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Experimentalphysik 5 LA: Kern- und Teilchenphysik (EPL-5)7.5 ECTS (englische Bezeichnung: Experimental Physics 5: Nuclear and Particle Physics)
Modulverantwortliche/r: Dozenten der Kern-/Teilchenphysik, Uli Katz Lehrende:
Dozenten der Kern-/Teilchenphysik, Uli Katz
Startsemester: |
WS 2019/2020 | Dauer: |
1 Semester | Turnus: |
jährlich (WS) |
Präsenzzeit: |
75 Std. | Eigenstudium: |
150 Std. | Sprache: |
Deutsch |
Lehrveranstaltungen:
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Experimentalphysik 5: Kern- und Teilchenphysik
(Vorlesung, 3 SWS, Uli Katz, Do, 14:00 - 16:00, HE; jede 2. Woche Fr, 14:00 - 16:00, HG; Erster Freitagstermin am 18.10.2019)
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Übungen zur Experimentalphysik 5: Kern- und Teilchenphysik
(Übung, 2 SWS, Uli Katz et al., Do, 8:00 - 10:00, SRTL (307), SR 02.729, SR 00.103; Do, 12:00 - 14:00, SR 00.103, HD; Mi, 16:00 - 18:00, SR 00.732, SR 00.103)
Inhalt:
Elementarteilchen und fundamentale Wechselwirkungen, Antiteilchen, Aufbau der Materie, Symmetrien und Erhaltungssätze
Streuexperiment, Wirkungsquerschnitt und Lebensdauer, Wechselwirkung von Teilchen und Strahlung mit Materie, Grundbegriffe der Dosimetrie, grundlegender Aufbau von Detektoren für Teilchen und Strahlung
Konstituenten, Masse, Bindungsenergie, Tröpfchenmodell, Nukleon-Nukleon-Potential, Fermi-Gas-Modell, Schalenmodell
Alpha-, Beta-, Gammazerfall, Zerfallsreihen, Kernspaltung, Grundlagen Reaktorphysik, Kernfusion, Kernphysik der Sonne
Elastischer Streuprozess, elektromagnetische Wechselwirkung, Rutherford-Streuquerschnitt, Elektron-Kern-Streuung, Formfaktoren, Elektron-Nukleon-Streuung, Anregungszustände des Protons, tief-inelastische Streuung
Starke Wechselwirkung: Farbladung und Gluonen, Confinement und asymptotische Freiheit, Produktion von Mesonen und Baryonen
Schwache Wechselwirkung: W- und Z-Bosonen, CKM-Matrix, Paritätsverletzung, Schlüsselexperimente (Pion-, Myon-, Kaonzerfall, Produktion reeller Z-Bosonen), Entdeckung und Rolle des Higgs-Bosons, Neutrinooszillationen, Ausblick „Beyond the Standard Model“
Lernziele und Kompetenzen:
Die Studierenden
erläutern und erklären die experimentellen Grundlagen und die quantitativ-mathematische Beschreibung der Kern- und Teilchenphysik gemäß den detaillierten Themen im Inhaltsverzeichnis
wenden die physikalischen Gesetze und jeweiligen mathematischen Methoden auf konkrete Problemstellungen an
Studien-/Prüfungsleistungen:
Klausur zur Experimentalphysik 5 (Prüfungsnummer: 67411)
- Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 90, benotet
- Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %
- weitere Erläuterungen:
Freiwillige Zwischenprüfung: Für das vollständige und weitgehend korrekte Vorrechnen von ein bzw. zwei Übungsaufgaben in den Übungen wird ein Notenbonus für die Klausur von einer Notenstufe (0.3 oder 0.4) bzw. zwei Notenstufen (0.6 oder 0.7) vergeben.
- Erstablegung: WS 2019/2020, 1. Wdh.: WS 2019/2020 (nur für Wiederholer)
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