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Protokolle des Fortgeschrittenenpraktikums

Nachdem wir unser experimentelles Geschick erfolgreich im Anfängerpraktikum unter Beweis gestellt haben und auch das Vordiplom passé ist, machen wir seit dem Winter 2007 also Versuche für Fortgeschrittene.

Das Fortgeschrittenenpraktikum besteht in Göttingen aus insgesamt 10 Versuchen. Die, allesamt testierten, Protokolle zu diesen Versuchen und andere nützliche Daten dazu finden sich an dieser Stelle.

Fouriertransformationsspektroskopie mit einem Michelson Interferometer

Wir haben die Wellenlänge eines HeNe-Lasers bestimmt, anschließend die Spektren einer Natriumdampflampe vermessen und schließlich selbiges bei einer Halogenlampe und einigen LEDs versuchen.

Massenspektrometrie am Ionenbeschleuniger

Massenspektrometrie ist ein Verfahren zur Bestimmung der spezifischen Ladung von Ionen. Bei bekannter Ladung kann somit die Masse von Ionen untersucht werden.

Enge bedeckende Doppelsterne

Leider konnten wir auf Grund von schlechtem Wetter den Stern nicht selber beobachten. In unserem Versuchsprotokoll haben wir daher Daten von alten Beobachtungen versucht auszuwerten. Der untersuchte Stern PX AND ist nicht zu empfehlen, wie man dem Protokoll entnehmen kann.

In diesem Versuch haben wir den Doppelstern PX And untersucht. Bedeckt einer der beiden Sterne während des Umlaufs den anderen so führt dies zu Schwankungen der gemessenen Helligkeit. Die Analyse dieser Schwankungen bietet eine Möglichkeit zur Bestimmung wichtiger Parameter des Sterns.

Holographische Schwingungsanalyse

Es werden Hologramme einer schwingungsfähigen Membran mit dem Echtzeit- und dem Zeitmittelungsverfahren erstellt.

Neben dem Versuchsprotokoll gibt es zu diesem Versuch auch Fotos und ein Video des Hologramms. Es war ein sehr schöner Versuch, der dafür aber auch ein wenig länger dauern durfte.

Feldionenmikroskopie

Netter Versuch, machbare Theorie, man sieht tatsächlich einzelne Atome - mit bloßem Auge.

Mit Hilfe eines Feldionenmikroskops wird eine Wolfspitze und danach eine Ni-Al-Spitze untersucht. Mit der zweiten Spitze wird auch eine Atomsondentomographie durchgeführt.

Bifurkation eines nichtlinearen Oszillators

Sehr schöner Versuch - es gab tolle Bilder, ein interessantes Thema und man hat auch meist direkt gewusst, was man machen soll. Die Messungen gingen gut von der Hand. Durch das so bisher nicht behandelte Thema, war die Theorie naturgemäß etwas aufwendiger.

Wir untersuchten anhand des nichtlinearen Toda-Oszillators ein chaotisches System samt lustiger Dingen wie Hysterese, Bifurkationen, Fixpunkten, Attraktoren... Dabei darf man viele tolle Bilder mit dem Oszilloskop machen und eine Art Karte des Frequenz-Amplituden-Ebene erstellen (S. 17).

Auto- und Kreuzkorrelation

Sehr kurzer Versuch mit einem interessanten Thema. Das Orten des Radiosternes ist eine nette Idee.

Mit Hilfe der Kreuzkorrelation kann die Ähnlichkeit von zwei Signalen gemessen werden. Um dies mit einer Anwendung zu verknüpfen, vermisst man mit einem Computerprogramm nicht nur verschiedene Filter und und Pässe, sondern ermittelt auch mit der Hilfe von zwei Modellradioteleskopen auf einem Globus die exakte Lage eines Radiosternes.

Comptoneffekt und Gammaspektroskopie

Leider hat der Versuch auch sehr viel Zeit in Anspruch genommen. Man führt eine Reihe an Einzelmessungen durch die jeweils 5-10 Minuten dauern.

Der Versuch vermittelt interessante Einblicke in den in jeder Quantenmechanik- I-Vorlesung als Beispiel für Quantenphänomene erwähnten Comptoneffekt. Insbesondere geht die Betrachtung des Wirkungsquerschnitts aber über die ohnehin bekannte Formel für die Wellenlängendifferenz hinaus. Im Versuch liegt weiter ein großes Augenmerk auf dem Verständnis der verwendeten Detektoren.

Emmissionslinienspektroskopie

Wir waren die ersten, die diesen neuen Versuch ausprobieren durften und haben noch einige Mängel an der Konzeption festgestellt. Die aufgeführten Kritikpunkte sollten eigentlich mitlerweile alle behoben sein. Dann ist der Versuch immer noch etwas aufwendig, aber sehr interessant - vor allem die Messung live, nachts, am Teleskop, mit Pizza im Beobachtungsraum...

Es wird mit dem Teleskop der Astro das Spektrum eines Wolf-Rayet-Sternes (mit großen Windgeschwindigkeiten) und einer Galaxie aufgenommen. An dieses werden dann einige Standardlinien angefittet und anschließend vor allem Linienbreiten bestimmt, um Windgeschwindigkeiten, Rotationsgeschwindigkeiten usw. zu ermitteln. Die Theorie umfasst einige Themenbereiche und man sollte schon etwas Ahnung für das Planen einer Beobachtungsnacht (z.B. aus dem Doppelsternversuch) mitbringen!

Optische Pinzette

Ein schöner Versuch der auch nicht zu lange dauert. Leider war bei uns die Anlage etwas verstellt so, dass die Kugeln bei größeren Geschwindigkeiten schnell verloren gingen.

Die Optische Pinzette (engl. Laser Tweezers) ist ein Aufbau aus einem Laser und einigen Linsen, mit dem Objekte bis zu einigen Mikrometern Größe stabil in einer definierten Position gehalten werden können. Im Versuch werden Latex-Kugeln, die sich in einer Glycerin-Wasser-Lösung befinden, mit der optischen Pinzette eingefangen und dann mit verschiedenen Geschwindigkeiten bewegt.
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© 2006-2010 Nils Kanning, Steffen Klemer