Fakultät für Physik
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Vorlesung: Streumethoden – Übersicht

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Dozenten: PD Dr. Bert Nickel, Prof. J. O. Rädler

Termin: Donnerstags, 14 - 17 Uhr

3+1 SWS (6 ECTS Punkte)

Streumethoden tragen wesentlich zum Verständniss der strukturellen und dynamischen Eigenschaften kondensierter Materie bei. Die Anwendungsbeispiele decken den gesamten Bereich der Materie - vom Protein bis zum exotischen Supraleiter - ab. Grossforschungsanlagen wie die europäische Synchrotronstrahlungquelle (ESRF) und das Institut Laue-Langevin (ILL) in Grenoble spielen hierbei eine zentrale Rolle. Hier können die Forscher mit den besten Ideen ihre Experimente durchführen. Der FRM-2 in Garching ist auch eine solche Quelle, an der seit kurzem Streueperimente durchgeführt werden. Im Rahmen der Vorlesung werden zunächst die wichtigsten Grundlagen der Röntgen- und Neutronenstreuung diskutiert. Im Anschluss werden einige wichtige quasi-Standard Methoden vorgestellt. Schliesslich werden die wichtigsten instrumentellen Komponenten eines Streuexperiments besprochen und einige aktuelle Themen werden vertieft.

Themen:

Vorlesung Termin Dozent Inhalte
VL1 22.04. BN Einführung, Grundlagen eines Streuexperiments, wichtige Sonden (x-ray, Neutron, Elektron), Wirkungsquerschnitt
VL2 29.04. BN differentieller Wirkungsquerschnitt, Streuquerschnitte für Neutronen, Streuung am freien Elektron (Thomson Streulänge), Nahfeld, Fraunhofer Beugung im Fernfeld, Kohärenz
VL3 06.05. JR Thomson Streuquerschnitt, Streuung am gebundenen Elektron (Dispersionskorrektur), Rayleigh Streuung, Zusammenhang Brechungsindex, Röntgenabsorptionsspektroskopie (EXAFS), Atomformfaktor
VL4 20.05. JR Streuamplitude einer Elektronendichteverteilung, Atomformfaktor, Streuung am Molekül, Richtungsmittelung, Streuung am Kristall, Strukturfaktor der Einheitszelle, Gittersumme, Laue Bedingung, Bsp. lineare Kette: Laueoszillationen, Faltungstheorem und Patterson Funktion
VL5 27.05. JR unendlicher Kristall: Bragg Peak (Delta-Funktion), 2D-Gitter, reziproke Gittervektoren, Dünne Filme und halbunendliche Kristalle: Laueoszillationen und Truncation rods, Streuung an Faserstrukturen, Helikale Moleküle: Bsp. DNA
VL6 10.06. BN Rekonstruktion an Oberflächen: Anti-Bragg Position, reziprokes Gitter in 3D: Bsp. bcc-fcc, Ewaldkugel (Einkristall, Laue, Pulver), Instrumentierung: 6-Kreis Diffraktometer, Bsp. Länge DNA Doppelhelix mit Kleinwinkelstreuung
VL7 17.06. BN Auflösung: Lorenz-Faktor, Thermisch-diffuse Streuung, Debye-Waller-Faktor
VL8 24.06. JR Inelastische Neutronenstreuung, Dynamische Lichtstreuung
01.07. Exkursion, Treffpunkt 14:30 Uhr an der Pforte des FRM-2
VL9 08.07. BN Optik mit Röntgenstrahlung, Zusammenhang Streuquerschnitt, Atomformfaktor, Brechungsindex. Snells law, Fresnelkoeffizienten
VL10 15.07. BN Reflektion und Transmission, Reflektion an Vielfachschichten (Parrat), evaneszente Wellen, GISAX,GISANS
VL11 22.07. JR Kleinwinkelstreuung (SAX/SANS) , FCS
Tutorial 29.07. Zusammenfassung, Diskussion
Prüfung 05.08. Mündliche Prüfungen
Prüfung 12.08. Mündliche Prüfungen

 

Übung
Übung 1




Literatur:

zu VL 5 und 6: CTR (Robinson 1986)
zu VL 6: 6-Kreis (Vlieg 1987)