F-Praktikum SOWAS Wiki - Benutzerbeiträge [de]

Relativ. Massenzuwachs

2021-11-26T12:55:10Z

Steinke:

'''312 Relativistischer Massenzuwachs'''

Schnelle relativistische Elektronen aus den Beta Zerfällen des 90Sr (Strontium) und des nachfolgenden 90Y (Yttrium Eß,max = 2,27 MeV) werden mit Hilfe eines einfachen Betaspektrometers analysiert. Dabei werden die Elektronen in ein nahezu homogenes Magnetfeld (B = 1,0 kG = 0,10 T), das zwischen einem permanent-magnetischen Plattenpaar (230 x 200 x 28) mm³ besteht, hineingeschossen und halbkreisförmig abgelenkt. Aus dem Austrittsort der Elektronen aus dem Magnetfeld lässt sich der Impuls der Elektronen ermitteln. Die zugehörige Energie der Elektronen wird mit einem CsI-Szintillationsdetektor, der vorher mit Standardpräparaten geeicht werden muss, mit Hilfe eines Vielkanalanalysators, bestehend aus ADC und PC, gemessen. Nach Korrektur der Energieverluste der Elektronen in Luft und im Al-Fenster des Szintillationsdetektors, werden die experimentell bestimmten Wertepaare Energie und Impuls graphisch mit Fehlerbalken dargestellt und im gleichen Diagramm mit den berechneten Energie-Impuls-Kurven für den nicht-relativistischen und den relativistischen Fall verglichen.

Der Versuch findet imF-Praktikums-Raum NB 04/286 statt. Der Versuch findet im Regelfall Donnerstags statt.

[http://f-praktikum.ep1.rub.de/anleitung/Versuch312.PDF Anleitung]

Relativ. Massenzuwachs

2021-11-25T18:11:51Z

Steinke:

'''312 Relativistischer Massenzuwachs'''

Schnelle relativistische Elektronen aus den Beta Zerfällen des 90Sr (Strontium) und des nachfolgenden 90Y (Yttrium Eß,max = 2,27 MeV) werden mit Hilfe eines einfachen Betaspektrometers analysiert. Dabei werden die Elektronen in ein nahezu homogenes Magnetfeld (B = 1,0 kG = 0,10 T), das zwischen einem permanent-magnetischen Plattenpaar (230 x 200 x 28) mm³ besteht, hineingeschossen und halbkreisförmig abgelenkt. Aus dem Austrittsort der Elektronen aus dem Magnetfeld lässt sich der Impuls der Elektronen ermitteln. Die zugehörige Energie der Elektronen wird mit einem CsI-Szintillationsdetektor, der vorher mit Standardpräparaten geeicht werden muss, mit Hilfe eines Vielkanalanalysators, bestehend aus ADC und PC, gemessen. Nach Korrektur der Energieverluste der Elektronen in Luft und im Al-Fenster des Szintillationsdetektors, werden die experimentell bestimmten Wertepaare Energie und Impuls graphisch mit Fehlerbalken dargestellt und im gleichen Diagramm mit den berechneten Energie-Impuls-Kurven für den nicht-relativistischen und den relativistischen Fall verglichen.

Der Versuch findet imF-Praktikums-Raum NB 04/286 statt. Versuchsbeginn ist im Regelfall Donnerstags 10:00 Uhr.

[http://f-praktikum.ep1.rub.de/anleitung/Versuch312.PDF Anleitung]

Relativ. Massenzuwachs

2021-11-25T17:22:44Z

Steinke:

'''312 Relativistischer Massenzuwachs'''

Schnelle relativistische Elektronen aus den Beta Zerfällen des 90Sr (Strontium) und des nachfolgenden 90Y (Yttrium Eß,max = 2,27 MeV) werden mit Hilfe eines einfachen Betaspektrometers analysiert. Dabei werden die Elektronen in ein nahezu homogenes Magnetfeld (B = 1,0 kG = 0,10 T), das zwischen einem permanent-magnetischen Plattenpaar (230 x 200 x 28) mm³ besteht, hineingeschossen und halbkreisförmig abgelenkt. Aus dem Austrittsort der Elektronen aus dem Magnetfeld lässt sich der Impuls der Elektronen ermitteln. Die zugehörige Energie der Elektronen wird mit einem CsI-Szintillationsdetektor, der vorher mit Standardpräparaten geeicht werden muss, mit Hilfe eines Vielkanalanalysators, bestehend aus ADC und PC, gemessen. Nach Korrektur der Energieverluste der Elektronen in Luft und im Al-Fenster des Szintillationsdetektors, werden die experimentell bestimmten Wertepaare Energie und Impuls graphisch mit Fehlerbalken dargestellt und im gleichen Diagramm mit den berechneten Energie-Impuls-Kurven für den nicht-relativistischen und den relativistischen Fall verglichen.

Der Versuch findet imF-Praktikums-Raum NB 04-286 statt. Versuchsbeginn ist im Regelfall Donnerstags 10:00 Uhr.

[http://f-praktikum.ep1.rub.de/anleitung/Versuch312.PDF Anleitung]

Lebensdauer von Myonen

2021-11-25T17:09:34Z

Steinke: Text an die Neuzeit angepasst.

'''313 Lebensdauer von Myonen'''

Mit einem 25 Liter Szintillationstank und einem Photomultiplier beobachtet man die Signale ionisierender Strahlung. Dabei stellt man fest, dass sehr viel häufiger Doppelpulse im Mikrosekundenbereich auftreten, als es der statistischen Zufallsverteilung entspricht. Man deutet diesen Befund der Doppelpulse mit Hilfe des Myonenzerfalls. Myonen entstehen durch Zerfall von Pionen in der äußersten Lufthülle in etwa 10 bis 30 km Höhe. Eine große Zahl relativistischer Myonen können trotz der kurzen mittleren Lebensdauer von etwa 2,2 µs wegen der Zeitdilatation als Hauptkomponente der sekundären kosmischen Strahlung die Erde erreichen. Fällt ein geladenes Myon in den Szintillationstank, so registriert der Photomultiplier einen Puls. Kommt das eingefallene negative bzw. positive Myon im Tank zur Ruhe, dann zerfällt es nach einer individuellen Zeit in ein Elektron, ein elektronisches Antineutrino und ein myonisches Neutrino bzw. in ein Positron, ein elektronisches Neutrino und ein myonisches Antineutrino. (Beim Zerfall von Myonen handelt es sich um einen Dreiteilchenzerfall, beim Pionen-Zerfall um einen Zweiteilchenzerfall.) Das Zerfallselektron bzw. -positron erzeugt im Szintillatortank als geladenes Teilchen ebenfalls einen Lichtblitz, den der Photomultiplier als zweiten Puls registriert. Mit einer aus NIM-Modulen aufgebauten Elektronik werden über den Zeitraum einer Woche die Zeitabstände der beiden Pulse solcher Doppelpulse gemessen. Aus der sich ergebenden Verteilung wird mit einem Fit einer Exponentialfunktion die mittlere Lebensdauer der Myonen bestimmt. Die erhaltene Lebensdauer kann schliesslich mit dem Literaturwert verglichen werden. Vor der eigentlichen Lebensdauermessung muss die Zeitmessung mithilfe eines Pulsgenerators und eines elektronischen Delays kalibriert werden, wobei der zeitliche Abstand der beiden Pulse mit dem Oszilloskop bestimmt wird.

Der Versuch findet im F-Praktikums-Raum NB 04/286 statt. Versuchsbeginn ist im Regelfall Mittwochs um 10:00 Uhr.

Auch für Schwerpunkt Astronomie anrechenbar.

[http://f-praktikum.ep1.rub.de/anleitung/Versuch313.pdf Anleitung]

Fortgeschrittenen-Praktikum:Portal

2021-10-29T17:24:16Z

Steinke: /* Auswertesoftware */

== Allgemeines ==

=== Teilnahmebedingungen, Kreditpunkte ===

Vorlesungsnummer: 160 420

'''Leistungspunkte: 1 bis 2 je Versuch, maximal 5 für Blockpraktika'''

Wichtig: Vorbedingung zur Teilnahme am FP ist das 4. Fachsemester in der Bachelorphase mit abgeschlossenem Grundpraktikum!

[https://fpraktikum.physik.ruhr-uni-bochum.de/allgemeines/richtlinien Allgemeine Richtlinien]
[https://fpraktikum.physik.ruhr-uni-bochum.de/allgemeines/strahlenschutz Strahlenschutzbelehrung]
[https://fpraktikum.physik.ruhr-uni-bochum.de/allgemeines/arbeitsschutz Arbeitsschutzbelehrung]

=== Anmeldung zu den Versuchen ===

Nach erfolgreicher Anmeldung und absolvierter Vorbesprechung sowie Strahlenschutzunterweisung können Sie sich im [https://kleinstein.physik.rub.de/login.php Buchungssystem Kleinstein] einloggen und Versuche buchen.

Es muss sich für jedes Semester neu angemeldet werden! [https://fpraktikum.physik.ruhr-uni-bochum.de/anmeldung FP-Anmeldung]

'''Vorbesprechung Termine '''

[https://fpraktikum.physik.ruhr-uni-bochum.de/aktuelles FP-Aktuelles]

=== Moodle ===
* [https://moodle.ruhr-uni-bochum.de/m/course/view.php?id=10926 Partnersuche]

== Basisversuche des F-Praktikums ==

* [[Vakuum-Tag]] '''Einmalig am 28.10.2015'''
* [[Hologramm]] '''Nur noch SOWAS im Grundpraktikum'''

== Vertiefende Versuche des F-Praktikums ==

=== Atom-, Kern/Teilchen-, Festkörper-, Plasma- und Astrophysik ===

* [[Lock-In-Verstärker]]
* [[Mikrowellen]]
* [[Quanten Chaos]]
* [[Experimentsimulation]]
* [[Zeeman-Effekt]]
* [[Nd YAG Laser]]

=== Kern-/Teilchenphysik ===


*[[Gamma-Spektroskopie]]
*[[Rutherford-Streuung]]

*[[NMR]]
*[[Relativ. Massenzuwachs]]
*[[Lebensdauer von Myonen]]
*[[Hyperfeinstruktur in der ESR]]
*[[dE/E Teleskop]]
*[[Beschleuniger Praktikum]]
*[[Quantenanalogien: Sphärischer Resonator ]]
*[[Datenanalyse in der Hardonenphysik]]

=== Plasmaphysik ===
*[[Mikroplasmen]]

*[[Bestimmung von Anregungstemperaturen]]
*[[Characterization of plasma-treated surfaces by X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS)]]
*[[Massenspektrometrie in reaktiven Plasmen]]

*[[Optical Plasma Diagnostics]]
*[[High power impulse plasmas]]

=== Festkörperphysik===
*[[Photolumineszenz an HL-Heterostrukturen]]
*[[Kristallstruktur durch Röntgenbeugung]]
*[[Eindimensionale Leitfähigkeitsquantisierung]]
*[[Quanten-Hall-Effekt]]
*[[Rasterelektronenmikroskopie]]
*[[Rastertunnelmikroskopie]]
*[[Rasterkraftmikroskopie]]

*[[Magneto-optischer Kerreffekt]]
*[[Halbleiterpraktikum]]
*[[Quantenanalogien Zylinderresonator]]

=== Astronomie ===
*[[Astronomisches Beobachtungspraktikum]]
*[[Fourier-Optik]]
*[[Dunkle Materie in der Milchstraße?]]
*[[Weltraumwetter]]
*[[Sonnengranulation]]
*[[Spektroskopie der Supernova SN 1987A]]
*[[Lebensdauer von Myonen]] kann auch für Schwerpunkt Astronomie angerechnet werden

=== Biophysik ===
*[[Zeitaufgelöste FT-IR – Spektroskopie]]
*[[X-Ray]]
*[[Molekulardynamik-Simulation]]
*[[Proteinmodellierung]]
*[[UV/VIS-Spektroskopie]]
*[[FTIR Imaging]]
*[[Raman Imaging]]

=== Theorie ===
*[[Simulation einer Pierce-Diode]]
*[[Statistik]]
*[[Beschleunigung und Propagation der kosmischen Strahlung]]
*[[Efimov Zustände im Drei-Körper System]]
*[[Effektive Quantentheorie]]
*[[Einführung in die Dichtefunktionaltheorie-Simulation]]
*[[Numerical simulation of cardiac tissue electrophysiology]]
*[[Stochastische Quantisierung]]
*[[Plasmasimulation mit Hilfe des Barnes-Hut-Algorithmus]]

== SOWAS - Praktika ==

[[SOWAS]]

== Praktika außerhalb des FP's ==
*[[Analog- oder Digitalelektronik]]

== Auswertesoftware ==
*[[Campuslizenz Qtiplot]]
*Empfehlenswerte Literatur: Statistik für's Physik-Praktikum [https://f-praktikum.ep1.ruhr-uni-bochum.de/anleitung/statistik_waldi.pdf]
*Python-Modul "odrFit.py" zum Fitten einer 1-dimensionalen Funktion an Datenpunkte mit Fehlern in x- und in y-Richtung [https://f-praktikum.ep1.ruhr-uni-bochum.de/anleitung/odrFit.py]
*Python-Beispielprogramm "odrFitExample.py" für einen Fit mit "odrFit" [https://f-praktikum.ep1.ruhr-uni-bochum.de/anleitung/odrFitExample.py]
*iPython-Notebook "odrFitExample.ipynb" für einen Fit mit "odrFit" [https://f-praktikum.ep1.ruhr-uni-bochum.de/anleitung/odrFitExample.ipynb]

Fortgeschrittenen-Praktikum:Portal

2021-10-29T16:58:43Z

Steinke: /* Auswertesoftware */

Lebensdauer von Myonen

2014-09-23T13:00:31Z

Steinke:

'''313 Lebensdauer von Myonen'''

In einem 25 Liter Szintillationstank beobachtet man mit einem Photomultiplier den Untergrund radioaktiver Strahlung. Dabei stellt man fest, dass sehr viel häufiger Doppelpulse im Mikrosekundenbereich auftreten, als es der statistischen Zufallsverteilung entspricht. Man deutet diesen Befund der Doppelpulse mit Hilfe des Myonenzerfalls. Myonen entstehen durch Zerfall von Pionen in der äußersten Lufthülle in etwa 10 bis 30 km Höhe. Eine große Zahl relativistischer Myonen können trotz der kurzen mittleren Lebensdauer von etwa 2,2 µs wegen der Zeitdilatation die Erde erreichen. Fällt ein geladenes Myon in den Szintillationstank, so registriert der Photomultiplier einen Puls. Kommt das eingefallene negative bzw. positive Myon im Tank zur Ruhe, dann zerfällt es nach einer individuellen Zeit in ein Elektron, ein elektronisches Antineutrino und ein myonisches Neutrino bzw. in ein Positron, ein elektronisches Neutrino und ein myonisches Antineutrino. (Für Myonen gilt ein Dreiteilchenzerfall, für Pionen ein Zweiteilchenzerfall). Das Zerfallselektron bzw. Positron erzeugt im Szintillatortank als geladenes Teilchen ebenfalls einen Lichtblitz, den der Photomultiplier als zweiten Puls registriert. Mit einer mikroprozessorgesteuerten Elektronik werden innerhalb einer Woche die Doppelpulse in Zeitfenstern von einer Mikrosekunde zwischen 0 und 10 µs in 10 Speicherkanälen aufgesammelt. Diesen zeitlich abnehmenden Messdaten lässt sich eine exponentielle Zerfallskurve zuordnen. Es soll graphisch und rechnerisch geprüft werden, ob die gemessene mittlere Lebensdauer mit der des Myons übereinstimmt, wobei sowohl der zufällige Messuntergrund und die dadurch bewirkte zufällige Koinzidenzrate als auch der zum Myonenzerfall konkurrierende Myoneneinfang im Szintillator berücksichtigt werden muss. Vor der Auswertung sollen die zeitlichen Grenzen der etwa 1 µs breiten Zeitfenster der Speicherkanäle exakt mit Hilfe eines Doppelpulsgenerators und eines Oszillographen mit verzögerbarer Zeitbasis möglichst genau ausgemessen und die Messdaten entsprechend korrigiert werden.

Der Versuch findet in den F-Praktikums-Räume auf NB 04 Nord statt. Versuchsbeginn ist im Regelfall Mittwochs um 10:00 Uhr.

[http://f-praktikum.ep1.rub.de/anleitung/Versuch313.pdf Anleitung]

Relativ. Massenzuwachs

2014-09-23T12:58:44Z

Steinke:

'''312 Relativistischer Massenzuwachs'''

Schnelle relativistische Elektronen aus den Beta Zerfällen des 90Sr (Strontium) und des nachfolgenden 90Y (Yttrium Eß,max = 2,27 MeV) werden mit Hilfe eines einfachen Betaspektrometers analysiert. Dabei werden die Elektronen in ein nahezu homogenes Magnetfeld ( B = 1,0 kG = 0,10 T ), das zwischen einem permanent-magnetischen Plattenpaar (230 x 200 x 28 mm³) besteht, hineingeschossen und halbkreisförmig abgelenkt. Aus dem Austrittsort der Elektronen aus dem Magnetfeld lässt sich der Impuls der Elektronen ermitteln. Die zugehörige Energie der Elektronen wird mit einem NaI Szintillationsdetektor, der vorher mit Standardpräparaten geeicht werden muss, mit Hilfe eines Vielkanalanalysators gemessen. Nach Berücksichtigung des Energieverlustes der Elektronen in Luft und im Al Fensters des NaI Szintillators werden die experimentell bestimmten Wertepaare Energie und Impuls graphisch mit Fehlerbalken dargestellt und im gleichen Diagramm mit den berechneten Energie-Impuls-Kurven für den nicht-relativistischen und den relativistischen Fall verglichen.

Der Versuch findet in den F-Praktikums-Räumen NB 04 Nord statt. Versuchsbeginn ist im Regelfall Mittwochs 10:00 Uhr.

[http://f-praktikum.ep1.rub.de/anleitung/Versuch312.PDF Anleitung]