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Experimentalphysik 5 LA: Kern- und Teilchenphysik (EPL-5)7.5 ECTS (englische Bezeichnung: Experimental Physics 5 LA: Nuclear and Particle Physics)
(Prüfungsordnungsmodul: Experimentalphysik 5 LA: Kern- und Teilchenphysik)
Modulverantwortliche/r: Stefan Funk, Uli Katz, Christopher van Eldik Lehrende:
Stefan Funk, Uli Katz, Christopher van Eldik
Start semester: |
WS 2022/2023 | Duration: |
1 semester | Cycle: |
jährlich (WS) |
Präsenzzeit: |
75 Std. | Eigenstudium: |
150 Std. | Language: |
Deutsch |
Lectures:
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Experimentalphysik 5 LA: Kern- und Teilchenphysik
(Vorlesung, Uli Katz, Wed, 10:00 - 12:00, HE; every 2. week Thu, 12:00 - 14:00, HE)
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Übung zur Experimentalphysik 5 LA: Kern- und Teilchenphysik
(Übung, Uli Katz et al., Mon, 14:00 - 16:00, TL 1.140; Wed, 12:00 - 14:00, SRTL (307))
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
Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:
- Physik (1. Staatsprüfung für das Lehramt an Gymnasien)
(Po-Vers. 2020w | NatFak | Physik (1. Staatsprüfung für das Lehramt an Gymnasien) | Module Fachwissenschaft Physik | Experimentalphysik 5 LA: Kern- und Teilchenphysik)
Dieses Modul ist daneben auch in den Studienfächern "Mathematik (Bachelor of Science)" verwendbar. Details
Studien-/Prüfungsleistungen:
Experimentalphysik: Kern- und Teilchenphysik (Prüfungsnummer: 67411)
(englischer Titel: Experimental physics: Nuclear and particle physics)
- Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 90, benotet, 7.5 ECTS
- Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %
- Erstablegung: WS 2022/2023, 1. Wdh.: SS 2023
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