl 16
17 13/23 Vielfachstreuung Durch vielfache Coulomb-Streuung (Vielfachstreuung, engl. multiple scattering) Änderung der Bewegungsrichtung Streuwinkel ungefähr nach Gauß verteilt ( zentraler Grenzwertsatz) In der Ebene: Breite der Streuwinkelverteilung nach Wegstrecke in Materie: Streuwinkel im CMS Spurdetektor: Wie groß ist der Streuwinkel für 17 (Anm.: Einführung auf slide 18)?
18 13/23 Vielfachstreuung Durch vielfache Coulomb-Streuung (Vielfachstreuung, engl. multiple scattering) Änderung der Bewegungsrichtung Streuwinkel ungefähr nach Gauß verteilt ( zentraler Grenzwertsatz) In der Ebene: Breite der Streuwinkelverteilung nach Wegstrecke in Materie: Streuwinkel im CMS Spurdetektor: Wie groß ist der Streuwinkel für? Impuls-/Energie- & Spurauflösung oft durch Vielfachstreuung begrenzt. 18 (Anm.: Einführung auf slide 18)
19 14/23 Zusammenfassung: Energieverlust durch Ionisation 19 Nachweis geladener Teilchen in Materie: Lokalisation und Energiemessung Wichtigster Mechanismus für alle geladenen Teilchen: Energieverlust durch Ionisation und Anregung des Nachweismaterials Erwarteter mittlerer Energieverlust: Bethe-Gleichung Fluktuationen in Energieverlust von Fall zu Fall (insb. in dünnen Absorberschichten) beschrieben durch Landau-Verteilung Vielfachstreuung oft limitierender Faktor für Bestimmung der Teilchentrajektorie
20 15/23 Kapitel 2.2: Wechselwirkung von Elektronen und Photonen mit Materie 20
21 16/23 Wechselwirkung von Elektronen mit Materie Zusätzlich zur Ionisation: Niedrige Energien: Hohe Energien: Møller-Streuung ( für e-) Bhabha-Streuung & Paarvernichtung ( für e+) Bremsstrahlung ( beschleunigte Ladung) Können Sie die Prozesse zuordnen? t t t 21
22 16/23 Wechselwirkung von Elektronen mit Materie Zusätzlich zur Ionisation: Niedrige Energien: Hohe Energien: Møller-Streuung ( für e-) Bhabha-Streuung & Paarvernichtung ( für e+) Bremsstrahlung ( beschleunigte Ladung) Können Sie die Prozesse zuordnen? Annihilation t Møller-scattering t Bhabha-scattering 22 Bremsstrahlung t
23 17/23 Bremsstrahlungsspektrum 23 Kontinuierlich bis zur maximalen Energie des Elektrons Zusätzlich charakteristische monoenergetische Linien durch Fluoreszenz des Detektormaterials Bei sehr hohen Energien
24 18/23 Strahlungslänge Mittlerer Energieverlust durch Bremsstrahlung (für Materialien mit großem Z): (Strahlungslänge) 24 Materialspezifische Größe, Einheiten: Nach Durchqueren einer Strahlungslänge in einem bestimmten Material ist die Energie eines hochenergetischen Elektrons im Mittel auf den Bruchteil ( : Eulersche Zahl) abgefallen kürzere Strahlungslänge für Absorber mit höherer Kernladungszahl
25 19/23 Strahlungslänge Mittlerer Energieverlust durch Bremsstrahlung (für Materialien mit großem Z): Materialbudget CMS Tracker: (Strahlungslänge) 25 Beispielwerte: CMS em Kalorimeter ( )
26 20/23 Strahlungslänge Mittlerer Energieverlust durch Bremsstrahlung (für Materialien mit großem Z): Materialbudget CMS Tracker: (Strahlungslänge) Beispielwerte: Welcher Winkelabdeckung entspricht? 26 CMS em Kalorimeter ( )
27 20/23 Strahlungslänge Mittlerer Energieverlust durch Bremsstrahlung (für Materialien mit großem Z): Materialbudget CMS Tracker: (Strahlungslänge) Beispielwerte: Welcher Winkelabdeckung entspricht? 27 CMS em Kalorimeter ( )
28 21/23 Kritische Energie : Energieverlust durch Ionisation = Energieverlust durch Bremsstrahlung Faustformel für Materialabhängigkeit von in Festkörpern: (Festkörper) (Gase) Genauere Werte i.a. tabelliert 28
29 22/23 Kritische Energie : Energieverlust durch Ionisation = Energieverlust durch Bremsstrahlung Faustformel für Materialabhängigkeit von in Festkörpern: (Festkörper) (Gase) Kritische Energie im em Kalorimeter von CMS: Wie groß ist die kritische Energie von Wolfram? Nach wieviel Strahlungslängen erreicht das 29? Genauere Werte i.a. tabelliert
30 22/23 Kritische Energie : Energieverlust durch Ionisation = Energieverlust durch Bremsstrahlung Faustformel für Materialabhängigkeit von in Festkörpern: (Festkörper) (Gase) Kritische Energie im em Kalorimeter von CMS: Wie groß ist die kritische Energie von Wolfram? (Wert in Klammern aus Tabelle) Nach wieviel Strahlungslängen erreicht das 30? Genauere Werte i.a. tabelliert
31 23/23 KW-20 KW-19 KW-18 KW-17 Gliederung der Vorlesung 31
Experimentalphysik VI Kern- und Teilchenphysik Prof. Markus Schumacher ALU Freiburg, Sommersemsester 2010
Experimentalphysik VI Kern- und Teilchenphysik Prof. Markus Schumacher ALU Freiburg, Sommersemsester 2010 Kapitel 7: Nachweis von Teilchen und Detektoren M. Schumacher Kern- und Teilchenphysik Kapitel
Experimentalphysik V - Kern- und Teilchenphysik Vorlesungsmitschrift. Dozent: Prof. K. Jakobs Verfasser: R. Gugel
Experimentalphysik V - Kern- und Teilchenphysik Vorlesungsmitschrift Dozent: Prof. K. Jakobs Verfasser: R. Gugel 12. Februar 2013 Teilchen werden durch ihre Wechselwirkung mit Materie, d.h. dem Detektormaterial,
9.3 Der Compton Effekt
9.3 Der Compton Effekt Im Kapitel Photoelektrischer Effekt wurde die Wechselwirkung von Licht mit Materie untersucht. Dabei wird Licht einer bestimmten Wellenlänge beim Auftreffen auf eine lichtempfindliche
Theory German (Germany)
Q3-1 Large Hadron Collider (10 Punkte) Lies die allgemeinem Hinweise im separaten Umschlag bevor Du mit der Aufgabe beginnst. Thema dieser Aufgabe ist der Teilchenbeschleuniger LHC (Large Hadron Collider)
Teilchenphysik mit höchstenergetischen Beschleunigern (Higgs & Co)
Teilchenphysik mit höchstenergetischen Beschleunigern (Higgs & Co) Detektoren I 05.11.2012 Prof. Dr. Siegfried Bethke Dr. Frank Simon Übersicht Detektoren Vorlesung Detektoren I Einführung, Gesamtkonzepte
3. Kapitel Der Compton Effekt
3. Kapitel Der Compton Effekt 3.1 Lernziele Sie können erklären, wie die Streuung von Röntgenstrahlen an Graphit funktioniert. Sie kennen die physikalisch theoretischen Voraussetzungen, die es zum Verstehen
3.2.6 Wechselwirkungen der Sekundärteilchen
3.2. GELADENE KOMPONENTE 57 eine weiche elektromagnetische (Elektronen und Gamma-Teilchen), eine harte myonische sowieeinehadronischekomponente, die einzeln nachgewiesen werden können und zum Nachweis
Einführung in die Quantentheorie der Atome und Photonen
Einführung in die Quantentheorie der Atome und Photonen 23.04.2005 Jörg Evers Max-Planck-Institut für Kernphysik, Heidelberg Quantenmechanik Was ist das eigentlich? Physikalische Theorie Hauptsächlich
Teilchen sichtbar machen
Teilchen sichtbar machen PD Dr. M. Weber Albert Einstein Center for Fundamental Physics Laboratorium für Hochenergiephysik Physikalisches Institut Universität Bern 1 PD Dr. M. Weber Physik Masterclasses
Kleinster Abstand d zweier Strukturen die noch als getrennt abgebildet werden können.
phys4.02 Page 1 1.5 Methoden zur Abbildung einzelner Atome Optische Abbildung: Kann man einzelne Atome 'sehen'? Auflösungsvermögen: Kleinster Abstand d zweier Strukturen die noch als getrennt abgebildet
Dieter Suter Physik B3
Dieter Suter - 421 - Physik B3 9.2 Radioaktivität 9.2.1 Historisches, Grundlagen Die Radioaktivität wurde im Jahre 1896 entdeckt, als Becquerel feststellte, dass Uransalze Strahlen aussenden, welche den
Unsichtbares sichtbar machen
Unsichtbares sichtbar machen Beschleuniger Detektoren Das Z Boson Blick in die Zukunft, Kirchhoff Institut für Physik, Universität Heidelberg Wozu Beschleuniger und Detektoren? Materie um uns herum ist
Einführung in die Physik II für Studierende der Naturwissenschaften und Zahnheilkunde. Sommersemester VL #46 am
Einführung in die Physik II für Studierende der Naturwissenschaften und Zahnheilkunde Sommersemester 2007 VL #46 am 19.07.2007 Vladimir Dyakonov Atome und Strahlung 1 Atomvorstellungen J.J. Thomson 1856-1940
Fortgeschrittene Experimentalphysik für Lehramtsstudierende. Teil II: Kern- und Teilchenphysik
Fortgeschrittene Experimentalphysik für Lehramtsstudierende Markus Schumacher 30.5.2013 Teil II: Kern- und Teilchenphysik Prof. Markus Schumacher Sommersemester 2013 Kapitel1: Einleitung und Grundbegriffe
Die Entdeckung des Gluons VORTRAG
Die Entdeckung des Gluons VORTRAG 27.01.2015 FAKULTÄT FÜR PHYSIK UND ASTRONOMIE Lehrstuhl für Experimentalphysik I Referent: Andreas Nitsch Gliederung 1. Was sind Gluonen? 2. Erkenntnisse Anfang der 1970
Detektoren in der Hochenergiephysik
Detektoren in der Hochenergiephysik Sommersemester 2005 Univ.Doz.DI.Dr. Manfred Krammer Institut für Hochenergiephysik der ÖAW, Wien Bearbeitung der VO-Unterlagen: DI.Dr. D. Rakoczy Inhalt 1. Einleitung
Theoretische Physik F Statistische Physik
Institut für Theoretische Festkörperphysik Prof. Dr. Gerd Schön Theoretische Physik F Statistische Physik Sommersemester 2010 2 Statistische Physik, G. Schön, Karlsruher Institut für Technologie (Universität)
Wie arbeitet ein Teilchenphysiker? Das Standardmodell, Detektoren und Beschleuniger.
Grafik 2 Vorstellung des Instituts für Kern- und Teilchenphysik Wie arbeitet ein Teilchenphysiker? Das Standardmodell, Detektoren und Beschleuniger. Dipl. Phys. Kathrin Leonhardt 1 Grafik 2 Auf den Spuren
Wechselwirkung zwischen Strahlung und Materie
Wintersemester 2010/2011 Radioaktivität und Radiochemie Wechselwirkung zwischen Strahlung und Materie 11.11.2010 Udo Gerstmann I 0 I I = I. 0 e-µ x Schwächung von Strahlung Energieverlust schwerer geladener
Detektoren und Beschleuniger
Detektoren und Beschleuniger Literatur K. Wille, Physik der Teilchenbeschleuniger und Synchrotronstrahlungsquellen, Teubner Hinterberger, Physik der Teilchenbeschleuniger, Springer S.Humphries Jr., Principles
Stundenprotokoll vom : Compton Effekt
Stundenprotokoll vom 9.12.2011: Compton Effekt Zunächst beschäftigten wir uns mit den einzelnen Graphen des Photoeffekts (grün), des Compton-Effekts (gelb) und mit der Paarbildung (blau). Anschließend
1.2 Grenzen der klassischen Physik Michael Buballa 1
1.2 Grenzen der klassischen Physik 23.04.2013 Michael Buballa 1 1.2 Grenzen der klassischen Physik Die Konzepte klassischer Teilchen und Wellen haben ihren Ursprung in unserer Alltagserfahrung, z.b. Teilchen:
= 6,63 10 J s 8. (die Plancksche Konstante):
35 Photonen und Materiefelder 35.1 Das Photon: Teilchen des Lichts Die Quantenphysik: viele Größen treten nur in ganzzahligen Vielfachen von bestimmten kleinsten Beträgen (elementaren Einheiten) auf: diese
Versuch A05: Bestimmung des Planck'schen Wirkungsquantums
Versuch A05: Bestimmung des Planck'schen Wirkungsquantums 25. April 2016 I Lernziele Entstehung des Röntgen-Bremskontinuums und der charakteristischen Röntgenstrahlung Zusammenhang zwischen Energie, Frequenz
AG 5: Mikrokurse. Ein Mikrokurs Teilchenphysik ist ein kurzer Zusatz zu (vorhandenem) Lehrplanthema
AG 5: Mikrokurse Ein Mikrokurs Teilchenphysik ist ein kurzer Zusatz zu (vorhandenem) Lehrplanthema Bearbeitete Mateialien: Freier Fall mit Antimaterie (AEGIS-Experiment) (Mechanik) Teilchen in Feldern
2. Elementare Stöchiometrie I Definition und Gesetze, Molbegriff, Konzentrationseinheiten
Inhalt: 1. Regeln und Normen Modul: Allgemeine Chemie 2. Elementare Stöchiometrie I Definition und Gesetze, Molbegriff, Konzentrationseinheiten 3.Bausteine der Materie Atomkern: Elementarteilchen, Kernkräfte,
2. Wechselwirkung von Teilchen / Strahlung mit Materie
2. Wechselwirkung von Teilchen / Strahlung mit Materie Detektoren in der Hochenergiephysik Univ.Doz.DI.Dr. Manfred Krammer Institut für Hochenergiephysik der ÖAW, Wien 2. Wechselwirkung von Teilchen /
Abb.15: Experiment zum Rutherford-Modell
6.Kapitel Atommodelle 6.1 Lernziele Sie kennen die Entwicklung der Atommodelle bis zum linearen Potentialtopf. Sie kennen die Bohrschen Postulate und können sie auch anwenden. Sie wissen, wie man bestimmte
Untersuchung der kosmischen Höhenstrahlung mit dem AMS01- Detektor im Weltraum
Untersuchung der kosmischen Höhenstrahlung mit dem AMS01- Detektor im Weltraum Henning Gast I. Physikalisches Institut B Diplomfeier Aachen, 28. Januar 2005 Der AMS01-Detektor im Weltraum AMS01 geflogen
VL Physik für Mediziner 2009/10. Röntgenstrahlung
VL Physik für Mediziner 2009/10 Röntgenstrahlung Peter-Alexander Kovermann Institut für Neurophysiologie Medizinische Hochschule Hannover Kovermann.Peter@MH-Hannover.DE Was ist Röntgenstrahlung und. wer
Nachweis von Strahlung. Wechselwirkung von Strahlung mit Materie. Energieverlust schwerer geladener Teilchen
Wechselwirkung von Strahlung mit Materie Aus mehreren Gründen ist das Verständis der Wechselwirkung von Strahlung und Teilchen mit Materie von ganz entscheidender Bedeutung: die Nachweisprinzipien von
Wechselwirkung von Teilchen mit Materie
Kapitel 16 Wechselwirkung von Teilchen mit Materie 16.1 Grundlegende Prozesse Wir betrachten die grundlegenden Prozesse, die stattfinden, wenn Teilchen Materie durchqueren. Unter Materie verstehen wir
Inhalt. Didaktische und Methodische Hinweise. Kompetenzen. Kontext: Erforschung des Lichts
Kontext: Erforschung des Lichts Leitfrage: Wie kann das Verhalten von Licht beschrieben und erklärt werden? liche Schwerpunkte: Die Erforschung des Lichts als Grundlage zur Beschreibung mittels Modellvorstellungen
Von Gregor Fuhs. 1. Februar 2011
Der Delphi Detektor Von Gregor Fuhs 1. Februar 2011 Inhaltsverzeichnis Der LEP-Beschleuniger Technische Daten des DELPHI Experiments Detektortypen Überblick Der LEP-Beschleuniger CERN, Genf 27km Länge
Elektron-Proton Streuung
Elektron-Proton Streuung Seminar Präzessionsexperimente er Teilchenphysik Sommersemester 014 0.06.014 SIMON SCHMIDT ELEKTRON-PROTON STREUUNG 1 Übersicht Theorie I Kinematik Wirkungsquerschnitte Experiment
Universität Dresden Laborpraktikum Kern- und Teilchenphysik. Blasenkammer (BK)
Universität Dresden Laborpraktikum Kern- und Teilchenphysik Blasenkammer (BK) IKTP TU Dresden, Felix Friedrich, Version 1.0, Stand: November 2008 1 Der Versuch 1.1 Versuchsziel Das Ziel des Versuches ist
Allg. u. Anorg. Chemie
Allg. u. Anorg. Chemie Übungsaufgaben Atommodell SoSe 2014, Amadeu Daten: h=6,6 10-34 J.s, C=3 10 8 m/s. 1) Stellen Sie das klassische Modell für die elektromagnetische Strahlen graphisch dar. Erklären
Vorlesung 21: Roter Faden: Das Elektron als Welle Heisenbergsche Unsicherheitsrelation. Versuch: Gasentladung
Vorlesung 21: Roter Faden: Das Elektron als Welle Heisenbergsche Unsicherheitsrelation Versuch: Gasentladung Juli 7, 2006 Ausgewählte Kapitel der Physik, Prof. W. de Boer 1 Erste Experimente mit Elektronen
Magnetische Monopole
Magnetische Monopole Einführung: Aber in der Schule haben wir doch gelernt... Dirac s Idee symmetrischer Maxwell-Gleichungen Konsequenzen aus der Existenz magnetischer Monopole Quantisierung der elektrischen
Physik IV Einführung in die Atomistik und die Struktur der Materie
Physik IV Einführung in die Atomistik und die Struktur der Materie Sommersemester 011 Vorlesung 04 1.04.011 Physik IV - Einführung in die Atomistik Vorlesung 4 Prof. Thorsten Kröll 1.04.011 1 Versuch OH
Grundwissen. Physik. Jahrgangsstufe 9
Grundwissen Physik Jahrgangsstufe 9 Grundwissen Physik Jahrgangsstufe 9 Seite 1 1. Elektrische Felder und Magnetfelder 1.1 Elektrisches Feld Elektrisches Kraftgesetz: Gleichnamige Ladungen stoßen sich
Das quantenmechanische Atommodell
Ende 93 konzipierte de Broglie seine grundlegenden Ideen über die Dualität von Welle und Korpuskel. Albert Einstein hatte schon 905 von den korpuskularen Eigenschaften des Lichtes gesprochen; de Broglie
31. Lektion. Röntgenstrahlen. 40. Röntgenstrahlen und Laser
31. Lektion Röntgenstrahlen 40. Röntgenstrahlen und Laser Lerhnziel: Röntgenstrahlen entstehen durch Beschleunigung von Elektronen oder durch die Ionisation von inneren Elektronenschalen Begriffe Begriffe:
Fundamentale Physik. < Grundfrage der Menschheit: woraus besteht, wie funktioniert alles? Teilchenphysik, Allgemeine Relativitätstheorie, Kosmologie
Fundamentale Physik > < Grundfrage der Menschheit: woraus besteht, wie funktioniert alles? Teilchenphysik, Allgemeine Relativitätstheorie, Kosmologie Phänomene Phänomene Schwerkraft Radiowellen Licht Phänomene
Physikalische. Grundlagen. L. Kölling, Fw Minden
Physikalische Grundlagen L. Kölling, Fw Minden Radioaktivität kann man weder sehen, hören, fühlen, riechen oder schmecken. Daher muss sie der FA (SB) zumindest verstehen, um im Einsatzfall die erforderlichen
Physik für Mediziner im 1. Fachsemester
Physik für Mediziner im 1. Fachsemester #26 08/12/2010 Vladimir Dyakonov dyakonov@physik.uni-wuerzburg.de Atomphysik Teil 1 Atommodelle, Atomspektren, Röntgenstrahlung Atomphysik Die Atomphysik ist ein
9. Kernphysik 9.1. Zusammensetzung der Atomkerne
Prof. Dieter Suter Physik B2 SS 01 9. Kernphysik 9.1. Zusammensetzung der Atomkerne 9.1.1. Nukelonen Die Atomkerne bestehen aus Protonen und Neutronen. Die Zahl der Nukleonen wird durch die Massenzahl
Schulbücher, Themen- und Arbeitshefte für den Physikunterricht (Sekundarstufe II) (ohne Reihenfolge)
Schulbücher, Themen- und Arbeitshefte für den Physikunterricht (Sekundarstufe II) (ohne Reihenfolge) Schulbuch Themen Klasse 11 Verlag: Klett 2002 3-12-772510-8 Kinematik Dynamik Elektrisches Feld modell
Teilchendetektoren und Experiment an ELSA
Teilchendetektoren und Experiment an ELSA Thema 2: Detektoren und Nachweis von Teilchen von Max Becker Gliederung 1. Wechselwirkung von Teilchen mit Materie a) für Photonen b) für geladene Teilchen c)
Strahlentherapie. Seminar zum Fortgeschrittenenpraktikum Kern- und Teilchenphysik , Christian Breit. 1. Einführung
Strahlentherapie Seminar zum Fortgeschrittenenpraktikum Kern- und Teilchenphysik 22.04.2013, Christian Breit 1. Einführung Krebs ist eine bösartige Entartung von Zellen, die sich unkontrolliert und häufig
v ist die Teilchengeschwindigkeit in grosser Entfernung vom Kern. Die Impulsänderung Δp ist daher
phys4.03 Page 1 Die kinetische Energie E kin des α-teilchens ist vor und nach dem Stoss erhalten, da der Kern in Ruhe bleibt. Daher gilt für den Impuls des α-teilchens p 1 vor dem Stoss und p 2 nach dem
Atomphysik Klasse 9. Aufgabe: Fülle die freien Felder aus!
1. Was gibt die Massenzahl A eines Atoms an? Die Zahl der Neutronen im Kern. Die Zahl der Protonen im Kern. Die Summe aus Kernneutronen und Kernprotonen. Die Zahl der Elektronen. Die Summe von Elektronen
Das Leben als Teilchenphysiker. Wie konnte das nur passieren?
Das Leben als Teilchenphysiker Wie konnte das nur passieren? 1 Teil 1: Warum Teilchenhysik? Eine gute Frage! 2 Das Leben besteht aus Fragen Wer? Wie? Was? Wieviel? Wann? Wo? 3 Heute: Warum Physik/Teilchenphysik?
Grundwissen. Physik. Jahrgangsstufe 7
Grundwissen Physik Jahrgangsstufe 7 Grundwissen Physik Jahrgangsstufe 7 Seite 1 1. Aufbau der Materie 1.1 Atome Ein Atom besteht aus dem positiv geladenen Atomkern und der negativ geladenen Atomhülle aus
Das Higgs-Boson wie wir danach suchen
Das Higgs-Boson wie wir danach suchen Beschleuniger und Detektoren Anja Vest Wie erzeugt man das Higgs? Teilchenbeschleuniger Erzeugung massereicher Teilchen Masse ist eine Form von Energie! Masse und
Auger Elektronenspektroskopie (AES) Photoemissionspektroskopie (XPS, UPS)
Auger Elektronenspektroskopie (AES) Photoemissionspektroskopie (XPS, UPS) 1 Auger-Elektronen-Spektroskopie ist eine Standardanalysetechnik der Oberflächen und Interface-Physik zur Überprüfung a) Reinheit
lichen auf sehr engem Raum konzentriert ist und die positive Ladung trägt
lichen auf sehr engem Raum konzentriert ist und die positive Ladung trägt Kanalstrahlexperimente hatten schwere, positiv geladene Teilchen beim Wasserstoff nachgewiesen Aufgrund von Streuexperimenten postulierte
Physik am LHC - Teil I 44. Herbstschule fu r Hochenergiephysik Maria Laach September, 2012. Sandra Kortner MPI fu r Physik, Munich
Physik am LHC - Teil I 44. Herbstschule fu r Hochenergiephysik Maria Laach September, 2012 Sandra Kortner MPI fu r Physik, Munich S. Kortner: Physik am LHC - Teil I 44. Herbstschule fu r Hochenergiephysik
Wechselwirkung von Ionenstrahlen mit Materie
Wechselwirkung von Ionenstrahlen mit Materie Einführung Nuklearer und elektronischer Energieverlust Entstehung des Strahlenschadens Fehlstellen durch nuklearen Energieverlust Defekte durch elektronischen
Elektrostatik. 4 Demonstrationsexperimente verwendete Materialien: Polyestertuch, Kunststoffstäbe (einer frei drehbar gelagert), Glasstab
Elektrostatik 4 Demonstrationsexperimente verwendete Materialien: Polyestertuch, Kunststoffstäbe (einer frei drehbar gelagert), Glasstab Beschreibe und erkläre die Exp. stichpunkartig. Ergebnis: - Es gibt
R. Brinkmann Seite
R. Brinkmann http://brinkmanndu.de Seite 1 26.11.2013 Der Aufbau der Atome Atommodelle. Annahme: Kleinste Teilchen als Grundbausteine aller Stoffe. Mit Hilfe der Vorstellung, dass alle Stoffe aus kleinsten
Physik. Semester III Teil 2. Abiturwiederholung
Semester III Teil 2 Selbstständige Auswertung von Experimenten zu Emissions- und Absorptionsspektren Grundlagen einer Atomvorstellung (Größe, Struktur, einfache Termschemata) und qualitative Deutungen
Strahlenschutz am Teilchenbeschleuniger
Strahlenschutz am Teilchenbeschleuniger Am Teilchenbeschleuniger muss man sich vor allem vor Elektronen, Photonen und Neutronen schützen. Messung der Strahlung Es liegt nahe eine Größe einzuführen, die
10 Teilchen und Wellen. 10.1 Strahlung schwarzer Körper
10 Teilchen und Wellen Teilchen: m, V, p, r, E, lokalisierbar Wellen: l, f, p, E, unendlich ausgedehnt (harmonische Welle) Unterscheidung: Wellen interferieren 10.1 Strahlung schwarzer Körper JEDER Körper
(in)stabile Kerne & Radioaktivität
Übersicht (in)stabile Kerne & Radioaktivität Zerfallsgesetz Natürliche und künstliche Radioaktivität Einteilung der natürlichen Radionuklide Zerfallsreihen Zerfallsarten Untersuchung der Strahlungsarten
Welle-Teilchen-Dualismus
Welle-Teilchen-Dualismus Andreas Pfeifer Proseminar, 2013 Andreas Pfeifer (Bielefeld) Welle-Teilchen-Dualismus 22. April 2013 1 / 10 Gliederung 1 Lichttheorie, -definition Newtons Korpuskulatortheorie
Schülerworkshop, CERN 27.11.2010. Michael Kobel, Schülerworkshop Netzwerk Teilchenwelt,CERN 27.11.10 1
Masterclasses mit LHC Daten eine Premiere Michael Kobel (TU Dresden) Schülerworkshop, CERN 27.11.2010 Michael Kobel, Schülerworkshop Netzwerk Teilchenwelt,CERN 27.11.10 1 Collider am CERN ALICE ATLAS CMS
Klassische Theoretische Physik: Elektrodynamik
Klassische Theoretische Physik: Elektrodynamik Kaustuv Basu (Deutsche Übersetzung: Jens Erler) Argelander-Institut für Astronomie Auf dem Hügel 71 kbasu@astro.uni-bonn.de Website: www.astro.uni-bonn.de/tp-l
Das Versagen der klassischen Physik Die Entwicklung der Quantenphysik. Quantenmechanische Lösung
Das Versagen der klassischen Physik Die Entwicklung der Quantenphysik Problem Thermisches Strahlungsspektrum Photoelektrischer Effekt, Compton Effekt Quantenmechanische Lösung Planck sche Strahlungsformel:
2.4 Stoßprozesse. entweder nicht interessiert o- der keine Möglichkeit hat, sie zu untersuchen oder zu beeinflussen.
- 52-2.4 Stoßprozesse 2.4.1 Definition und Motivation Unter einem Stoß versteht man eine zeitlich begrenzte Wechselwirkung zwischen zwei oder mehr Systemen, wobei man sich für die Einzelheiten der Wechselwirkung
8.2 Aufbau der Atome. auch bei der Entdeckung der Kathodenstrahlen schienen die Ladungsträger aus den Atomen herauszukommen.
Dieter Suter - 404 - Physik B3 8.2 Aufbau der Atome 8.2.1 Grundlagen Wenn man Atome als Bausteine der Materie i- dentifiziert hat stellt sich sofort die Frage, woraus denn die Atome bestehen. Dabei besteht
Der Urknall im Labor. Experimente mit schweren Atomkernen bei hohen Energien. Harald Appelshäuser Institut für Kernphysik JWG Universität Frankfurt
Der Urknall im Labor Experimente mit schweren Atomkernen bei hohen Energien Harald Appelshäuser Institut für Kernphysik JWG Universität Frankfurt Aufbau der Materie Materie Kristall Atom Atomkern Protonen
Vorstellungen zu Atomen und Quanten. R. Erb 1
Vorstellungen zu Atomen und Quanten R. Erb 1 Atomvorstellung gehört zur Schul- und Allgemeinbildung. Quantenphysikalische Vorstellungen gehören nicht zur Allgemeinbildung und nur bedingt zur Schulbildung.
Das Standardmodell der Teilchenphysik. Clara Fuhrer
1 Das Standardmodell der Teilchenphysik Clara Fuhrer 2 Das Standardmodell der Teilchenphysik Gliederung: Einführung Was ist das Standardmodell Die Elementarteilchen Leptonen Hadronen Quarks Die Wechselwirkungen
Auf den Spuren der Elementarteilchen
Auf den Spuren der Elementarteilchen Beschleuniger und Detektoren Z Produktion und Zerfall Teilchenidentifikation Zusammenhang mit Kosmologie Internationaler Schülerforschungstag, Dresden, 20.3.2007 Michael
Hands on Particle Physics International Masterclasses. WIMP's & Co
Hands on Particle Physics International Masterclasses WIMP's & Co Der Dunklen Materie auf der Spur Wiebke Thurow Institut für Kern- und Teilchenphysik TU Dresden Übersicht Was ist Materie? Warum muss es
Netzwerk Teilchenwelt
Netzwerk Teilchenwelt Ziel: moderne Teilchenphysik entdecken und erleben 18.10.2011 Carolin Schwerdt, Netzwerk Teilchenwelt c/o DESY Spuren hochenergetischer Teilchen im CMS-Detektor Spuren kosmischer
Inhalt. Inhalt. 1 Einführung... 3
Inhalt 1 Inhalt 1 Einführung... 3 2 Physikalische Grundlagen... 5 2.1 Zusätzliche Fragen aus dem Bereich der Anwendung von radioaktiven Stoffen... 12 2.2 Zusätzliche Fragen aus dem Bereich der Anwendung
Physik. Schuleigenes Kerncurriculum. Klasse Kepler-Gymnasium Freudenstadt. Schwingungen und Wellen. Elektrodynamik: Felder und Induktion
1 Klasse 11+12 Elektrodynamik: Felder und Induktion Einführung in die Kursstufe Felder Analogien zwischen Gravitationsfeld, Magnetfeld und elektrischem Feld Eigenschaften, Visualisierung und Beschreibung
10. Der Spin des Elektrons
10. Elektronspin Page 1 10. Der Spin des Elektrons Beobachtung: Aufspaltung von Spektrallinien in nahe beieinander liegende Doppellinien z.b. die erste Linie der Balmer-Serie (n=3 -> n=2) des Wasserstoff-Atoms
Einführung in die Physik II für Studierende der Naturwissenschaften und Zahnheilkunde. Sommersemester VL #42 am
Einführung in die Physik II für Studierende der Naturwissenschaften und Zahnheilkunde Sommersemester 2007 VL #42 am 11.07.2007 Vladimir Dyakonov Resonanz Damit vom Sender effektiv Energie abgestrahlt werden
Die Wellenfunktion ψ(r,t) ist eine komplexe skalare Größe, da keine Polarisation wie bei elektromagnetischen Wellen beobachtet wurde.
2. Materiewellen und Wellengleichung für freie Teilchen 2.1 Begriff Wellenfunktion Auf Grund des Wellencharakters der Materie können wir den Zustand eines physikalischen Systemes durch eine Wellenfunktion
Physik 2 Elektrodynamik und Optik
Physik 2 Elektrodynamik und Optik Notizen zur Vorlesung im Sommersemester 2013 Peter Schleper 6. Juni 2013 Institut für Experimentalphysik, Universität Hamburg peter.schleper@physik.uni-hamburg.de http://www.desy.de/~schleper/lehre/physik2/ss_2013
5.3 Ausblick: Eine weitreichende Anwendung der Planckschen Strahlungsformel
Eberhard Müller: Interdisziplinärer Zugang zu den Grundlagen der Quantentheorie: Beginn der Quantentheorie 5.3 Ausblick: Eine weitreichende Anwendung der Planckschen Strahlungsformel Bei der Entwicklung
7. Elektronendynamik
7. Elektronendynamik Grundproblem: Bewegung der Elektronen in periodischem Potential Grundlegende Fragestellung Unterschiede in der Leitfähigkeit zwischen verschiedenen Materialien Grundprinzipien I Zweiter
GYMNASIUM MUTTENZ MATURITÄTSPRÜFUNGEN 2009 TITEL EF:
GYMNASIUM MUTTENZ MATURITÄTSPRÜFUNGEN 2009 FACH: TITEL EF: Physik Vorbereitung auf Haupt- und Nebenfachstudium Examinator/Examinatorin: Experte/Expertin: Bestimmungen Lösungen - Rechnungsaufgaben sind
Einführungsseminar S2 zum Physikalischen Praktikum
Einführungsseminar S2 zum Physikalischen Praktikum 1. Organisatorisches 2. Unterweisung 3. Demo-Versuch Radioaktiver Zerfall 4. Am Schluss: Unterschriften! Praktischer Strahlenschutz Wechselwirkung von
Elektronen in Metallen. Seminar: Nanostrukturphysik 1 Fakultät: 7 Dozent: Dr. M. Kobliscka Referent: Daniel Gillo Datum:
Elektronen in Metallen Seminar: Nanostrukturphysik 1 Fakultät: 7 Dozent: Dr. M. Kobliscka Referent: Datum: 1.01.14 Gliederung 1. Einleitung 1.1 Elektronen 1. Metalle. Drude-Modell.1 Ohm'sches Gesetz. Grenzen
Strukturaufklärung (BSc-Chemie): Einführung
Strukturaufklärung (BSc-Chemie): Einführung Prof. S. Grimme OC [TC] 13.10.2009 Prof. S. Grimme (OC [TC]) Strukturaufklärung (BSc-Chemie): Einführung 13.10.2009 1 / 25 Teil I Einführung Prof. S. Grimme
Entwicklung der Atommodelle
Entwicklung der Atommodelle Entwicklung der Atommodelle Demokrit 460 v Chr. Nur scheinbar hat ein Ding eine Farbe, nur scheinbar ist es süß oder bitter; in Wirklichkeit gibt es nur Atome im leeren Raum.
Bernstein. Elektronen sind die wohl bekanntesten Elementarteilchen.
Bernstein Elektronen sind die wohl bekanntesten Elementarteilchen. Der Name kommt vom griechischen elektron und bedeutet Bernstein. Bernstein ist eine goldgelbe organische Substanz aus dem fossilen Harz
Was die Welt im Innersten zusammenhält
Was die Welt im Innersten zusammenhält V 1.0 Thomas Hebbeker RWTH, III. Phys. Inst. A Masterclasses Aachen 2010 Übersicht: Teilchen und Kräfte Exp. Methoden: Beschleuniger und Detektoren Beschleuniger
Bohrsches Atommodell / Linienspektren. Experimentalphysik für Biologen und Chemiker, O. Benson & A. Peters, Humboldt-Universität zu Berlin
Bohrsches Atommodell / Linienspektren Quantenstruktur der Atome: Atomspektren Emissionslinienspektren von Wasserstoffatomen im sichtbaren Bereich Balmer Serie (1885): 1 / λ = K (1/4-1/n 2 ) 656.28 486.13
2.4. Atome mit mehreren Elektronen
2.4. Atome mit mehreren Elektronen 2.4.1. Das Heliumatom Wellenfunktion für das Heliumatom Nach dem Wasserstoffatom ist das Heliumatom das nächst einfachere Atom. Das Heliumatom besitzt einen Kern der
Die Entdeckung des Gluons
Niels Schlusser 21. November 2014 Die Entdeckung des Gluons Drum hab ich mich der Magie ergeben, Ob mir, durch Geistes Kraft und Mund, Nicht manch Geheimnis würde kund; Dass ich nicht mehr, mit saurem
Der Ursprung der Masse
Der Ursprung der Masse Dieter Zeppenfeld Institut für Theoretische Physik Universität Karlsruhe Dieter Zeppenfeld, Karlsruhe, 24. Juni 2006 p.1 Typischen Massenskalen bekanntes Universum Sonne Erde Elefant
Protokoll zum Versuch Millikanversuch (MV) im Fortgeschrittenenpraktikum
12. Dezember, 2008 Protokoll zum Versuch Millikanversuch (MV) im Fortgeschrittenenpraktikum Klaus Steiniger, Alexander Wagner, Gruppe 850 klaus.steiniger@physik.tu-dresden.de, alexander.wagner2@mailbox.tu-dresden.de
Rätsel in der Welt der Quanten. Leipziger Gespräche zur Mathematik Sächsische Akademie der Wissenschaften
Rätsel in der Welt der Quanten Leipziger Gespräche zur Mathematik Sächsische Akademie der Wissenschaften 1. Februar 2012 Die Klassische Physik Bewegung von Objekten Lichtwellen Bewegung von Objekten Newtonsche
Abb. 1 Solarzellen PHOTOVOLTAIK. Stefan Hartmann
Abb. 1 Solarzellen PHOTOVOLTAIK Stefan Hartmann 1 Gliederung Einführung Grundlegendes zu Halbleitern Generation und Rekombination pn-übergang Zusammenfassung: Was läuft ab? Technisches 2 Einführung Abb.