Unterrichtsmaterialien und Schulexperimente zur Teilchenphysik
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- Meta Goldschmidt
- vor 7 Jahren
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Transkript
1 Unterrichtsmaterialien und Schulexperimente zur Teilchenphysik...von der Fadenstrahlröhre zum Large Hadron Collider 1 J. Merkert Institut für Experimentelle Kernphysik
2 Inhalt Materialien zur Teilchenphysik Website Website Lernsysteme Materialien zu CERN und LHC Website Virtueller Rundgang durch den LHC Demonstrationsexperimente zur Teilchenphysik 2 J. Merkert Institut für Experimentelle Kernphysik
3 Materialien zur Teilchenphysik 3 J. Merkert Institut für Experimentelle Kernphysik
4 4 J. Merkert Institut für Experimentelle Kernphysik
5 5 J. Merkert Institut für Experimentelle Kernphysik
6 Materialien zu CERN und LHC 6 J. Merkert Institut für Experimentelle Kernphysik
7 Large Hadron Rap 7 J. Merkert Institut für Experimentelle Kernphysik
8 Large Hadron Rap 8 J. Merkert Institut für Experimentelle Kernphysik
9 9 J. Merkert Institut für Experimentelle Kernphysik
10 Sammlung deutschsprachiger CERN-Materialien Broschüren 10 J. Merkert Institut für Experimentelle Kernphysik
11 Sammlung deutschsprachiger CERN-Materialien Broschüren Multimedia Spiele etc. 11 J. Merkert Institut für Experimentelle Kernphysik
12 Sammlung deutschsprachiger CERN-Materialien Broschüren Multimedia Spiele etc. Filme 12 J. Merkert Institut für Experimentelle Kernphysik
13 Sammlung deutschsprachiger CERN-Materialien Broschüren Multimedia Spiele etc. Filme Vorlesungen 13 J. Merkert Institut für Experimentelle Kernphysik
14 Sammlung deutschsprachiger CERN-Materialien Broschüren Multimedia Spiele etc. Filme Vorlesungen 14 J. Merkert Institut für Experimentelle Kernphysik
15 Virtueller Rundgang durch den LHC 15 J. Merkert Institut für Experimentelle Kernphysik
16 Virtueller Rundgang durch den LHC 16 J. Merkert Institut für Experimentelle Kernphysik
17 17 J. Merkert Institut für Experimentelle Kernphysik
18 Teilchenphysik multimedial 18 J. Merkert Institut für Experimentelle Kernphysik
19 Unterrichtsstunden Powerpoint-Präsentationen incl. Videos und Animationen für eine Doppelstunde (Oberstufe) und eine Einzelstunde (Mittelstufe) 19 J. Merkert Institut für Experimentelle Kernphysik
20 Demonstrationsexperimente zur Teilchenphysik 20 J. Merkert Institut für Experimentelle Kernphysik
21 Teilchenphysik Entdeckung des Elektrons Braun sche Röhre U 21 J. Merkert Institut für Experimentelle Kernphysik
22 Teilchenphysik Entdeckung des Atomkerns Rutherford-Versuch 22 J. Merkert Institut für Experimentelle Kernphysik
23 Teilchenphysik Entdeckung weiterer Elementarteilchen in der kosmischen Strahlung (Myon, Positron,...) Funkenkammer, Nebelkammer, Myonenkanne Myon 23 J. Merkert Institut für Experimentelle Kernphysik
24 Teilchenphysik Entdeckung weiterer Elementarteilchen in der kosmischen Strahlung (Myon, Positron,...) Funkenkammer, Nebelkammer, Myonenkanne Myon Photomultiplier Thermoskanne Wasser geladenes Teilchen 24 J. Merkert Institut für Experimentelle Kernphysik
25 Teilchenphysik Myonenkanne: Koinzidenz-Messung kosmische Herkunft der Strahlung J. Merkert Institut für Experimentelle Kernphysik
26 Teilchenphysik Myonenkanne: Koinzidenz-Messung ausgedehnte Luftschauer J. Merkert Institut für Experimentelle Kernphysik
27 Teilchenphysik Myonenkanne: Koinzidenz-Messung ausgedehnte Luftschauer 27 J. Merkert Institut für Experimentelle Kernphysik
28 Teilchenphysik Entdeckung der Quarks Elektronenbeugungsröhre U A Graphitfolie 28 J. Merkert Institut für Experimentelle Kernphysik
29 Teilchenbeschleuniger Teilchenerzeugung Röhrenfernseher, Braun sche Röhre, Fadenstrahlröhre Kathode U A Metallzylinder Anode 29 J. Merkert Institut für Experimentelle Kernphysik
30 Teilchenbeschleuniger Teilchenerzeugung Röhrenfernseher, Braun sche Röhre, Fadenstrahlröhre 90 kv Glühkathode Anode Wasserstoff 30 J. Merkert Institut für Experimentelle Kernphysik
31 Teilchenbeschleuniger Teilchenerzeugung Röhrenfernseher, Braun sche Röhre, Fadenstrahlröhre 90 kv Glühkathode Anode Wasserstoff 31 J. Merkert Institut für Experimentelle Kernphysik
32 Teilchenbeschleuniger Beschleunigung Röhrenfernseher, Braun sche Röhre, Fadenstrahlröhre Kathode U A Anode 32 J. Merkert Institut für Experimentelle Kernphysik
33 Teilchenbeschleuniger Beschleunigung Röhrenfernseher, Braun sche Röhre, Fadenstrahlröhre Teilchenquelle Driftröhren aus Metall ~ Hochfrequenz-Generator (feste Frequenz) 33 J. Merkert Institut für Experimentelle Kernphysik
34 Teilchenbeschleuniger Kreisbeschleuniger Fadenstrahlröhre ~ 34 J. Merkert Institut für Experimentelle Kernphysik
35 Teilchenbeschleuniger Kreisbeschleuniger Fadenstrahlröhre B r 35 J. Merkert Institut für Experimentelle Kernphysik
36 Teilchenbeschleuniger Zyklotron Fadenstrahlröhre Ionenquelle DEEs Magnetfeld Strahl ~ Hochfrequenz- Generator (feste Frequenz) 36 J. Merkert Institut für Experimentelle Kernphysik
37 Teilchenbeschleuniger Synchrotron Fadenstrahlröhre 37 J. Merkert Institut für Experimentelle Kernphysik
38 Teilchenbeschleuniger Fokussierung Braun sche Röhre (Wehnelt-Zylinder) Leuchtschirm Kathode Wehnelt-Zylinder Anode U A 38 J. Merkert Institut für Experimentelle Kernphysik
39 Teilchenbeschleuniger Fokussierung Beschleunigtes Teilchen Gasatom Strahlrohr 39 J. Merkert Institut für Experimentelle Kernphysik
40 Teilchenbeschleuniger Fokussierung Beschleunigtes Teilchen Gasatom Strahlrohr 40 J. Merkert Institut für Experimentelle Kernphysik
41 Teilchenbeschleuniger Fokussierung Beschleunigtes Teilchen Gasatom Strahlrohr 41 J. Merkert Institut für Experimentelle Kernphysik
42 Teilchenbeschleuniger Fokussierung Braun sche Röhre 42 J. Merkert Institut für Experimentelle Kernphysik
43 Teilchenbeschleuniger Vakuum Braun sche Röhre, Elektronenbeugungsröhre 43 J. Merkert Institut für Experimentelle Kernphysik
44 Teilchendetektoren Ladungsbestimmung Braun sche Röhre, Fadenstrahlröhre U A 44 J. Merkert Institut für Experimentelle Kernphysik
45 Teilchendetektoren Impulsbestimmung Fadenstrahlröhre B r 45 J. Merkert Institut für Experimentelle Kernphysik
46 Teilchendetektoren Impulsbestimmung Fadenstrahlröhre F L = F Z B r q v B q B r = = m v r 2 m v = r p 46 J. Merkert Institut für Experimentelle Kernphysik
47 Teilchendetektoren Impulsbestimmung Fadenstrahlröhre F L = F Z B r q v B q B r = = m v r 2 m v = r p 47 J. Merkert Institut für Experimentelle Kernphysik
48 Teilchendetektoren Teilchendetektion mit Szintillatoren Braun sche Röhre, Fadenstrahlröhre,... ionisierendes Teilchen Photodetektor Szintillator Lichtleiter 48 J. Merkert Institut für Experimentelle Kernphysik
49 Teilchendetektoren Teilchendetektion mit Szintillatoren Kalorimeter Szintillator Absorptionsmaterial Lichtleiter Photomultiplier 49 J. Merkert Institut für Experimentelle Kernphysik
50 Teilchendetektoren Myonenkammern Gasdetektor = Geiger-Müller-Zählrohr Außenelektrode Innenelektrode Füllgas ionisierendes Teilchen Signal U 0 50 J. Merkert Institut für Experimentelle Kernphysik
51 Teilchendetektoren Myonenkammern Vieldraht-Proportionalkammer ionisierendes Teilchen Anodendrähte Kathodendrähte 51 J. Merkert Institut für Experimentelle Kernphysik
52 Einsatzmöglichkeiten Teilchenphysik erklärt mit Demonstrationsexperimenten Parallel zum Unterricht Zusätzliche Aspekte und Aufgabenstellungen bei der Behandlung der klassischen Versuche Als Unterrichtseinheit kurz vor dem Abi Wiederholung der klassischen Phänomene Vorwissen der SchülerInnen, da Experimente bereits bekannt Übergang zur Spitzenforschung am CERN 52 J. Merkert Institut für Experimentelle Kernphysik
53 Vorteile Teilchenphysik erklärt mit Demonstrationsexperimenten Vermeidung von Kreidephysik Versuchsaufbauten in Schulen vorhanden Klärung der Frage: Woher wissen wir...? 53 J. Merkert Institut für Experimentelle Kernphysik
54 Rückweg vom CMS-Detektor...in 1,5-facher Geschwindigkeit 54 J. Merkert Institut für Experimentelle Kernphysik
55 55 J. Merkert Institut für Experimentelle Kernphysik
56 Weitere Informationen J. Merkert Institut für Experimentelle Kernphysik
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LHC: Die größte Maschine der Welt
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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
Teilchendetektoren - II
German Teachers Programme April 2017 Teilchendetektoren - II oder: Wie schaut man in den Mikrokosmos? Jennifer Mertens CERN - Technology Department jennifer.mertens@cern.ch Welche Detektortypen gibt es?
Elektronen, denn diese reichen aus, um das Prinzip der Antimaterie zu erläutern. Bereits im Jahre 1928 sagte Paul Dirac die Existenz von Antiteilchen
. Einleitung In dieser Facharbeit werden wir uns mit Elementarteilchen und der Forschung zum Thema Antimaterie beschäftigen. Um eine kurze Einleitung zu geben, zeigen wir hier den historischen Verlauf
K.Meier - Heidelberg - CERN
"Ob mir durch Geistes Kraft und Mund nicht manch Geheimnis würde kund... Daß ich erkenne, was die Welt im Innersten zusammenhält, schau' alle Wirkenskraft und Samen, und tu' nicht mehr in Worten kramen.
Die Welt der kleinsten Teilchen. Die Welt der kleinsten Teilchen
Die Welt der kleinsten Teilchen Die Welt der kleinsten Teilchen Woraus ist die Welt, woraus sind wir selbst gemacht? Was ist da drin? Gedanken der griechischen Philosophen: Demokrit (460-371 v.ch.) u.a.:
Das Rätsel der Dunklen Materie Erhellendes aus Universum und Labor
Das Rätsel der Dunklen Materie Erhellendes aus Universum und Labor Jun. Prof. Dr. A. Straessner TU Dresden Lange Nacht der Wissenschaften TU Dresden 18. Juni 2010 FSP 101 ATLAS Einführung Was ist Dunkle
Ein neues Fenster in den Mikrokosmos
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III. Experimentelle Methoden. 1. Teilchenbeschleuniger. Kosmische Höhenstrahlung
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Von Farbladungen und Quarkteilchen: die Starke Wechselwirkung. Harald Appelshäuser Institut für Kernphysik JWG Universität Frankfurt
Von Farbladungen und Quarkteilchen: die Starke Wechselwirkung Harald Appelshäuser Institut für Kernphysik JWG Universität Frankfurt Die vier Kräfte Gravitation Starke Kraft Schwache Kraft Elektromagnetismus
Studienfahrt zum europäischen Forschungszentrum für TeilchenphysikCERN
Studienfahrt zum europäischen Forschungszentrum für TeilchenphysikCERN Im Oktober 2013 setzte der Nobelpreis für Peter Higgs und François Englert den vorläufigen Höhepunkt in der verrückten Geschichte
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Kosmische Strahlung 1.0 Hochenergetische Teilchen aus dem Weltall Thomas Hebbeker RWTH Aachen Seniorenstudium 14.10.2009 http://www.physik.rwth-aachen.de/~hebbeker/ oder: google hebbeker Kosmische Strahlung
Wie arbeitet ein Teilchenphysiker? Das Standardmodell, Detektoren und Beschleuniger.
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1 Natürliche Radioaktivität
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Teilchenphysik im Experiment
Teilchenphysik im Experiment Julian Merkert Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 4 2 Die Versuche 6 2.1 Braun'sche Röhre............................... 6 2.2 Elektronenbeugungsröhre...........................
Die Suche nach dem Gottes-Teilchen
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