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Vorlesung Nukleare Festkörperphysik

Vorlesung vom WS 2004/2005

Die Vorlesung Nukleare Festkörperphysik behandelt die Anwendung kernphysikalischer Meßmethoden zur Charakterisierung von Festkörpereigenschaften

Themen der Vorlesung sind:

- Magnetische und elektrische Eigenschaften von Kernen
- Hyperfeinwechselwirkung
- Kernzerfälle
- Multipolstrahlung
- Moderne Strahlungsdetektoren
- Erzeugung radioaktiver Ionenstrahlen
- Moderne Positronen-, Neutronen- und Myonenquellen
- Grundlagen und Anwendungen der Methoden:

- Mößbauereffekt
- Gamma-Gamma-Winkelkorrelation
- Magnetische Kernresonanz, inkl. mehrdimensionaler NMR
- Spektroskopie mit Myonen
- Positronenvernichtung
- Neutronenstreuung
- Emissions-Channeling

 Empfohlene Literatur:

1.   G. Schatz,A. Weidinger, Nukleare Festkörperphysik (Teubner Studienbücher, 1992)
2.  
G. Schatz, A.Weidinger, Nuclear Condensed Matter Physics: Nuclear Methods and Applications, (Pfeiffer-Wiley,1996)
3.   Röhlsberger, Ralf, Nuclear Condensed Matter Physics with Synchrotron Radiation, Basic Principles, Methodology and Applications; Series: Springer Tracts in Modern Physics, Vol.  208 , 2004 ; ISBN: 3-540-23244-3

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Inhalt

1.1. Einleitung    PDF-Datei zu Kapitel 1 (1.6 MB)
1.1 Literatur
1.2.Methoden und Messgrößen
1.3.Inhaltsangabe
1.4.Beispiele
2. Elektromagnetische Eigenschaften von Kernen
   
    PDF-Dateien zu Kapitel 2:  Teil 1 (1.6 MB)    Teil 2 (0.45 MB)
2.1.Magnetische Momente
2.2.Magnetische Hyperfeinwechselwirkung
2.3.Elektrische Hyperfeinwechselwirkung
2.4.Quadrupolmomente stabiler Kerne
3. Detektoren für Alpha-, Beta- und Gammastrahlung  PDF-Datei zu Kapitel 3 (3 MB)
3.1.Nachweis von Gammastrahlung
2.3.2. Nachweis von Alpha- und Betastrahlung

4.4. Mössbauereffekt

PDF-Dateien zu Kapitel 4: Teil 1 (1.8 MB) Teil 2 (2.9 MB) Teil 3 (1.3 MB) Teil 4 (0.3 MB)
4.1.Natürliche Linienbreite
4.2.Rückstoss und Dopplerverbreiterung
4.3.Debye-Waller Faktor
4.4.Mössbauerquellen
4.5.Apparaturen
4.6.Isomerieverschiebung
4.7.Elektrische Quadrupolaufspaltung
4.8.Magnetische Dipolwechselwirkung
4.9.Quadratischer Dopplereffekt
4.10.Beispiele
5. Gestörte Gamma-Gamma-Winkelkorrelation (PAC)

PDF-Dateien zu Kapitel 5: Teil 1 (2.1 MB) Teil 2 (2.1 MB)  Teil 3 (1.9 MB)  Teil 4 (1.8 MB)
5.1.Grundlagen zum Gammazerfall
5.2.Prinzip der gg-Winkelkorrelation
5.3.Einfache Theorie
5.4.Allgemeine Theorie der gg-Winkelkorrelation
5.5.Theorie der gestörten gg-Winkelkorrelation
5.6.Berechnung des Störfaktors für spezielle Fälle
5.7.PAC-Quellen und Meßapparaturen
5.8.Beispiele

6.6. Isotopenseparator ISOLDE/CERN
PDF-Dateien zu Kapitel 6:  (6.6 MB)

7. Myon-Spin-Rotation (µSR)
PDF-Dateien zu Kapitel 7: Teil 1 (3.3 MB) Teil 2 (3.3 MB) 
7.1.Erzeugung und Zerfall von Myonen
7.2.Meßapparatur, µSR-Methode
7.3.µSR Beispiele
7.4.Diffusion des Myons im Festkörper
7.5.Myonium in Halbleitern
7.6.Langsame Myonen

8. Positronenvernichtung
PDF-Dateien zu Kapitel 8: Teil 1 (4.1 MB) Teil 2 (8.1 MB)
8.1.Entwicklung der Methode
8.2.Physikalische Grundlagen
8.3.Positronenquellen und Meßmethoden
8.4.Beispiele
8.5.PET

9.9. Gitterführung von Zerfallselektronen
PDF-Dateien zu Kapitel 9: Teil 1 (5.1 MB) Teil 2 (3.7 MB) 
9.1.Gitterplatzbestimmung von Atomen im Kristallgitter
9.2.Zeittafel
9.3.Experimentelle Voraussetzungen
9.4.Theoretische Behandlung der Gitterführung von Elektronen
9.5.Kontinuumpotentiale
9.6.Einfache Beispiele
9.7.Anwendungen
10. Magnetische Kernresonanz
PDF-Dateien zu Kapitel 10: Teil 1 (2 MB) Teil 2 (1,1 MB)  Teil 3 (1.5 MB)  Teil 4 (2.4 MB)  Teil 5 (4 MB)
10.1.Einleitung
10.2.Grundlagen der Methode
10.3.Einfache Meßmethoden
10.4.Klassische Behandlung der NMR
10.5.Grundlagen der gepulsten NMR
10.6.Quantitative Behandlung der Chemische Verschiebung
10.7.Knight-Shift in Metallen
10.8.Spin-Gitter-Relaxation
10.9.Spin-Umklappstreuung-Korringa Relation
10.10.Magic angle spinning
10.11.Zweidimensionale NMR Spektroskopie
10.12.NMR Imaging

11.11. Neutronenstreuung
PDF-Dateien zu Kapitel 11: Teil 1 (4.3 MB) Teil 2 (1.5 MB)  Teil 3 (1.3 MB)
11.1.Eigenschaften
11.2.Erzeugung
11.3.Neutronenleiter
11.4.Detektoren für Neutronen
11.5.Monochromatoren
11.6.Neutronenspektrometer
11.7.Theorie der Neutronenstreuung
11.8.Anwendungen der Neutronenstreuung
11.9.Inelastische Neutronenstreuung
11.10.Anwendungen der inelastischen Neutronenstreuung




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