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E5: Kern- und Teilchenphysik – Folien zur Vorlesung
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Folien zur Vorlesung E5
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| 26.10. | vorläufiges Gesamtskript zur Vorlesung mit den nachfolgend aufgelisteten Einzelthemen und Abschnitten (ca. 25 MBytes) | ||
| Datum | Themen | Folien | Links |
| 02.11. | Organisatorisches zur Vorlesung | vollständige itunes Playlist | |
| 02.11. | 1. Einführung, Grundlagen: Einheitenumrechnung in Energie: h/2π, hc/2π, 1 barn = 10-24 cm2; natürliche Einheiten | ||
| 06.11. | 1.1 Grundbegriffe zu Streuexperiment, Viererimpulserhaltung, Lorentz-Invariante p2 1.2 differentieller Wirkungsquerschnitt, Luminosität | itunes | |
| 09.11. | 1.3 Rutherford-Streuung; 2 Globale Kerneigenschaften: Nukleonen, Nuklide, Isotop, Isobar, Isoton, Spiegelkern; 2.1 Kernmasse, Massendefekt, Massenspektrometer, atomare Masseneinheit; 2.2 Magnetisches Moment: Kernspinresonanz; 2.3 Bindungsenergie: experimentelle Messung | itunes | |
| 13.11. | Tröpfchenmodell, Weizsäckermassenformel, Fermigasmodel; 2.4 Schalenmodell, magische Zahlen, Wood-Saxon-Potential | itunes | |
| 16.11. | 3 Stabilität von Kernen, Arten von Radioaktivität; 3.1 Zerfallsgesetz: Zerfallskonstante, Lebensdauer, Halbwertszeit, Aktivität, Zerfallskette | itunes | |
| 23.11. | 3.2 Stabilitätskriterien, Q-Wert, β-Zerfall, Nuklidkarte; 3.3 β-Zerfall, β-Energiespektrum, Neutrino-Hypothese und -Nachweis | itunes | |
| 27.11. | 3.4 α-Zerfall, Gamov-Modell, Geiger-Nuttal-Regel; 3.5 Kernspaltung: spontane Spaltung | itunes | |
| 30.11. | Spaltbarriere ΔEF, Spaltparameter xs, induzierte Spaltung, Energiegewinnung aus Kernspaltung; 3.6 Kernfusion | itunes | |
| 07.12. | 3.7 γ-Strahlung, Auswahlregeln: Parität & Drehimpuls, Multipolmoden; 4 Teilchen-Materie-Wechselwirkung: Dosimetrie; 4.1 Wechselwirkung (schwerer) geladener Teilchen mit Materie: Cerenkov-Strahlung | itunes | |
| 11.12. | Ionisationspotential, max. kinetischer Energieübertrag, mittlerer Energieverlust: Bethe-Bloch-Formel, Reichweite & Bragg-Peak, Landau-Verteilung; 4.2 Energieverlust von Elektronen&Positronen: Bremsstrahlung, Strahlungslänge X0; 4.3 Photon-Materie-Wechselwirkung: Photoeffekt, Comptoneffekt, Comptonkante, Paarbildung | itunes Tmax im relativitischen Stoß Link zu Bachelorarbeiten 2021 |
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| 14.12. | 5 Detektoren: Beobachtungsgrößen; 5.2 Gasgefüllte Detektoren: Geiger-Müller-Prinzip, Proportionalbereich, Impulsmessgenauigkeit; 5.2 Energiemessung: Kalorimeter, Schauermaximum, Energiemessgenauigkeit; 5.3 Szintillatoren: Exiton, Fluoreszenz, Phosphoreszenz; 5.4 Konzept für Multidetektorsystem; 6 Beschleuniger: elektrostatische Beschleuniger, HF-Linearbeschleuniger, Synchrotron, Synchrotronstrahlung | itunes | |
| 21.12. | 7 Elektronenstreuung an Kernen, Fermis 2.Goldene Regel, Zustands-/Phasenraumdichte, Matrixelement Mfi =<ψf|Hint|ψi>, Rutherford-Wirkungsquerschnitt, Mott-Wirkungsquerschnitt, Formfaktor | itunes | |
| 08.01. | Formfaktor, Kernradien, Rosenbluth-Formel, Formfaktor des Nukleons, anomales magnetisches Moment des Nukleons | itunes | |
| 11.01. | 8 Tiefinelastische (Elektron)Streuung: Masse des Endzustandes, Kinematik, Bjorken Skalenvariable x, Protonresonanzanregung, Strukturfunktion F1(x,Q2), F2(x,Q2); 8.1 Struktur des Protons: Skalenverhalten der Strukturfunktion F2(x,Q2) bei x=0.2, Callan-Gross-Relation, punktförmige Spin-½ Konsitutenten: Partonen bzw. Quarks; 8.2 Bedeutung der Skalenvariablen x, Bedeutung der F2-Strukturfunktion | itunes Herleitung d2σ/dxdQ2 |
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| 18.01. | 9 Quarkstruktur der Hadronen: Baryonen, Baryonzahlerhaltung, Protonstabilität, Mesonen, Gluonen, starker Isospin, Gell-Mann-Nishijima-Relation, Meson-Oktett, Baryon-Dekuplett, Baryon-Oktett, Vorhersagt & Entdeckung des Ω--Teilchen | itunes | |
| 22.01. | Farbladungspostulat, experimenteller Nachweis der Farbladung; 10 Symmetrien & Erhaltungsgrößen: Noether-Theorem, kontinuierliche und diskrete Symmetrien, Parität P, Ladungskonjugation C, Zeitumkehr T, CPT-Theorem | itunes | |
| 25.01. | 11 Schwache Wechselwirkung: Leptonen, 11.1 Fermi-Theorie des β-Zerfalls, 11.2 Paritätsverletzung im schwachen Zerfall (Wu-Experiment) | itunes | |
| 01.02. | Neutrino-Helizität (Goldhaber-Experiment); 12 Elektroschwache Wechselwirkung, 12.1 intermediäre Vektorbosonen, schwacher Isospin, W3-Bosonen, Neutralstrom-(NC), genadene Stromreaktion (CC), Nachweis NC-Reaktion | itunes | |
| 05.02. | 12.2 Glashow-Salam-Weinberg-Theorie, schwache Hyperladung Y, Z0-Bosonen, Relation der Kopplungsstärken, 12.3 Entdeckung der W&Z-Bosonen, Z-Boson-Resonanzkurve, Zahl leichter Neutrinospezies, 12.4 Spontane Symmetriebrechung, Higgs-Mechanismus mit Analogiebeispiel | itunes | |
| 08.02. | Higgs-Boson-Suche und Higgs-Entdeckung; 13 Standardmodell der Elementarteilchen, SU(3)cxSU(2)LxU(1)Y, 13.1 Offene Fragen des Standardmodells | itunes | |
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