Physik und Technik von magnetischen Messverfahren
Physics and Technics of Magnetic Measurement Methods

Modul PH2107

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.

Basisdaten

PH2107 ist ein Semestermodul in Deutsch auf Master-Niveau das im Sommersemester 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 40 h 5 CP

Inhaltlich verantwortlich für das Modul PH2107 ist Marc Wilde.

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

Dieses Modul gibt eine Übersicht über die Physik und Technik moderner magnetischer Messverfahren. Nach einer Einführung in die Grundlagen des Magnetismus und der Erzeugung magnetischer Felder in Laborumgebung werden verschiedene Messverfahren vorgestellt, jeweils im Zusammenhang mit relevanten physikalischen Fragestellungen. Diese betreffen beispielsweise die Bestimmung von Fermi-Flächen mit Drehmomentmagnetometrie, von Domänenstrukturen in magnetischen Festspeicherplatten mit Hilfe von Magnet-Kraft-Sensorik, den magnetooptischen Kerr-Effekt oder die Ausrichtung von atomaren magnetischen Momenten auf Festkörper-Oberflächen detektiert durch spin-polarisierte Rastertunnelmikroskopie. Dargestellt werden die zugrunde liegenden physikalischen Prinzipien und die technische Umsetzung der Messmethodik im Labor. Es wird die Physik sowohl des untersuchten magnetischen Phänomens als auch der relevanten Messtechnik diskutiert. Herausgearbeitet werden die grundlagenphysikalischen Aspekte in diesem Bereich der Experimentalphysik. Aktuelle wissenschaftliche Entwicklungen in diesem Themengebiet werden in dem Modul berücksichtigt.

Lernergebnisse

Nach erfolgreicher Teilnahme an diesem Modul ist der / die Studierende in der Lage:

  1. verschiedene Entwürfe von Magnetsystemen und die Auswirkung von Magnetfeldern auf verschiedene Festkörpersysteme zu verstehen und zu erklären;
  2. die physikalischen Aspekte von Magnetisierungsmessverfahren, insbesondere die physikalische Wechselwirkung zwischen Messobjekt und Sensor zu verstehen und zu erklären;
  3. die technische Umsetzung verschiedener magnetischer Messverfahren wiederzugeben und zu erklären;
  4. das räumliche und zeitliche Auflösungsvermögen von Magnetisierungsmessverfahren zu bewerten;
  5. für die Untersuchung physikalischer Fragestellungen im Magnetismus relevante Exprimentieraufbauten auszuwählen und zu skizzieren;
  6. die verschiedenen Längen- und Zeitskalen, auf denen magnetische Phänomene auftreten bzw. ablaufen, zu benennen;
  7. die Auswirkungen von Bandstruktureffekten und Dimensionalität des Festkörpersystems auf den Magnetismus zu beschreiben;
  8. sich unter Anleitung ein wissenschaftliches Thema zu erarbeiten, eine Präsentation darüber zu erstellen und einen Vortrag zu halten sowie Präsentationstechniken zu bewerten und gezielt einzusetzen.

Voraussetzungen

Keine Vorkenntnisse nötig, die über die Zulassungsvoraussetzungen zum Masterstudium hinausgehen.

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

Lern- und Lehrmethoden

Vortrag, Beamerpräsentation, Tafelarbeit, Laborführungen

Medienformen

Vorlesungsskript, begleitende Internetseite, ergänzende Literatur

Literatur

  1. Kronmüller H., Parkin S.S.P. (Eds.): Handbook of Magnetism and Advanced Magnetic Materials, Vols. 1-5 (Wiley, Chichester, 2007)
  2. Getzlaff, Matthias: Fundamentals of Magnetism (Springer Verlag, 2008)
  3. Zhu, Yimei: Modern techniques for characterizing magnetic materials (Springer New York, 2005)
  4. Ashcroft, Mermin: Solid State Physics (Saunders, 1988)

Modulprüfung

Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen

In einer mündlichen Prüfung wird das Erreichen der Lernergebnisse durch Verständnisfragen und Beispielaufgaben bewertet.

Die Prüfung kann in Übereinstimmung mit §12 (8) APSO auch schriftlich abgehalten werden, in diesem Fall ist der Richtwert für die Prüfungsdauer 60 Minuten.

Wiederholbarkeit

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

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.