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Moderne Röntgenphysik
Modern X-Ray Physics

Modul PH2182

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 SS 2018 (aktuell)

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

verfügbare Modulversionen
SS 2018WS 2017/8SS 2017WS 2013/4

Basisdaten

PH2182 ist ein Semestermodul in Englisch oder Deutsch auf Master-Niveau das in jedem Semester 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 Biophysik
  • 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 PH2182 ist Klaus Achterhold.

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

Die Vorlesung beinhaltet die grundlegenden Konzepte moderner Röntgenphysik mit Synchrotronstrahlung aber auch mit modernen Röntgenquellen, wie einem Kompakt-Synchrotron, im Labor. Der Fokus liegt dabei auf bildgebenden Verfahren.

Die Themen:

Grundlagen: Röntgen-Quellen und Instrumentierung

Erzeugung von Röntgenstrahlung mit Röntgenröhren, am Synchrotron und am Kompakt-Synchrotron MuCLS

Elektronenbeschleuniger und Speicherring an MuCLS; Picosekunden Laser und Laser Cavity an MuCLS

Wechselwirkung von Röntgenstrahlung mit Materie; Spektroskopie mit Röntgenstrahlung; Röntgenoptiken und Beamlines

Röntgendetektoren

Anwendungen: Bildgebung mit Röntgenstrahlung

Absorptions-Bildgebung und Computer-Tomographie

Röntgenstrahlung als Welle; Propagation und Kohärenz; Nah- und Fernfeld

Röntgen-Phasenkontrast Bildgebung

Röntgen-Mikroskopie und Bildgebung mit kohärent gestreuter Strahlung.

Lernergebnisse

Nach der erfolgreichen Teilnahme an der Vorlesung verstehen die Studierenden wie Röntgenstrahlung mit Materie wechselwirkt. Sie wissen, wie daraus Absorptions-, Phasen- und Dunkelfeldkontrast entsteht und welche Möglichkeiten es gibt, diese Modalitäten zu messen. Die Studierenden werden einschätzen können, welche Anforderungen sie an eine Röntgenquelle in Bezug auf Quellgröße, Kohärenz und Energieauflösung stellen müssen um ein Experiment erfolgreich durchführen zu können. Weiterhin werden sie entscheiden können, ob ein Detektor dazu die notwendige Effizienz, Ortsauflösung, Auslesegeschwindigkeit und Signal-zu-Rausch Verhältnis hat. Die Studierenden werden Daten sowohl von spektroskopischen Methoden als auch von neuesten Bildgebungs-Modalitäten analysieren und bewerten können.

Voraussetzungen

keine Angabe

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

Lern- und Lehrmethoden

In der Vorlesung werden die Lerninhalte aufgeteilt in, zum einen, Grundlagen und fortgeschrittene Aspekte der Strahlenphysik, zum anderen in die technischen Aspekte der Erzeugung und Detektion der Strahlung. Dabei wird besonders auf die Querverbindungen dieser beiden Gebiete eingegangen. Eine aktive Beteiligung der Studierenden in Form von Fragen und Kommentaren ist dabei ausdrücklich erwünscht. Das Gebiet wird durch Übungen vertieft die sowohl Berechnungen als auch den "viruellen" Aufbau einer Beamline unter Kosten-Nutzen Aspekten beinhaltet. In einem Hauptseminar können die Studierenden aus etwa 20 Veröffentlichung über die physikalischen und etwa 20 Veröffentlichungen über die technischen Aspekte der Strahlenphysik jeweils eine auswählen, sich in das Thema einarbeiten und ihren Kommilitonen in zwei entsprechenden Vorträgen präsentieren.

Medienformen

Die Inhalte der Lehrveranstaltung werden als PowerPoint Folien präsentiert. Ergänzungen werden entweder direkt in die Folien oder an die Tafel geschrieben. Eine pdf-Version des Inhalts ohne Ergänzungen ist jeweils kurz vor Vorlesungsbeginn auf Moodle abrufbar.

Literatur

Philip Willmott
An introduction to Synchrotron Radiation, Wiley, 2011
http://lib.myilibrary.com/Open.aspx?id=317772

Jens Als-Nielsen & Des McMorrow
Elements of Modern X-ray Physics (2nd ed.), Wiley, 2011
http://onlinelibrary.wiley.com/book/10.1002/9781119998365

David Attwood,
Soft X-rays and Extreme Ultraviolet Radiation, Cambridge University Press, 1999
https://www.cambridge.org/core/books/soft-xrays-and-extreme-ultraviolet-radiation/189E4CC382657A1680B4C457B4B29057

Klaus Wille,
Physik der Teilchenbeschleuniger und Synchrotronstrahlungsquellen, Teubner Studienbuecher, 1996
http://link.springer.com/book/10.1007/978-3-663-11039-2

Modulprüfung

Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen

keine Angabe

Wiederholbarkeit

Eine Wiederholungsmöglichkeit wird am Semesterende 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 Moderne Röntgenphysik
Mo, 9.7.2018 Dummy-Termin. Wenden Sie sich zur individuellen Terminvereinbarung an die/den Prüfer(in). Anmeldung für Prüfungstermin vor 24.9.2018. // Dummy date. Contact examiner for individual appointment. Registration for exam date before 2018-09-24. bis 30.6.2018
Di, 25.9.2018 Dummy-Termin. Wenden Sie sich zur individuellen Terminvereinbarung an die/den Prüfer(in). Anmeldung für Prüfungstermin zwischen 25.9.2018 und 20.10.2018. // Dummy date. Contact examiner for individual appointment. Registration for exam date between 2018-09-25 and 2018-10-20. bis 24.9.2018
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