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Laborführungen der Herbstakademie 2012

Am Donnerstag in der Zeit von 13:00 bis 16:30 Uhr könnt ihr alle an bis zu drei Laborführungen teilnehmen. Diese könnt ihr euch am Donnerstag spontan aussuchen und einfach zum angegebenen Zeitpunkt am jeweiligen Treffpunkt sein.

Im Folgenden könnt ihr euch schon einmal in die Angebote der Laborführungen einlesen.

Neu: Zeitplan der Laborbesichtigungen als Download: [pdf]

Materialphysik (IG 1)

Treffpunkt: Foyer vor dem Hörsaal HS 2, IG I, Wilhelm-Klemm-Straße 10

Atomsondentomographie und Elektronenmikroskopie

Herr Stolwijk

Die makroskopischen Eigenschaften von Materialien (Festigkeit, elektrische Leitfähigkeit, magnetische Härte, optische Transparenz) werden durch den inneren atomaren Aufbau der Materialien bestimmt. Das Ziel der Materialphysik ist es, den Zusammenhang zwischen Struktur und funktionellen Eigenschaften aufzudecken. Neben der chemischen Zusammensetzung sind vor allem die geometrische Anordnung der Atome und die real existierende Fehlordnung von entscheidender Bedeutung für die technische Funktion. Die Atomsondentomographie stellt zurzeit die genaueste Form der Materialanalyse dar. Von spitzenförmigen Proben werden Atome durch ultrakurze Hochspannungspulse abgelöst, einzeln identifiziert und lokalisiert. Im Rechner entsteht mit diesen Daten die nahezu vollständige Rekonstruktion der räumlichen Anordnung der verschiedenen atomaren Spezies. Die Laborführung zeigt Beispiele, wie die Zusammensetzung und Defektstruktur von Materialproben mittels Atomsondentomographie und Elektronenmikroskopie untersucht werden.

Uhrzeit Do: 13:00-13:50 Do: 15:20-16:10

Oberflächenphysik (IG 1)

Treffpunkt: Foyer vor dem Hörsaal HS 2, IG I, Wilhelm-Klemm-Straße 10

Sekundärionen-Massenspektrometrie

Herr Lipinsky

Aus einer Festkörperoberfläche können durch den Beschuss mit Ionenstrahlen atomare und molekulare Bestandteile in Form von Sekundärionen freigesetzt und dann in einem Massenspektrometer identifiziert werden. Hierdurch lässt sich die chemische Zusammensetzung der Oberfläche bestimmen. Anhand einiger Beispiele aus der Materialforschung und der biomedizinischen Forschung soll veranschaulicht werden, welchen großen Anteil massenspektrometrische Analyseverfahren bei der Lösung unterschiedlichster Fragestellungen haben können. Mehr Informationen [pdf]

Uhrzeit Do: 13:00-13:50

Grenzflächenphysik (IG 1)

Treffpunkt: Foyer vor dem Hörsaal HS 2, IG I, Wilhelm-Klemm-Straße 10

Oberflächen ertasten, Moleküle und Atome sichtbar machen

Frau Höppener

Das Rastertunnelmikroskop ist ein inzwischen bewährtes Instrument, das atomare Strukturen von Oberflächen sichtbar macht. Das Prinzip der Rastertunnelmikroskopie unterscheidet sich radikal von dem der klassischen Mikroskope wie der Lichtmikroskopie und der Elektronenmikroskopie. In der Folge der Erfindung des Rastertunnelmikroskops sind andere sehr kompakte Verfahren der Rastersondenmikroskopie entstanden wie das Kraftmikroskop, mit dem die Reliefstruktur von Oberflächen mit atomarer Auflösung ertastet werden kann.

Uhrzeit Do: 14:10-15:00

Low-D Magnetism (AG Donath - Physikalisches Institut)

Treffpunkt: Seminarraum 426, IG I, Wilhelm-Klemm-Straße 10

Magnetischen Phänomenen auf der Spur

Herr Donath

Magnetismus ist eines der ältesten bekannten physikalischen Phänomene. Schon im 2. Jahrtausend v. Chr. wurden in Mesopotamien die anziehenden Eigenschaften des Magnetit entdeckt und die Chinesen benutzen seit dem 2. Jahrhundert v. Chr. den Kompass. Heute spielen magnetische Phänomene in großen Bereichen der Informationstechnologie eine bedeutende Rolle. So dienen magnetische Schichten beispielsweise als Datenspeicher. Magnetische Leseköpfe finden sich in den Festplatten handelsüblicher PCs und Laptops. Für eine besonders effiziente Elektronik möchte man neben der elektrischen Ladung der Elektronen auch ihren Spin als Informationsträger nutzen. Diese neue Art der Informationsverarbeitung wird Spinelektronik oder kurz Spintronik genannt. Der Spin ist der Eigendrehimpuls des Elektrons; er ist für den Magnetismus verantwortlich. Die Arbeitsgruppe Donath ist magnetischen Phänomenen auf der Spur, um ein mikroskopisches Bild der makroskopischen magnetischen Eigenschaften zu entwickeln. Auf diese Weise eröffnet sie Wege für neue Anwendungen in der Informationsverarbeitung. In der Arbeitsgruppe Donath kommen ausgeklügelte spektroskopische Verfahren zum Einsatz, mit denen man den Spin von Elektronen untersuchen kann. Da hier mit Elektronen und Licht gearbeitet wird, das von Luft absorbiert wird und die Proben frei von störenden Luftmolekülen bleiben sollen, werden die Untersuchungen im Ultrahochvakuum durchgeführt.

Uhrzeit Do: 15:20-16:10

Institut für Angewandte Physik

Treffpunkt: Institut für Angewandte Physik, Seminarraum 222, 1. Stock, Corrensstr. 2

Nichtlineare Effekte in optischen und magnetischen Systemen: von ultrakurzen Laserpulsen bis Spin-Wellen

Herr Imbrock

Nichtlineare Effekte gehören zu den wichtigsten fundamentalen Phänomenen in der Natur. Durch gezielte Nutzung nichtlinearer physikalischer Effekte werden neue Perspektiven in der Anwendung zahlreicher technologisch relevanter Felder wie der Halbleiter-, Plasmaphysik und der Optik erarbeitet. Das Institut für Angewandte Physik gibt einen Überblick über die aktuellen Forschungsthemen aus den Bereichen magnetische Dynamik, Photonik und optische Technologien. In drei ausgewählten Labors wird gezeigt und erklärt wie man magnetische Spin-Wellen analysiert, wie man formstabile Wellenpakete (Solitonen) erzeugt und wie man ultrakurze Laserpulse einsetzt.

Uhrzeit Do: 14:10-15:00 Do: 15:20-16:10

MExLab Experimentum: Physik Hands-On Dauerausstellung

Treffpunkt: Institut für Angewandte Physik, Foyer vor dem Hörsaal AP, Corrensstr. 4

Neutrinooszillation nachvollziehbar machen

Herr Heusler

Die Umwandlung zwischen verschiedenen Elemenarteilchen, den Elektron-, Myon- und Tau-Neutrinos, geschieht aufgrund quantenmechanischer Prozesse und wird in der Physik als Neutrinooszillation bezeichnet. Wurde also ein Neutrino z.B. als Elektronneutrino erzeugt, so kann eine spätere Messung ein Myonneutrino nachweisen - man spricht hier von der Änderung des Flavors, des "Geschmacks". Da die Wahrscheinlichkeiten für die Messung jeden Flavours sich periodisch mit der Ausbreitung des Neutrinos ändert, spricht man von einer Oszillation. Dieser und andere - leichte und komplizierte - Zusammenhänge werden mit Exponaten im MExLab Experimentum zugänglich gemacht. Die Führung mit einem Schwerpunkt auf der Erklärung und Vermittlung der Neutrinooszillation zeigt einige Stationen in der Hands-On Dauerausstellung.

Uhrzeit Do: 13:00-13:50

Institut für Kernphysik

Treffpunkt: StudiO (rechts neben dem Hörsaal der Angewandten Physik), Wilhelm-Klemm-Straße 9

Experimente zur Elementarteilchenphysik

Herr Khoukaz

Moderne Experimente der Kern- und Teilchenphysik und die Verbindung zum frühen Universum werden in einem Vortrag vorgestellt. Anschließend können an verschiedenen Stationen im Institut u.a. kosmische Strahlung in einer Funken- bzw. Nebelkammer beobachtet werden sowie ein Scanning-Mikroskop zur Auswertung von Kernspuremulsionen und verschiedene Labore zur Entwicklung von Komponenten für internationale Experimente zur Kern- und Teilchenphysik besucht werden.

Uhrzeit Do: 13:00-13:50 Do: 14:10-15:00

Institut für Theoretische Physik

Treffpunkt: Donnerstag, Raum 404; Freitag, Raum 303, Institut für Kernphysik, Wilhelm-Klemm-Straße 9

Ordnung und Chaos - die Theorie komplexer Systeme

Herr Kamps

Eine Laborführung in der Theoretischen Physik? Ja! Was dem Experimental-Physiker sein Aufbau im Labor, ist dem Theoretiker neben Papier und Bleistift sein Computer - numerische Methoden gewinnen zunehmend an Bedeutung. Vorgestellt werden Forschungsarbeiten der Arbeitsgruppe Selbstorganisation und Komplexität. Sie befassen sich mit Systemen fernab vom Gleichgewicht wie Laser, hydrodynamischen Strömungen und chemischen Reaktionen. Diese besitzen die Fähigkeit spontan räumliche, zeitliche und raumzeitliche Strukturen zu bilden. Aufgrund der nichtlinearen Wechselwirkungen der Untersysteme entstehen Strukturen, die nicht von außen aufgeprägt werden, sondern spontan durch Selbstorganisationsprozesse gebildet werden. Diese Selbstorganisationsprozesse besitzen universelle Eigenschaften: Ganz verschiedenartige Systeme können durch eine einheitliche mathematische Theorie beschrieben werden - von atomaren und molekularen Systemen in Physik und Chemie über zelluläre Organismen und ökologische Systeme der Biologie bis hin zu neuronalen Netzen der Gehirnforschung und dem Internet. Sogar Anwendungen in Wirtschafts- und Sozialwissenschaften findet man.

Uhrzeit Do: 14:10-15:00 Do: 15:20-16:10

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