experiments

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Teil1
Nr. Kurzbezeichnung Nr. Kurzbezeichnung
1 Zeeman-Effekt 24 Weiche Materie
2 Abs. Bestimmung β-Präparat 30 Strahlungsgesetze
3 γ-Spektroskopie 40 Massenfilter
7 CAMAC & Plastikszintillatoren 44 Energielücke in GaAs & Si
10 β-Spektrum 57 magnetische Kernresonanz
13 Rutherford-Streuung 58 Rastersondenmikroskopie
14 Ionisation durch α-Strahlung 60 Laser-Gyroskop
17 Balmer-Serie 61 Dynamische Lichtstreuung
19 Hochauflösende γ-Spektroskopie 65 Laser Spektroskopie
22 Driftgeschwindigkeit von Elektronen 67 Vakuum- und Dünnschichttechnologie
Teil2
Nr. Kurzbezeichnung Nr. Kurzbezeichnung
5 γ/γ-Winkelkorrelation 41 Lebensdauer von Myonen
9 Neutronennachweis & Flugzeitmethode 53 Magneto-optischer Kerr-Effekt
12 Paarspektrometer 55 Phasenraumellipse des MAMI-Beschleuniger
18 Mößbauer-Effekt 59 Datenanalyse eines Teilchenbeschleunigers
35 Zyklotronfrequenz 66 LabVIEW
39 Optisches Pumpen von 3He


Versuch 1

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Zeeman-Effekt Teil 1
Zeeman effect Dauer: 1 Tag
Raum/room: 02-322,      Gebäude/building: 2413
Skript: Wiki* verantwortlich: Prof. Dr. H.-J. Arends


Versuch 2

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Bestimmung der absoluten Aktivität eines β-Präparat Teil 1
Determination of the absolute activity of a β-sample Dauer: 1 Tag
Raum/room: 02-331,      Gebäude/building: 2413
Skript: Wiki* verantwortlich: Prof. Dr. K. Aulenbacher


Versuch 3

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γ-Spektroskopie Teil 1
γ-spectroscopy Dauer: 1 Tag
Raum/room: 02-329,      Gebäude/building: 2413
Skript: Wiki* verantwortlich: Prof. Dr. F. Maas


Versuch 5

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γ/γ-Winkelkorrelation Teil 2
γ/γ-angular correlation Dauer: 2 Tage
Raum/room: 02-332,      Gebäude/building: 2413
Skript: Wiki* verantwortlich: Dr. U. Müller


Versuch 7

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CAMAC Datenaufnahme und Plastikszintillatoren Teil 1
CAMAC data acquisition and plastic scintillators Dauer: 2 Tage
Raum/room: 02-331,      Gebäude/building: 2413
Skript: Wiki* verantwortlich: Prof. Dr. F. Maas


Versuch 9

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Neutronennachweis und Flugzeitmethode Teil 2
neutron detection and time of flight method Dauer: 2 Tage
Raum/room: 02-332,      Gebäude/building: 2413
Skript: Wiki* verantwortlich: Kernphysik


Versuch 10

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β-Spektrum Teil 1
ß-spectrum Dauer: 1 Tag
Raum/room: 02-334,      Gebäude/building: 2413
SAMSUNG V10_2k
Im Versuch Beta-Spektrum sollen die Endpunktenergien der Beta-Zerfallsreihe von Strontium-90 bestimmt werden. Dazu wird unter Vakuum ein Elektromagnetspektrometer mit Geiger-Müller-Zählrohr verwendet, um die Elektronen impulsaufgelöst zu vermessen. Der Versuch soll auch typische systematische Korrekturen des Beta-Zerfalls wie Coulomb-Wechselwirkung und Shaping-Korrektur veranschaulichen. Die Auswertung und Interpretation der Messergebnisse wird üblicherweise mit Hilfe eines Kurie-Plots und anschließendem Fit durchgeführt, welches Fehlerrechnungen und -abschätzungen aufgrund korrelierter Größen erfordert.
Skript: Wiki* verantwortlich: Prof. Dr. W. Gradl


Versuch 12

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Paarspektrometer Teil 2
Raum/room: 02-329,      Gebäude/building: 2413
pair-spectrometer Dauer: 2 Tage
V12_1 V12_2
  • Inhalt: Zerfall von Atomkernen über Emission von Teilchen und elektromagnetischer Strahlung; Zerfallsschemata von 22Na, 60Co und 226Ra;
    Wechselwirkung von γ-Strahlung mit Materie; Wirkungsweise von Szintillationszählern; Aufbau eines Paarspektrometers.
  • Durchführung: Eichen des Mittenkristalls mit Hilfe von 22Na- und 60Co-Eichquellen; Aufnahme des 214Po-Spektrums mit dem Mittenkristall
    Messen der Zeitauflösung der beiden NaJ-Detektoren; Einstellen der Zweifach-Koinzidenz der beiden Seitenkristalle; Messen der Doppelkoinzidenz-Zeitauflösung; Einstellen der Tripelkoinzidenz; Messen des 214Po Paarspektrums; Bestimmen der Verzweigungsverhältnisse und der Energie einiger Kernniveaus des 214Po.

 

Skript: Wiki* verantwortlich: Prof. W. Gradl und Prof. M. Ostrick


Versuch 13

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Rutherford-Streuung Teil 1
Rutherford scattering Dauer: 1 Tag
Raum/room: 02-331,      Gebäude/building: 2413
Skript: Wiki* verantwortlich: Prof. Dr. M. Ostrick


Versuch 14

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Ionisation durch α-Strahlung Teil 1
Ionization by α-radiation Dauer: 1 Tag
Raum/room: 02-232,      Gebäude/building: 2413
Skript: Wiki* verantwortlich: Prof. Dr. A. Denig


Versuch 17

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Balmer-Serie Teil 1
Balmer series Dauer: 1 Tag
Raum/room: 02-322,      Gebäude/building: 2413
Skript: Wiki* verantwortlich: Dr. F. Schilling


Versuch 18

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Mößbauer-Effekt Teil 2
Raum/room: 02-329,      Gebäude/building: 2413
Mößbauer-effect Dauer: 2 Tage
V18_1 V18_2
In diesem Praktikumsversuch werden der Mößbauer-Effekt und einige seiner Anwendungen in der ultra-hochauflösenden γ-Spektroskopie, ΔE/E ~ 10-12 studiert.
Vermessen werden die Zeemanaufspaltung, die elektrische Quadrupolaufspaltung und die Isomerieverschiebung der 14 keV Mößbauerlinie nach rückstoßfreiem Zerfall des ersten
angeregten Zustands in 57Fe-Kernen in Eisen und eisenhaltigen Verbindungen. Aus den Messdaten und der Kenntnis des magnetischen Moments des 57Fe-Grundzustands
bestimmt man das magnetische Moment des ersten angeregten Zustands sowie die Stärke des Magnetfelds an den Gitterplätzen der Eisenkerne in metallischem Eisen.
Die Linienintensitäten können mit unmagnetisierten und magnetisierten Proben untersucht werden. Die natürliche Linienbreite des 14 keV-Übergangs wird aus Messungen der
Absorption in Edelstahlfolien bestimmt. Verschiedene Pulverproben aus Pyrit und Hämatit führen in das Gebiet der Mineralanalyse durch Mößbauerspektroskopie ein.
Skript: Wiki* verantwortlich: Prof.Dr. F. Maas


Versuch 19

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Hochauflösende γ-Spektroskopie Teil 1
high resolution γ-spectroscopy Dauer: 1 Tag
Raum/room: 02-331,      Gebäude/building: 2413
V19_1 V19_2
In diesem Versuch wird die Verwendung von Germanium-Halbleiterdetektoren zur Aufnahme von hochauflösenden Energiespektren von Gamma-Präparaten studiert.
Gegenüber herkömmlicher Spektroskopie mit Szintillatoren bieten Halbleiterdetektoren eine drastisch verbesserte Energieauflösung.
Zunächst werden die Eigenschaften eines Germanium-Detektors und der angeschlossenen Ausleseelektronik untersucht und Energiespektren
einfacher Präparate (z. B.: Cs-137 und Co-60) aufgezeichnet. Diese werden Totzeit und Akzeptanz korrigiert, um schließlich die Effizienz des
Detektors in Abhängigkeit der Energie der Gammaquanten zu bestimmen zu können.
Zum Abschluss werden unbekannte Materialproben mit Hilfe ihres Gammaspektrums identifiziert.
Skript: Wiki* verantwortlich: Prof.Dr. J. Pochodzalla und Dr. W. Lauth


Versuch 22

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Driftgeschwindigkeit von Elektronen in Gasen Teil 1
drift velocity of electrons in gases Dauer: 1 Tag
Raum/room: 02-232,      Gebäude/building: 2413
Skript: Wiki* verantwortlich: Prof. Dr. L. Köpke, Prof. Dr. V. Büscher


Versuch 24

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Elastische Eigenschaften weicher Materie Teil 1
elastic properties of soft matter Dauer: 2 Tage
Raum/room: 02-322,      Gebäude/building: 2413
V24_1 V24_2
Im Versuch wird ein Modellsystem aus geladenen kugelförmigen Schwebstoffpartikeln in Wasser untersucht. Diese weisen unter salzfreien Bedingungen eine langreichweitige elektrostatische Abstossung auf. Bei hinreichend starker Wechselwirkung bilden sich spontan Kristalle mit Gitterkonstanten g zwischen einigen hundert nm und einigen µm. Aufgrund ihrer geringen Teilchenanzahldichte sind die Kristalle extrem empfindlich gegen mechanische Belastung.
Da andererseits aber g im Bereich der Wellenlängen des sichtbaren Lichts liegt, können die Eigenschaften dieser Systeme zerstörungsfrei mit optischen Methoden untersucht werden. Ziel der Messung ist:

  • Bestimmung der Gitterkonstante in kolloidalen Modellkristallen mittels eines Debye-Scherrer-Experiments (1. Tag)
  • Bestimmung des Schermoduls der Kristalle mittels der Torsionsresonanzspektroskopie (2. Tag)

Im Versuch wird ein Modellsystem aus geladenen kugelförmigen Schwebstoffpartikeln in Wasser untersucht. Diese weisen unter salzfreien Bedingungen eine
langreichweitige Coulomb Abstossung auf. Bei hinreichend starker Wechselwirkung bilden sich spontan Kristalle mit Gitterkonstanten g zwischen einigen
hundert nm und einigen µm. Aufgrund ihrer geringen Teilchenanzahldichte sind die Kristalle extrem empfindlich gegen mechanische Belastung.
Da andererseits aber g im Bereich der Wellenlänge sichtbaren Lichts liegt können die Eigenschaften dieser Systeme zerstörungsfrei mit optischen Methoden untersucht werden.Ziel der Messung ist:

  • Präparation von Kolloidalen Kristallen aus kugelförmigen, geladenen Teilchen in wässriger Suspension
  • die Bestimmung der Gitterkonstante in Kolloidalen Modellkristallen mittels eines
  • Debye-Scherrer Experiments
  • die Bestimmung des Schermoduls dieser Kristalle mittels der Torsionsresonanz-spektroskopie

 

Skript: Wiki* verantwortlich: Prof. Dr. T. Palberg


Versuch 30

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Strahlungsgesetze Teil 1
radiation laws Dauer: 2 Tage
Raum/room: 02-417,      Gebäude/building: 2413
Skript: Wiki* verantwortlich: Prof. Dr. V. Büscher


Versuch 35

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Zyklotronfrequenz Teil 2
cyclotron frequency Dauer: 2 Tage
Raum/room: 02-417,      Gebäude/building: 2413
Skript: Wiki* verantwortlich: Prof. Dr. F. Schmidt-Kaler


Versuch 39

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Optisches Pumpen von 3He und NMR Teil 2
optical pumping of 3He and NMR Dauer: 2 Tage
Raum/room: 02-318,      Gebäude/building: 2413
Skript: Wiki* verantwortlich: Prof. Dr. W. Heil


Versuch 40

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Massenfilter Teil 1
mass filter Dauer: 1 Tag
Raum/room: U1-129,      Gebäude/building: 2412
Skript: Wiki* verantwortlich: Prof. Dr. K. Wendt


Versuch 41

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Lebensdauer von Myonen Teil 2
myon life time Dauer: 2 Tage
Raum/room: 04-322,      Gebäude/building: 2412
V41_1 V41_2
Bestimmung Lebensdauer und magnetisches Moment von Myonen.Physik:

  • Klassifikation der Elementarteilchen, Wechselwirkungen, Erhaltungssätze
  • Herkunft und Zerfall der Myonen, Polarisation der Myonen
  • (V-A)- Theorie der Schwachen Wechselwirkung
  • exp. Nachweis geladener Teilchen

Elektronik:

  • Aufbau und Funktion einer Koinzidenzschaltung

Auswertung:

  • Programmieren einer Subroutine zum Anpassen der Fit-Funktion an die Daten ( C++ )
  • ( Programmiererfahrung wird nicht vorausgesetzt, ist aber hilfreich )

 

Skript: Wiki* verantwortlich: Prof. Dr. V. Büscher


Versuch 44

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Energielücke in GaAs & Si Teil 1
energy gap in GaAs and Si Dauer: 1 Tag
Raum/room: 02-226,      Gebäude/building: 2413
Skript: Wiki* verantwortlich: Prof. Dr. M. Kläui


Versuch 53

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Magneto-optischer Kerr-Effekt Teil 2
Raum/room: 02-318,      Gebäude/building: 2413
magneto optical Kerr-effect Dauer: 2 Tage
V53_1 V53_2
Der magnetooptische Kerr-Effekt (MOKE) beschreibt die Drehung der Polarisationsebene des einfallenden
Lichtes durch die Reflexion an einer magnetischen Oberfläche. Dieser Effekt ermöglicht es mit geringem Aufwand
magnetische Systeme zu untersuchen.
In diesem Versuch wird unter anderem eine Eisen-Chrom-Eisen Mehrfachschicht untersucht. Solche Mehrfachschichten ferromagnetischer und
nicht-ferromagnetischer Metalle werden vor allem in
Sensoren, wie z.B. Festplattenleseköpfen (Stichwort: GMR-Effekt), angewendet.
Die Dicke der Chromschicht beeinflusst hierbei die Kopplung der beiden ferromagnetischen Eisenschichten zueinander.
Der Praktikumsversuch gliedert sich in zwei Teile.
Am ersten Tag werden magnetische Hysterekurven verschiedener Proben gemessen und ausgewertet.
Am zweiten Versuchstag wird die Mehrfachschicht hinsichtlich der Kopplung der beiden Fe-Schichten untersucht.
Anschliessend werden mit einem Kerr-Mikroskop die magnetischen Bereiche (Domänen) dieser Multischichtprobe sichtbar gemacht.
An einer im Rahmen des Versuches hergestellten Blei-Dünnschicht und an einem Bleidraht sollen bestimmt und verglichen werden:
Skript: Wiki* verantwortlich: Prof. Dr. H. J. Elmers


Versuch 55

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Phasenraumellipse des MAMI-Beschleunigers Teil 2
phase space ellipse of the MAMI accelerator Dauer: 1 Tag (zählt als 2 Tage)
Raum/room: MAMI,      Gebäude/building: KPH
V55_1 V55_2
Ziel: Bestimmung der longitudinalen Phasenraumellipsen des dritten Mikrotrons von MAMI bei unterschiedlichen Einstellungen der beschleunigenden Mikrowellenleistung.
Durchführung: Die Ellipsen werden zum einen aus dem Q-Wert der Synchrotronschwingung berechnet, zum anderen punktweise abgetastet, indem die Strahlparameter des injizierten Elektronenstrahls (Hochfrequenzphasenlage, Energie) systematisch variiert werden.
Auswertung: Darstellung der Ellipsen, Vergleich zwischen Berechnung und Vermessung. Überprüfung der Ergebnisse auf Konsistenz. Ermittlung des longitudinalen Stabilitätsbereichs eines Mikrotrons und der optimalen Sollphase.
ACHTUNG: Bitte beachten Sie die besonderen Hinweise für die Durchführung des Versuches!
Skript: Wiki* verantwortlich: Dr. K. Aulenbacher/ Dr. H.J. Kreidel


Versuch 57

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Kernspintomographie Teil 1
magnetic resonance imaging Dauer: 2 Tage
Raum/room: U1-426,      Gebäude/building: 2413
V57_1 V57_2
  • Grundlagen der kernmagnetischen Resonanz (Kernmagnetismus, Zeeman Wechselwirkung, Larmor Frequenz, Anregung, Pulse, NMR Signal, Echos)
  • Relaxation und ihre Messung
  • Selbstdiffusion (Messung und Anwendung)
  • Grundlagen der NMR-Bildgebung (Gradienten, Ortsauflösung, k-Raum)
  • technische Realisierung

Jeder theoretische Aspekt wird durch geeignete Experimente veranschaulicht.

Skript: Wiki* verantwortlich: Dr. P. Blümler


Versuch 58

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Rastersondenmikroskopie Teil 1
scanning probe microscope Dauer: 2 Tage
Raum/room: AK Butt,      Gebäude/building: MPI-P
nanosurf STM_image
A scanning probe microscope (SPM) maps a surface using a needle-like tip. Through the tip-sample interaction, the surface can be characterised with nanometer spatial resolution. During this experiment you will learn to use SPM, and image and characterise the surface of a polymer blend, which has two distinct phases. During the second day we will look at an advanced spectroscopic version of SPM
Skript: Wiki* verantwortlich: Dr. R. Berger / Prof.Dr. H. Butt


Versuch 59

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Datenanalyse eines Teilchenbeschleunigers Teil 2
data analysis of a particle accelerator Dauer: 2 Tage
Raum/room: 02-327,      Gebäude/building: 2413
V59_Bild1 V59_Bild2
Der Praktikumsversuch führt in die Datenanalyse in der Teilchenphysik an Hadron-Collidern ein.
Exemplarisch werden dazu Ereignisse, gemessen mit dem D?-Detektor am Beschleuniger Tevatron, verwendet. Neben dem Kennenlernen des Datenanalyseprogrammes ROOT stehen die Einführung in die Analyse der Daten selbst und die dabei angewendeten Methoden im Vordergrund.
Versuchsdurchführung:
Eine bereits bestehende Analyse zu Zerfällen des D0-Mesons soll auf den D* Zerfall angepasst werden, wobei auch der Einfluss von Selektionsschnitten auf den Untergrund und den Massenpeak betrachtet werden soll. Im weiteren Verlauf werden u.a. simulierte Untergrund Ereignisse an Daten gefittet um im nächsten Schritt ein neues Teilchen (Z') als Resonanz in der Massenverteilung zu suchen.Grundkenntnisse in C++ sind von Vorteil, eine kurze Einführung bietet auch das Skript zum Versuch.
Skript: Wiki* verantwortlich: Dr. F. Fiedler / Prof.Dr. V. Büscher


Versuch 60

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Laser-Gyroskop Teil 1
Laser gyroscope Dauer: 2 Tage
Raum/room: 04-527,      Gebäude/building: 2412
Skript: Wiki* verantwortlich: Prof. Dr. J. Walz


Versuch 61

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Dynamische Lichtstreuung Teil 1
dynamic light scattering Dauer: 1 Tag
Raum/room: 02-318,      Gebäude/building: 2413
V61_1 V61_2
Die Streuung von Lichtwellen an Objekten bietet der Physik eine Vielzahl von Möglichkeiten Systeme weicher Materie
(z.B. Polymerschmelzen, kolloidale Suspension, etc.) zu untersuchen. Dabei können mit der dynamischen Lichtstreuung dynamische Prozesse
wie z.B. die Brownsche Bewegung verfolgt und somit die Diffusion von mesoskopischen Partikeln (mit Größe von einigen nm bis µm) bestimmt werden.In diesem Versuch werden verdünnte kolloidale Suspensionen untersucht. Die Diffusionsbewegung der Partikel führt dabei zu Fluktuationen in der
Intensität des gestreuten Lichts und aus diesen Fluktuationen lässt sich der Diffusionskoeffizient und Radius der Partikel bestimmen.
Dabei wird auch die Diffusion in Abhängigkeit der Viskosität des umgebenden Mediums und der Partikelkonzentration untersucht.Ziel der Messung:

  • Messung der Autokorrelationsfunktion von kolloidalen Proben bei verschiedenen Winkeln
  • Bestimmung der Diffusionskoeffizienten und hydrodynamischen Radien
  • Beobachtung der Diffusion bei verschiedenen Viskositäten und Partikelkonzentrationen

 

Skript: Wiki* verantwortlich: Prof. Dr. T. Palberg


Versuch 65

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Laser-Spektroskopie Teil 1
Laser spectroscopy Dauer: 1 Tag
Raum/room: 02-318,      Gebäude/building: 2413
Skript: Wiki* verantwortlich: Prof. Dr. F. Schmidt-Kaler


Versuch 66

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Labview Teil 2
Labview Dauer: 2 Tage
Raum/room: 01-432,      Gebäude/building: 2412
Skript: Wiki* verantwortlich: Prof. Dr. M. Jourdan