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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 2018/9 (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 2018/9WS 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 60 h 5 CP

Inhaltlich verantwortlich für das Modul PH2053 ist Peter Müller-Buschbaum.

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

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 Studierenden unter der Aufsicht von Tutoren/Tutorinnen Probleme lösen.

Medienformen

  • Vorlesung mit PowerPoint-Präsentation
  • 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:

  • Geben Sie die Gleichung an, die die Wellenlänge von Materie definiert. Diskutieren Sie die Abhängigkeiten. Schreiben Sie die Spaltungsreaktion auf.
  • Warum müssen Spaltneutronen moderiert werden? Was bedeutet Moderation?
  • Beschreiben Sie den Energietransfer bei elastischen zentralen Stößen.
  • Nennen Sie typische Moderatoren. Diskutieren Sie den Unterschied von D2O und H2O als Moderator. Wie groß ist die Diffusionslänge in beiden Moderatoren?
  • Diskutieren Sie die Unterschiede / Komplementarität von Reaktorneutronenquellen und Spallationsneutronenquellen.
  • Beachten Sie die verschiedenen Wirkungsquerschnitte für thermische Neutronen. Was ist die Einheit für einen Wirkungsquerschnitt?
  • Wie ist die Beziehung zwischen Sigma_Coh und Streulänge b?
  • Geben Sie die Definition des doppelten Differentialquerschnitts für thermische Neutronen an.
  • Was ist der Streuvektor?
  • Wie lautet die Laue-Bedingung in der Beugung? Was bedeutet diese?
  • Wie lautet die Bragg-Bedingung? Was beschreibt sie?

Die Teilnahme am Übungsbetrieb wird dringend empfohlen, da die Übungsaufgaben auf die in der Modulprüfung abgefragten Problemstellungen vorbereiten und somit die spezifischen Kompetenzen eingeübt werden.

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
Mo, 4.2.2019 Dummy-Termin. Wenden Sie sich zur individuellen Terminvereinbarung an die/den Prüfer(in). Anmeldung für Prüfungstermin vor So, 24.03.2019. // Dummy date. Contact examiner for individual appointment. Registration for exam date before Sun, 2019-03-24. bis 15.1.2019 (Abmeldung bis 3.2.2019)
Di, 26.3.2019 Dummy-Termin. Wenden Sie sich zur individuellen Terminvereinbarung an die/den Prüfer(in). Anmeldung für Prüfungstermin von Mo, 25.03.2019 bis Sa, 27.04.2019. // Dummy date. Contact examiner for individual appointment. Registration for exam date from Mon, 25.03.2019 till Sat, 27.04.2019. bis 25.3.2019
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