Atomphysik Skript (H.J. Wollersheim)
Mechanik Schwingungen Optik Elektrik Kernphysik

GSI ein Überblick (für Schüler)
GSI an overview (physics students)
Vortrag über GSI

• Schwerionen Krebstherapie
  
• Raster Scan des Krebstumors
  
K.Goeke: Spannende Pläne für die Zukunft der Physik:
Ein Hauch von Exotik: Experimente mit kurzlebigen Kernen am Super-FRS

• Aufbau des Atoms (Überblick)
• Die Struktur der Materie im Überblick
  • Objekte sichtbar machen
  • Wie kann man 0.001 10^-6 m sehen?
  • Objekte mit Wellen sichtbar machen
  • verfügbare Wellenlängen

    Atome als Wellen Huygens: Welle (Interferenz und Beugung) Wellencharakter der Teilchen Welle-Teilchen Dualismus Photoeffekt Erkenntnisse der Quantenphysik

  • Mögliche Projektile für Strukturen < 0.001 10^-6 m
    • Zusammenhang: Energie - Wellenlänge
    • physikalische Einheit der Energie
  
  
• Die Mikroskope der Teilchenphysiker: notwendige Energien

  Mikroskope der Teilchenphysik Einführung in die Beschleunigerphysik K.Wille Einführung in die Beschleunigerphysik pdf Die GSI-Beschleunigeranlage Teilchenbeschleuniger (GSI-Schülerlabor)

• Die Struktur des Atoms (Rutherford Experiment)

  Rutherford Streuexperiment mikroskopisches Rutherford Streubild Rutherford Streuung (quantitativ) vereinfachtes Atommodell Grössenverhältnis in einem Atom

• Quarks, Bausteine der Hadronen
  • Die Grundidee: Untersuchung der Quarks-Materie
  • Die Realisierung: Hochenergetische Kollisionen von Atomkernen
  • Bausteine der Atomkerne
  • Die Leptonen
  • Antimaterie: Ein 'Spiegelbild' der Materie

• Die Augen der Teilchenphysik: Detektoren
  • Suche nach Bausteinen der Materie (Blasenkammeraufnahme)

  Inhalt Einleitung Wechselwirkungen Gasdetektoren Halbleiterdetektoren Szintillatoren Kalorimeter

  Zusammenfassung: Aufbau des Atoms (ppt)
  Lektion: Atombau - Die Welt des ganz Kleinen (ppt)

• Atommodelle
  • Wie ist Ladung und Masse im Atom verteilt? lokalisiert oder delokalisiert
  • Erwartete Streuung geladener Teilchen
  • Die Struktor des Atoms
    • Atommodelle (1)
    • Thomson-Modell
  • Rutherford Streuung und seine Erklärung
    • Stossparameter und Streuwinkel
    • Den Stossparameter kann man nicht einstellen
    • Stossparameter und Wirkungsquerschnitt
    • Kernberührung und Kernradius (a)
    • Kernberührung und Kernradius (b)
    • Rutherford Streuung (quantitativ)
  • Spektralanalyse mit Prisma
    • Wasserstoff Spektrallinien (Absorbtionsspektrum)
    • Helium Spektrallinien (Emissionsspektrum) Bild
    • Wasserstoff Emissionsspektrum
    • Spektralanalyse: Jedes Element hat charakteristische Emissionsbanden Bild
    • Elektronische Übergänge im Wasserstoff-Atom
  • Atommodelle (2) Bild

    Die Bohrschen Postulate (1) Widerspruch! Bewegte Ladungen strahlen Energie ab Die Bohrschen Postulate (2) Bohrsche Atomradius Gesamtenergie des Elektrons auf der Bahn Einige Zahlenwerte Elektronische Übergänge Korrektur durch endliche Kernmasse Sommerfelds Korrekturen zum Bohr Modell Sommerfelds Korrekturen zum Bohr Modell math. Zusammenfassung

    • Beispiele für zweidimensionale Modelle der ersten 10 Elemente
  • Periodisches System der Elemente: Ordnung in der Welt der Atome
    Periodensystem (Animation)
  • Franck-Hertz Versuchsaufbau
    • Franck-Hertz Auswertung
    • Franck-Hertz Stösse
    • Franck-Hertz Energie
    • Franck-Hertz Prinzip
  
  Zusammenfassung: Bohrsches Atommodell

• Wechselwirkung mit Materie
  

  Spektrum der elektromagnetischen Strahlung Absorption von Gamma-Strahlung in Materie Photoeffekt Photoeffekt Comptoneffekt Comptoneffekt Paarbildung: Elektron - Positron

  Röntgenstrahlung und Bremsstrahlung Röntgenstrahlung Röntgenspektrum Röntgenabsorption Röntgengerät

  Absorption und Emission von Lichtquanten Laser

  Prinzip des Gamma-Nachweises mit einem Halbleiterzähler Germanium Detektoren zusammengesetzt aus 4 Kristallen (Clover) Messung der Energie von Gammastrahlung Gamma Zerfall (GSI-Schülerlabor)

  Wechselwirkung geladener Teilchen mit Materie Das Prinzip des Teilchennachweises Abbremsung eines Autos und eines Alpha-Teilchens Alpha Zerfall (GSI-Schülerlabor)

• Detektoren
  

  Inhalt Einleitung Wechselwirkungen Gasdetektoren Halbleiterdetektoren Szintillatoren Kalorimeter

  Detektoren (GSI- Schülerlabor)
  • Magnetische Ablenkung radioaktiver Strahlung
  • Nebelkammer nach C. Wilson
  • Funkenzähler-Versuch
  • Geiger-Müller Zählrohr
    Ionisationskammern (Animation)
  • Szintillationszähler
  • Prinzip des Teilchennachweises mit einem Halbleiterzähler
    • Silizium Detektor
  • Prinzip des Gamma-Nachweises mit einem Halbleiterzähler
    • Germanium (Clover) Detektor
    • Absorption von Gamma-Strahlung in Materie

• Teilchen-Beschleuniger
  

  Mikroskope der Teilchenphysik Einführung in die Beschleunigerphysik K.Wille Einführung in die Beschleunigerphysik pdf Die GSI-Beschleunigeranlage Teilchenbeschleuniger (GSI-Schülerlabor)

  • Kathodenstrahlröhre: Elektronenbeschleuniger
  • Prinzip der Gleichspannungsbeschleuniger
  • Van de Graaff-Beschleuniger
  • Van de Graaff-Beschleuniger (Hahn-Meitner-Institur, Berlin)
  • Tandem Beschleuniger
  • Tandem Beschleuniger (Köln)
  • Linearbeschleuniger
    • Teilchenenergie beim Linearbeschleuniger
  • Linearbeschleuniger UNILAC (GSI-Darmstadt)
  • Prinzip des Zyklotrons
    • Zentrifugalkraft und Lorentzkraft
  • Isozyklotron (Bonn)
  • Mikrotron
  • Mikrotron MAMI (Mainz)
  • Mikrotron MAMI (Mainz)
  • Synchrotron-Kreisbeschleuniger SIS (GSI-Darmstadt)
  • Schwerionen Synchrotron SIS (GSI-Darmstadt)
  • Kreisbeschleuniger

  • Erzeugung neuer Teilchen: Beschleuniger

• Strahlenmessung
  

  Maßeinheit der Radioaktivität Umwelt-Radioaktivität Kosmische Strahlung Strahlendosen auf Menschen W. Koelzer: Atomaufbau, Radioaktivität, Strahlenarten, Dosis, Abschirmung Künstner: Strahlenphysik Biologische Strahlenwirkung Dosimetrie, Röntgenstrahlen, Optik

• Quantenphänomene
  G. Eckold: Quantenphänomene ppt
  G. Eckold: Gruppengeschwindigkeit ppt
  G. Eckold: Operatoren pdf
  G. Eckold: Einfache quantenmechanische Systeme ppt
  G. Eckold: H-Atom und Wellenfunktionen ppt
  G. Eckold: Kugelkoordinaten ppt
  G. Eckold: Vektormodell ppt
  G. Eckold: Hartree-Fock ppt
  G. Eckold: Aufbauprinzip ppt
  G. Eckold: Spektroskopische Methoden ppt
  G. Eckold: H₂-Molekül ppt
  G. Eckold: Spektren ppt
  G. Eckold: NMR ppt

  H. Lenske: Quantenzauber im Mikrokosmos

  Das Münchner Unterrichtskonzept zur Quantenmechanik

• Links
  Schülerlabor GSI
  • Quantenmechanische Phaenomene (Eckold)
  • Quantum Physics Online
  • Visual Quantum Mechanics
  • Atomphysik (R. Dörner)
  • Atombau (TGS-Chemie)
  • Einführung in die Atom- und Kernphysik Fragen/Antworten
  • The Nobel Prize in Physics - Educational
  • Auf der Suche nach den kleinsten Dingen (S. Brandt)
  • Atommodelle (roro-Seiten)
  • Atommodell nach Bohr
  • Teilchenphysik für alle
  • Der Aufbau der Materie
  • Lösung der 1-dimensionalen zeitabhängigen Schrödinger DGL