Physik mit Neutronen 1 (Grundlagen)
Physics with Neutrons 1 (Fundamentals)

Modul PH2053

Diese Modulbeschreibung enthält neben den eigentlichen Beschreibungen der Inhalte, Lernergebnisse, Lehr- und Lernmethoden und Prüfungsformen auch Verweise auf die aktuellen Lehrveranstaltungen und Termine für die Modulprüfung in den jeweiligen Abschnitten.

Modulversion vom WS 2017/8 (aktuell)

Von dieser Modulbeschreibung gibt es historische Versionen. Eine Modulbeschreibung ist immer so lange gültig, bis sie von einer neuen abgelöst wird.

verfügbare Modulversionen
WS 2017/8WS 2016/7WS 2015/6WS 2010/1

Basisdaten

PH2053 ist ein Semestermodul in Englisch oder Deutsch auf Master-Niveau das im Wintersemester angeboten wird.

Das Modul ist Bestandteil der folgenden Kataloge in den Studienangeboten der Physik.

  • Allgemeiner Spezialfachkatalog Physik
  • Spezifischer Spezialfachkatalog Applied and Engineering Physics
  • Spezifischer Spezialfachkatalog Physik der kondensierten Materie

Soweit nicht beim Export in einen fachfremden Studiengang ein anderer studentischer Arbeitsaufwand ("Workload") festgelegt wurde, ist der Umfang der folgenden Tabelle zu entnehmen.

GesamtaufwandPräsenzveranstaltungenUmfang (ECTS)
150 h 75 h 5 CP

Inhaltlich verantwortlich für das Modul PH2053 ist Winfried Petry.

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

  • Einführung
  • Neutronenquellen
  • Eigenschaften des freien Neutrons
  • Elastische Streuung an ungeordneten Systemen
  • Kleinwinkel-Streuung
  • Reflektometrie

Lernergebnisse

Nach Teilnahme an den Lehrveranstaltungen des Moduls sind die Studierenden in der Lage:

  • die kinematische Theorie der elastischen Neutronenstreuung vielfältig anzuwenden
  • die Funktionsweise von verschiedenen Neutronenstreuinstrumenten zu verstehen
  • die Eignung der unterschiedlichen Streumethoden zur Bestimmung von atomaren-, molekularen-, und partikulären Strukturen in komplexen Systemen zu bewerten.
  • Röntgen- und Neutronendiffraktogramme von Pulver und Einkristallen zu analysieren
  • Diffraktionsdaten von nicht-krystallinen Materialien zu verstehen

Voraussetzungen

  • absolviertes Bachelorstudium in Physik
  • empfohlen: Festkörperphysik

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

Lern- und Lehrmethoden

Die Lernziele des Moduls werden durch eine frontale Vorlesung mit Tafelanschrieb und mündlicher Kommunikation sowie Powerpoint Präsentationen erreicht. Die Vorlesung wird durch wöchentliche Übungen ergänzt, in denen die Studenten unter der Aufsicht von Tutoren Probleme lösen.

Medienformen

  • Vorlesung
  • Übungen
  • Bücher
  • Internet

Literatur

  1. G. L. Squires: Introduction to the Theory of Thermal Neutron Scattering, Dover Publications, N. Y. (1966).
  2. A. Furrer, J. Mesot, T. Strässle: Neutron Scattering in Condensed Matter Physics, World Scientific, London (2009) .
  3. S. W. Lovesey, Theory of Neutron Scattering from Condensed Matter I, II, Oxford Science Publ., Oxford (1984).
  4. A. Furrer: Frontiers in Neutron Scattering, World Scientific, London (1999).
  5. G. E. Bacon: Neutron Diffraction, Oxford (1962).
  6. P. A. Egelstaff: Thermal Neutron Scattering, Acad. Press, London (1965).

Modulprüfung

Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen

Es findet eine mündliche Prüfung von etwa 25 Minuten Dauer statt. Darin wird das Erreichen der im Abschnitt Lernergebnisse dargestellten Kompetenzen mindestens in der dort angegebenen Erkenntnisstufe exemplarisch durch Verständnisfragen und Beispielrechnungen überprüft.

Prüfungsaufgabe könnte beispielsweise sein:

  • Give the equation which defines the wave length of matter. Discuss the dependencies Write down the fission reaction.
  • Why fission neutrons have to be moderated? What means moderation?
  • Energy transfer in elastic central collision?
  • List typical moderators. Argue about the difference of D2O and H2O as moderator. What are the diffusion length in both moderators?
  • Discuss the differences/complementarity of reactor neutron sources and spallation neutron sources.
  • Note the different cross sections for thermal neutrons. What is the unit for a cross section?
  • What is the relation between sigma_coh and scattering length b?
  • Give the definition of the double differential cross section for thermal neutrons.
  • Define the scattering vector.
  • Note the Laue condition in diffraction. What does it mean?
  • Note the Bragg equation. What does it describe?

Hinweise zu assoziierten Modulprüfungen

Die Prüfung zu diesem Modul kann auch gemeinsam mit der Prüfung zum assoziierten Folgemodul PH2054: Physics with Neutrons 2 / Physik mit Neutronen 2 nach dem Folgesemester abgelegt werden. In diesem Fall müssen Sie sich für beide Prüfungstermine erst im Folgesemester anmelden.

Wiederholbarkeit

Eine Wiederholungsmöglichkeit wird am Semesterende angeboten. Eine Wiederholungsmöglichkeit wird im Folgesemester angeboten.

Aktuell zugeordnete Prüfungstermine

Derzeit sind in TUMonline die folgenden Prüfungstermine angelegt. Bitte beachten Sie neben den oben stehenden allgemeinen Hinweisen auch stets aktuelle Ankündigungen während der Lehrveranstaltungen.

Titel
ZeitOrtInfoAnmeldung
Prüfung zu Physik mit Neutronen 1
Di, 20.3.2018 Dummy-Termin. Wenden Sie sich zur individuellen Terminvereinbarung an die/den Prüfer(in). Anmeldung für Prüfungstermin zwischen 20.3.2018 und 14.4.2018. // Dummy date. Contact examiner for individual appointment. Registration for exam date between 2018-03-20 and 2018-04-14. bis 19.3.2018
Mo, 5.2.2018 Dummy-Termin. Wenden Sie sich zur individuellen Terminvereinbarung an die/den Prüfer(in). Anmeldung für Prüfungstermin vor 20.3.2018. // Dummy date. Contact examiner for individual appointment. Registration for exam date before 2018-03-20. bis 15.1.2018

Kondensierte Materie

Wenn Atome sich zusammen tun, wird es interessant: Grundlagenforschung an Festkörperelementen, Nanostrukturen und neuen Materialien mit überraschenden Eigenschaften treffen auf innovative Anwendungen.

Kern-, Teilchen-, Astrophysik

Ziel der Forschung ist das Verständnis unserer Welt auf subatomarem Niveau, von den Atomkernen im Zentrum der Atome bis hin zu den elementarsten Bausteinen unserer Welt.

Biophysik

Biologische Systeme, vom Protein bis hin zu lebenden Zellen und deren Verbänden, gehorchen physikalischen Prinzipien. Unser Forschungsbereich Biophysik ist deutschlandweit einer der größten Zusammenschlüsse in diesem Bereich.