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Fachgruppe Physik/Astronomie

Kommentiertes Vorlesungsverzeichnis Wintersemester 2001/2002



 
6790 Materialphysik I / Physics of Materials, Part I (D/E)
Fr 10-12, SR, ITKP
   
Instructor(s): M. Moske
For terms no.: 6,7
Hours per week: 2
Prerequisites: Basic knowledge of Solid State Physics and thermodynamics
Contents: Introduction to the basics of Physics of Materials, part I,
containing the following topics:

- Atomistic structure of solid materials and their determination
- Microstructure, phase and crystal defects
- Solidification of alloys, nucleation and growth
- Thermodynamics of alloys, phase diagrams
- Structures of metallic alloy phases
- Phase transformations and lattice instability
- Atomic transport and interdiffusion reactions
- Decomposition and ordering transformations
Literature: P. Haasen, Physikalische Metallkunde, Springer 1994
H. Böhm, Einführung in die Metallkunde, BI Taschenbücher 1968
G. Gottstein, Physikalische Grundlagen der Materialkunde, Springer 1998
G.E.R. Schulze, Metallphysik, Akademie-Verlag 1967
E. Hornbogen, H. Warlimont, Metallkunde, 1995
Comments: Further information can be requested by e-mail: moske@caesar.de
An indication of your attendance would be appreciated.


 
6791 Medizinische Physik: Neurophysik, Bildgebung des Gehirns / Medical Physics: Neurophysics, Imaging of the Brain (D/E)
Mo 9-11, SR, ITKP, Mi 12-13, SR, ISKP
   
Instructor(s): P. David, K. Lehnertz
For terms no.: 5-8
Hours per week: 3
Prerequisites: Vordiplom
Contents: Physical Imaging Methods and Medical Imaging
- The Nervous System
- Nerve Cells
- Architecture of the brain
- Patch-Clamp Method
- Magnetic Resonance Computer Tomography
- Functional Magnetic Resonance Imaging
- Transmission Computer Tomography (Röntgen-CT)
- Emission Computer Tomography (PET, SPECT)
Literature: 1. E.R. Kandel, J.H. Schwartz, Eds.
Principles of Neural Science
Elsevier, 2nd Edt.

2. H. Morneburg (Hrsg.)
Bildgebende Systeme für die medizinische Diagnostik
Siemens, 3. Aufl.

3. P. Bösiger
Kernspin-Tomographie für die medizinische Diagnostik
Teubner

4. Ed. S. Webb
The Physics of Medical Imaging
Adam Hilger, Bristol

5. More literature will be offered
Comments: Location: Seminarraum ISKP, I. Etage, Raum 154

Beginning: Mo 15. Oct. 2001, 9:00 c.t.


 
6792 Laserspektroskopie / Laser Spectroscopy (D/E)
Fr 10-12, HS, IAP
   
Instructor(s): F. Kühnemann
For terms no.: 5, 7
Hours per week: 2
Prerequisites: laser physics: desired, but not mandatory
Contents: Atoms and molecules may emit and absorb electromagnetic radiation, and spectroscopy is our most powerful tool to study their structure and their interaction with the environment.
Using laser light allowed to improve these studies considerably: precision, resolution and sensitivity could be improved by orders of magnitude, compared with classical spectroscopy. It allows to observe single atoms and molecules, build clocks of extreme precision and take snap-shots of individual molecular vibrations.
The first part of the course will address the laser properties which are of particular importance for their spectroscopic application as well as the fundamentals of the interaction between the laser light and the atoms and molecules.
The second part will deal with prominent examples of state-of the art laser spectroscopy, such as precision spectroscopy, single molecule spectroscopy and femto-second spectroscopy, discussing both the laser tools and the experiments.
Literature: to be announced during the first lecture
Comments:


 
6793 Statistische Methoden der Datenanalyse / Statistical Methods of Data Analysis (D/E)
Mi 8-10, HS I, PI
   
Dozent(en): E. Paul
Fachsemester: ab 4
Wochenstundenzahl: 2
Voraussetzungen: Vordiplom

Inhalt: Die Vorlesung gibt eine Einführung zu Methoden, die bei der
Darstellung und Bewertung von Zählungen und Messungen eingesetzt
werden. Das Handwerkszeug liefert die statistische Theorie. Zunächst
werden wichtige statistische Verteilungen, ihre Parameter und der Umgang mit Stichproben behandelt. Im weiteren geht es um die
Schätzung unbekannter Parameter, Fitmethoden und Hypothesentests.
Danach wird auf Monte Carlo-Techniken und Anwendungen eingegangen.
Literatur: K.D Barlow: Statistics, Wiley
S.Brandt: Datenanalyse, B.I.Wissenschaftsverlag
L.Lyons: A Practical Guide to Data Analysis for Physical Science students, Cambridge University Press
R.Fruehwirt et al.: Data Analysis Techniques for High Energy Physics,
Cambridge Monographs on Particle physics
Bemerkungen: Zu der Vorlesung werden Übungen (6793) und Seminarvorträge
angeboten, die Grundlagen für den Scheinerwerb sind. Näheres
in der Vorbesprechung in der ersten Vorlesung.


 
6794 Kernphysikalische Messmethoden in Wissenschaft und Technik / Nuclear Methods in Science and Technology (D/E)
Fr 10-12, HS 116, AVZ I
   
Instructor(s): R. Lieder
For terms no.: ab 7.
Hours per week: 2
Prerequisites: Grundkenntnisse in der Kernphysik
Contents: * Natural and artificial radioactivity
* Interaction of nuclear radiation with matter
* Detection of nuclear radiation
* Production of particle beams with accelerators (outline)
* Ion beam analysis using Rutherford scattering
* Accelerator mass spectrometry
* Tracer analysis with neutron activation and X-ray resonance fluorescence
* X-ray photo electron spectroscopy
* Study of hyperfine interactions using the Moessbauer effect and perturbed angular correlations
* Applications in solid state physics, chemistry, biology, medicine, archeology, art, environment and paleoclimatology
Literature: * G. Schatz und A. Weidinger, Nukleare Festkörperphysik, Teubner,
Stuttgart, 1992
* G.F. Knoll, Radiation Detection and Measurement, John Wiley &
Sons, New York, 1989
* Yu. M. Tsipenyuk, Nuclear Methods in Science and Technology,
Institute of Physics Publishing, Bristol and Philadelphia, 1997
Comments:


 
6795 Teilchenbeschleuniger I / Particle Accelerators, Part I (D/E)
Di 14-16, HS, ISKP
   
Instructor(s): R. Maier
For terms no.: 5 - 8
Hours per week: 2
Prerequisites: Mechanics, Electrodynamics
Contents: 1.Introduction

2.Linear Accelerators
-Electrostatic Accelerators
-Induction Linear Accelerator
-Acceleration by rf Fields

3.Circular Accelerators
-Betatron
-Microtron
-Cyclotron
-Synchrotron

4.Linear Beam Dynamics

5.Periodic Focusing Systems

6.Storage Rings and Insertion Devices
Literature: 1.F. Hinterberger, "Physik der Teilchenbeschleuniger und Ionenoptik",
Springer Verlag (1996)

2.K. Wille, "Physik der Teilchenbeschleuniger und Synchrotronstrahlungsquellen",
Verlag B. G. Teubner (1992) ca. 300 S.

3.H. Wiedemann, "Particle Accelerator Physics", Springer-Verlag (1993) 445 S.

4.D. A. Edwards, M. J. Syphers, "An Introduction to the Physics of Energy Accelerators" (1993)
Comments: Additionally you can get the CERN-Yellow and DESY-Reports for special problems.


 
6796 Optische Materialbearbeitung / Optical Material Processing (D/E)
Mi 8-10, HS, IAP
   
Instructor(s): K. Buse
For terms no.: 5
Hours per week: 2
Prerequisites: no special knowledge is required to attend the course
Contents: Optical material processing is of special importance for science and technology since it provides outstanding precision, flexibility, and speed. Typically lasers are the light source. Thus in the beginning of the course the laser condition, laser resonators, coherence, focussing of light, generation of laser pulses, and different types of lasers that are of importance for material processing will be introduced. Then an overview over the interaction processes of light with matter will be given. A special section is dedicated to thermal effects. Finally different kinds of material processing will be presented in detail such as laser cutting and laser welding, laser ablation, surface treatment, laser chemistry, and optical material processing in medicine. The goal of the course is to enable the attendants to find by themselves suitable methods of optical material processing for practical problems. The course is open for all interested students after the Vordiplom / Zwischenprüfung.

Optische Materialbearbeitung ist von besonderer Bedeutung für Wissenschaft und Technik aufgrund besonders hoher Genauigkeit, Flexibilität und Geschwindigkeit. In der Regel dienen Laser als Lichtquelle. Daher werden zunächst die Laserbedingung, Laser-Resonatoren, der Begriff der Kohärenz, das Fokussieren von Licht, die Erzeugung von Laser-Pulsen und unterschiedliche für die Materialbearbeitung interessante Lasertypen vorgestellt. Es folgt ein Überblick über die Wechselwirkungsprozesse von Licht mit Materie. Ein spezieller Abschnitt ist den thermischen Prozessen gewidmet. Schließlich werden verschiedene Arten der Materialbehandlung detailliert vorgestellt: Laser-Schneiden, Laser-Schweißen, Oberflächenbehandlung, Laser-Chemie sowie Laser in der Medizin. Das Ziel ist, die Teilnehmerinnen und Teilnehmer der Vorlesung in die Lage zu versetzen, selbständig Methoden zur optischen Materialbehandlung für praktische Probleme zu finden. Die Veranstaltung ist offen für alle Studentinnen und Studenten nach dem Vordiplom bzw. der Zwischenprüfung.
Literature:
Comments:


 
6797 Physik von Detektoren für Teilchen und Strahlung / Physics of Particle and Radiation Detectors (D/E)
Mo 9-11, HS I, PI
   
Dozent(en): N. Wermes, P. Fischer
Fachsemester: 5 und höher
Wochenstundenzahl: 2
Voraussetzungen: Physik 1-4, evtl. Elementarteilchenphysik (nicht zwingend)
Inhalt: Detektoren sind die Kernelemente der Experimentellen Teilchen- und auch Kernphysik. Ihre Anwendung geht aber weit über diesen Bereich hinaus. So werden sie auch für den Nachweis optischer Photonen oder Röntgenstrahlung verwendet.
In der Vorlesung werden die Grundlagen für den Nachweis von Strahlung
und von Teilchen aller Art erarbeitet. Die Haupttypen von Detektoren
werden besprochen. Wie kommt es zur Signalentstehung ? Wie kann man
die Energie-, Zeit-, oder Ortsauflösung optimieren ?
Es wird auch auf mögliche Anwendungen in biomedizinischen Bereichen
eingegangen.
Literatur: Leo, Physics of Particle Detectors

Kleinknecht, Detektoren für Teilchenstrahlung, Teubner
Bemerkungen: Die Vorlesung ist in einem vom BMBF geförderten Projekt "Physik2000"
eingebunden, in dem "Lehrmodule aufs Web" erarbeitet werden sollen.
Im Rahmen dieses Projektes stehen Mittel zur Verfügung, ein
"Multimedia-Skriptum" zu erstellen. Studenten, die an der Ausarbeitung eines solchen webfähigen Skriptums mit didaktisch ansprechender
Aufbereitung Interesse haben, sollten sich möglichst bereits vor
Beginn der Vorlesung bei einem der Dozenten melden.
Studentische Hilfskraftmittel stehen dafür zur Verfügung.


 
6800 Einführung in die Schwerionenphysik / Introduction to Heavy Ion Physics (D/E)
Mi 10-12, SR, ISKP
   
Instructor(s): K.-H. Speidel
For terms no.: 7
Hours per week: 2
Prerequisites: Quantentheorie - Quantum Theory
Kernphysik - Nuclear Physics
Beschleuniger - Accelerators
Contents: Kernreaktionen mit schweren Ionen - Nuclear reactions with heavy ions,
Coulombanregung bis zu relativistischen Energien - Coulomb excitation up to relativistic energies,
Speicherung und Kühlung von Ionen - Storage and cooling of ions,
Präzise Massenbestimmung in Speicherringen - Precision mass measurements in storage rings,
Superschwere Kerne - Superheavy nuclei,
Beta-Zerfall in gebundene Zustände - Bound state Beta-decay,
Hyperfeinwechselwirkungen in hochionisierten Atomen - Hyperfine interactions in highly ionized atoms,
Hochkomprimierte Kernmaterie - Highly compressed nuclear matter
Literature: Lehrbücher der Kernphysik - Textbooks of nuclear physics,
R. Bock: Heavy Ion Collisions, Vol. 1+2,
K. Alder, A. Winther: Coulomb Excitation
Comments: Diese Vorlesung ist eine Wahlpflicht-Vertiefungsvorlesung zur Kernphysik - this is an advanced lecture on the experimental nuclear physics course.


 
6801 Hochenergetische Elektronenstreuung / High Energy Electron Scattering (D/E)
Di 10-12, SR, ISKP
   
Instructor(s): E. Hilger
For terms no.: ab 7.
Hours per week: 2
Prerequisites:
Contents: Die Vorlesung vertieft den Stoff der Vorlesung "Elementarteilchenphysik". Sie diskutiert entscheidende Ergebnisse der Experimente am Elektron-Positron-Kollider LEP und am Elektron-Proton-Kollider HERA und deren Bedeutung für das Standardmodell der Elementarteilchenphysik. Dann werden die physikalischen Ziele der 2002 beginnenden Betriebsphase HERA-2 und des zukünftigen linearen Elektron-Positron-Kolliders TESLA vorgestellt.
Die Vorlesung wendet sich an Studierende ab dem 6. Fachsemester und an Diplomierende.

The lecture builds upon the material presented in the lecture 'Elementary Particle Physics'. We will present key experimental results obtained in the last decade in experiments at the electron positron collider LEP as well as the electron-proton collider HERA and discuss the implications for the standard model of particle physics. Furthermore, you will be introduced to the physics aims of the immanent phase 2 of HERA beginning in 2002 as well as of the future linear collider TESLA.
The lecture addresses students who completed the sixth term as well as those working on a diploma thesis.
Literature: Vorbereitende und begleitende Literatur/Preparational and accompanying literature:

(1) zur Elektron-Positron-Streuung an LEP
de.arXiv.org/ps/hep-ex/0001023 1999 S.Bethke
lepewwg.web.cern.ch/LEPEWWG/stanmod/2001/ew.ps.gz

(2) zur Elektron-Proton-Streuung an HERA-1
de.arXiv.org/ps/hep-ex/0105055 May 2001 G.Wolf

(3)zur Elektron-Positron-Streuung am Linear Collider
tesla.desy.de/new_pages/TDR_CD/PartIII/physic.html
de.arXiv.org/ps/hep-ex/0107044 July 2001 Snowmass

(4) zum Standardmodell:
de.arXiv.org/ps/hep-ph/0011255 2000 Spiessberger
de.arXiv.org/ps/hep-ph/0007040 2000 Vissani
de.arXiv.org/ps/hep-ph/0001283 2000 Novaes
Comments: Upon demand of the students the lecture may be given in English, else in German.
Gerne werden Übungen zum Vorlesungsstoff angeboten / Exercise courses may be offered.


 
6802 Schlüsselexperimente der Kern- und Teilchenphysik / Key Experiments in Nuclear and Elementary Particle Physics (D/E)
Do 14-16, SR, ISKP
   
Dozent(en): J. Bisplinghoff, P.-D. Eversheim, R. Jahn
Fachsemester: ab 7
Wochenstundenzahl: 2
Voraussetzungen: Quantentheorie 1, Atomphysik, Kern- oder Teilchenphysik
Inhalt: Mit dieser Vorlesung soll dem von studentischer Seite geäußerten Wunsch entsprochen werden, besonders wichtige Experimente der Kern- und Teilchenphysik ausführlicher zu behandeln, als dies in den Kursvorlesungen oder Praktika geschehen kann, wie z.B. Experimente zum Test fundamentaler Symmetrien, die Entdeckung der Quarkstruktur der Materie etc.. Dabei werden die Konzeption der ausgewählten Experimente und die Experimentiertechnik detailliert erläutert und in den historischen Kontext gestellt. Der Schwerpunkt der Vorlesung liegt ausschließlich auf Experiment und experimenteller Methodik, einschließlich Datenaufnahme und ggf. Fehlerdiskussion. Theoretische Zusammenhänge werden nur behandelt soweit es für das Verständnis der experimentellen Konzepte nötig ist. Auf Wunsch können experimentelle Einrichtungen besichtigt werden.
Literatur: K. Kleinknecht, Detektoren für Teilchenstrahlung (Teubner Studienbücher 1984)
W.R. Leo, Techniques for Nuclear and Particle Physics Experiments (Springer 1994)
Lehrbücher der Kern- und Teilchenphysik
Bemerkungen:


 
6803 Experimentelle Fragestellungen der nuklearen Astrophysik / Experimental Topics in Nuclear Astrophysics (D/E)
Di 10-12, SR, ITKP
   
Instructor(s): A. Gillitzer
For terms no.: 7 (5)
Hours per week: 2
Prerequisites: Basics of nuclear physics
Contents: nucleosynthesis in the early universe,
nucleosynthesis in stars, nuclear physics in stellar evolution,
s-process, r-process,
nuclear abundances,
cosmic ray chemical composition,
age determinations,
accelerator and non-accelerator based experiments.
Literature: C.E. Rolfs, W.S. Rodney:
Cauldrons in the Cosmos, The University of Chicago Press (1988)
Comments:


 
6804 Theoretische Physik der kondensierten Materie / Condensed Matter Theory (D/E)
Do 10-12, SR, ITKP
   
Dozent(en): J. Kroha
Fachsemester: 7.
Wochenstundenzahl: 2
Voraussetzungen: Quantenmechanik bis etwa zur 2. Quantisierung
Inhalt: 1. Einführung in die Methode der Greenschen Funktionen
(Wicksches Theorem, Feynman-Diagramme, Dyson-Gleichung, endliche Temperaturen)

2. Ungeordnete Systeme
(Störstellen-Streuung, Diffusion von Elektronen, schwache Lokalisierung)

3. BCS-Theorie der Supraleitung
(BCS-Theorie, Ginzburg-Landau Theorie für Phasenübergänge 2. Ordnung am Beispiel der Supraleitung, Meißner-Effekt als Anderson-Higgs-Mechanismus)

4. Kondo-Effekt
(Störungstheorie für magnetische Störstellen-Streuung, Einführung der Renormierungsmethode am Beispiel des "Poor man's scaling" für das Kondo-Modell)
Literatur:
Bemerkungen: Die Vorlesung ist für Studenten im 6. oder 7. Semester gedacht und soll eine ausgewogene Mischung zwischen der Darstellung physikalischer Effekte und der Einführung in moderne Methoden der theoretischen Physik bieten.


 
6805 Theoretische Elementarteilchenphysik / Theoretical Elementary Particle Physics (D/E)
Di, Mi, Do, 12-13, HS I, PI
   
Instructor(s): H.-P. Nilles
For terms no.: 7
Hours per week: 3
Prerequisites: Quantum Mechanics, basic knowledge of particle physics phenomena.
Contents: Classical field theory, gauge theories, Higgs mechanism;
Standard model of strong and electroweak interactions;
Supersymmetry and the supersymmetric extension of the standard model;
Grand unified theories (GUTs);
Supergravity, basics of string theory and theories of extra dimensions;
Neutrino physics;
Cosmological aspects of particle physics (dark matter, inflation).
Literature: T.P. Cheng and L.F. Li, Gauge theories of elementary particle physics
(Clarendon Press, 1984)
M. E. Peskin and D.V. Schroeder, An introduction to quantum field theory (Addison Wesley, 1995)
J. Wess and J. Bagger, Supersymmetry and supergravity
(Princeton University Press, 1992)
Comments: Language will be english or german at the discretion of the audience.
Lectures will take place at HS I, Physikalisches Institut,
Di, Mi, Do at 12 o'clock with some flexibility in changing the dates.
First lecture will be Thursday, October 18.
There will be exercises, first meeting after the lecture of Oct. 18


 
6806 Theoretische Festkörperphysik / Theoretical Condensed Matter Physics (D/E)
Mo 11-13, SR, ITKP
   
Dozent(en): H. Monien
Fachsemester: 7.
Wochenstundenzahl: 2
Voraussetzungen: Quantenmechanik, Statistische Mechanik
Inhalt: Quantentheorie des Festkörpers:

- Elementare Anregungen im Festkörper
- Jellium
- Brillouin Zonen, Bloch Funktion
- Dynamik von Elektronen im Festkörper
- Halbleiter: Energiebänder, Verunreinigungen, Optische Prozesse
- Elektrodynamik von Metallen
Literatur: Quantum Theory of Solids, C. Kittel, Wiley
Solid State Physics, Ashcroft/Mermin, Saunders College
Bemerkungen: Diese Vorlesung gibt eine elementare Einführung in die Quantenmechanik der Festkörper aufbauend auf der entsprechenden Experimentalphysik-Vorlesung.


 
6807 Quantenfeldtheorie / Quantum Field Theory (D/E)
Do 14-16, SR, ITKP
   
Dozent(en): U. Meißner
Fachsemester: ab 6. Semester
Wochenstundenzahl: 2+1
Voraussetzungen: Quantenmechanik I, II, spez. Relativitätstheorie
Inhalt: 1. Viel-Teilchen Systeme und Feldtheorien
2. Relativistische freie Feldtheorien
3. Wechselwirkende Felder
4. Feynman Graphen und Wirkungsquerschnitte
5. Quantenelektrodynamik
6. Prozesse zu höheren Ordnungen (Schleifen)
Literatur: S.-J. Chang, Introduction to Quantum Field Theory, World Scientific, 1990

L.H. Ryder, Quantum Field theory, Cambridge Univ. Press, 1996

P. Ramond, Field Theory - A Modern Primer, Benjamin/Cummings, 1981

M.E. Peskin and D.V. Schrader, An Introduction to Quantum Field Theory, Addison-Wesley, 1995
Bemerkungen: Übungen finden statt, die Teilnahme daran wird allen Hörern
mehr als empfohlen!


 
6808 Einführung in die Theorie der Schwachen Wechselwirkung / Introduction to the Theory of Electroweak Interaction (D/E)
Mi 10-12, HS, ISKP
Beginn: 24.10.
   
Instructor(s): S. Krewald
For terms no.: ab 6.
Hours per week: 2
Prerequisites: Quantenmechanik
Contents: Phenomenology of the weak interaction; Fermi's theory of beta decay;
Feynman and Gell-Mann's V-A Theory; The decay of the pion;
Non-abelian Gauge theories; Glashow's Theory: weak isospin and weak
hypercharge; The Weinberg-Salam Theory;
The decay of the gauge bosons; Muon-decay; Neutrino scattering
Literature: Renton: An introduction to the physics of Quarks and Leptons;
Cambridge University Press
Comments:


 
6809 Einführung in die theoretische Hadronenphysik / Introduction to Theoretical Hadron Physics (D/E)
Mo 8-10, HS, IAP
   
Dozent(en): H.-R. Petry
Fachsemester: 6
Wochenstundenzahl: 2
Voraussetzungen: Quantenmechanik I + II
Inhalt: Das experimentelle Meson-und Baryonspektrum, Gruppentheoretische
Klassifizierung, Quarkmodelle, Quantenchromodynamik, störungstheoretische Resultate, Gittereichtheorie, effektive Theorien für schwere Quarks, Bethe-Salpeter-Rechnungen.
Literatur: F.E.Close: Quarks and Partons, Academic Press
C.Itzykson, J.-B.Zuber: Quantum Field Theory
S.Weinberg: The Quantum Theory of Fields
Bemerkungen: The lecture will be given in english, if there is a qualified demand from the audience


 
6810 Seminar über Messmethoden, Apparate und Zeitreihenanalysen für die Bildgebung in der medizinischen Diagnostik / Seminar on Tomography, Sensors, and Time Series Analyses in Medical Diagnostics (D/E)
Mo 14-16, SR, ISKP, und 1 st nach Vereinbarung
   
Instructor(s): P. David
For terms no.: 5-8
Hours per week: 3
Prerequisites: - Vor-Diplom
- Ultrasound
- Magnetic Spin Resonance
Contents: - Physical Imaging Methods and Medical Imaging
- Magnetic Resonance Computer Tomography
- Transmission Computer Tomography (Röntgen-CT, Synchroton Radiation)
- Emission Computer Tomography (PET, SPECT)
- Ultrasonic Imaging and Diagnostic Ultrasound
- Biological Apects
- Digital Image Processing
- Biological Signals: Bioelectricity, Biomagnetism
- Recording (EEG, MEG, ECG, MCG)
- SQUIDS
- Dynamical Dissipative Systems; Time Series Analyses
- Basics of Deterministic and Stochastic Dynamical Systems
- Application (Sudden Cardiac Death, Epilepsy, Traffic, Economy,
Weather, Solid State Physics)
- Critical States
- Fractals, Noise
- Detectors (Anger-Camera, Proportional-, Drift-Chamber,
Semiconductor Pixel Detectors)
Literature: 1. H. Morneburg (Hrsg.):
Bildgebende Systeme für die medizinische Diagnostik, Siemens, 3. Aufl.
2. E. Krestel (Hrsg.):
Bildgebende Systeme für die medizinische Diagnostik, Siemens, 2. Aufl.
3. H.J. Maurer / E. Zieler (Hrsg.):
Physik der bildgebenden Verfahren in der Medizin, Springer
4. P. Bösiger,
Kernspin-Tomographie für die medizinische Diagnostik, Teubner
5. Ed. S. Webb:
The Physics of Medical Imaging, Adam Hilger, Bristol
6. More literature will be offered
Comments: Location: Seminarraum ISKP, I. Etage, Raum 154
Time: Mo 14-16, SR ISKP and one lecture to be arranged


 
6811 Seminar über Experimente an Schwerionenbeschleunigern / Seminar on Experiments with Heavy Ion Accelerators (D/E)
Di 10-12, Bespr.R., ISKP
   
Instructor(s): K.-H. Speidel
For terms no.: 6
Hours per week: 2
Prerequisites: Quantentheorie - Quantum Theory
Kernphysik - Nuclear Physics
Beschleuniger - Accelerators
Contents: Speicherung und Kühlung von Ionen - Storage and cooling of ions,
Ionendetektoren - Ion detectors,
Kernreaktionen mit schweren Ionen - Nuclear reactions with heavy ions,
Exotische Kerne - Exotic nuclei,
Superschwere Kerne - Superheavy nuclei,
Kern Beta-Zerfall in nackt gestrippten Ionen - Nuclear beta-decay in fully stripped ions,
Hochkomprimierte Kernmaterie - Highly compressed nuclear matter.
Literature: R. Bock: Heavy Ion Collisions, Vol. 1+2
H. Frauenfelder, E.M. Henley: Subatomic Physics
K. Alder, A. Winther: Coulomb Excitation
Comments: Dieses Seminar findet in enger Anlehnung an die Vorlesung "Einführung in die Schwerionenphysik" statt (VZ: 6800).
This seminar refers to the lecture on "Introduction into Heavy Ion Physics" (No: 6800).


 
6812 Seminar zu Schlüsselexperimente in der Kern- und Teilchenphysik / Seminar on Key Experiments in Nuclear and Elementary Particle Physics (D/E) (s. auch 6802)
Fr 14-16, SR, ISKP
   
Dozent(en): J. Bisplinghoff, P.-D. Eversheim, R. Jahn
Fachsemester: ab 7
Wochenstundenzahl: 2
Voraussetzungen: Quantentheorie 1, Atomphysik, Kern- oder Teilchenphysik
Inhalt: Das Seminar begleitet die Vorlesung "Schlüsselexperimente in der Kern- und Teilchenphysik" und soll ausgewählte Aspekte vertiefen. Die einzelnen Seminarvorträge werden überwiegend von denTeilnehmern anhand von Originalliteratur und unter intensiver Betreuung durch die Dozenten gehalten.
Literatur: K. Kleinknecht, Detektoren für Teilchenstrahlung (Teubner Studienbücher 1984)
W.R. Leo, Techniques for Nuclear and Particle Physics Experiments (Springer 1994)
Lehrbücher der Kern- und Teilchenphysik
Bemerkungen:


 
6813 Seminar: Zeit messen mit Lasern: Von Femtosekunden bis Jahrtausenden / Seminar: Keeping time with lasers: from femtoseconds to millennia (D/E)
Mi 10-12, HS, IAP
   
Instructor(s): H. Giessen, R. Wynands
For terms no.: ab 6.
Hours per week: 2+2
Prerequisites: Some knowledge of laser physics
Contents: Man has always had a great interest in the passage of time. The change
of the seasons is of obvious importance for hunting and agriculture, and
calendar sticks dating back to the stone age have been found. Accuracy
has greatly improved since then, with the latest clock models making
extensive use of lasers in order to reach stabilities corresponding to
one second offset in thirty million years, and time resolutions of a few
femtoseconds.

During the last two years, developments in the field of ultra-short
pulse lasers allow orders-of-magnitude improvements in the stability of
atomic clocks, but also enable us to follow the time evolution of
extremely fast processes like the formation or break-up of a chemical
bond or like the first steps during photosynthesis in plants and
bacteria.

In the seminar we will cover a range of topics in connection with the
use of lasers for timing purposes, both in modern atomic clocks
(requiring stability over long times) and in experiments requiring
femtosecond time resolution. Subjects include the generation of
ultra-short laser pulses, how to measure and characterize them, and
various applications like purely optical clocks, satellite navigation,
or "ultrafast" experiments in chemistry, biology, and solid-state
physics.
Literature: Will be given in class.
Comments: Talks can be presented in German or English.


 
6814 Seminar zur Quanteninformationsverarbeitung / Seminar on Quantum Information Processing (D/E)
Do 14-16, Konferenzraum, IAP
Beginn/Vorbesprechung: 25.10.
   
Instructor(s): D. Meschede
For terms no.: ab 3. Studienjahr/ 5. Semester
3. year students and up
Hours per week: 2
Prerequisites:
Contents: Themenvorschläge:
Bell-Experimente mit Photonen, Mandel-Interferometrie, GHZ-Zustände, Quanten-Gates, Quanten-Algorithmen, Quanten-Kryptographie, Quanten-Teleportation, Ionenfallen und QIV, Cavity-QED und QIV

suggested topics:
Bell-Experiments with photons, Mandel-Interferometry, GHZ-states, Quantum-Gates, Quantum-Algorithms, Quantum-Cryptography, Quantum-Teleportation, Ion traps and QIP, Cavity-QED and QIP
Literature:
Comments: Vorbereitung: Wenigstens 5 Wochen; Probevortrag 1 Woche vor Seminarvortrag;
Preparation: At least 5 weeks; trial presentation 1 week before scheduled presentation;

Kreditpunkte (cps) Leistungsnachweis:6 cps
Erfolgreicher Vortrag (45 min) schriftliche Zusammenfassung in .html-Format bis zum 31.03.2002
Credits (cps) Exam: 6 cps
Successful presentation (45 min); written 2-4 page summary in .html-format before 31.03.2002


 
6815 Seminar über Hochspin-Kernspektroskopie / Seminar on High-Spin Nuclear Spectroscopy (D/E)
Fr 10-12, Bespr.R., ISKP und 2 st nach Vereinbarung
   
Instructor(s): H. Hübel
For terms no.: 7
Hours per week: 2 + 2
Prerequisites: Vorlesungen Atomphysik, Kernphysik, Phys. Praktikum für Fortgeschr. I
Courses Atomic Physics, Nuclear Physics, Advanced Phys. Lab. I
Contents: Neue Experimente zur Spektroskopie von Atomkernen in angeregten
Zuständen mit hohem Drehimpuls und hoher Energie werden diskutiert.

New spectroscopic experiments to investigate atomic nuclei in
excited states with high angular momentum and high excitation
energy will be discused.
Literature: Wird im Seminar verteilt.

Will be distributed in the seminar.
Comments: Das Seminar gibt Einblick in Forschungsmethoden unserer Bonner Kern-
spektroskopiegruppe.

The seminar shows research methods of our nuclear spectroscopy group.


 
6816 Theoretisches Seminar: Moderne numerische Methoden in der Festkörperphysik / Theoretical Seminar: Modern Numerical Methods in Solid State Physics (D/E)
Fr 10-12, SR, ISKP
   
Dozent(en): H. Monien
Fachsemester: 7.
Wochenstundenzahl: 2
Voraussetzungen: Quantenmechanik I + II
Inhalt: - Physics with Computers: Goals and Problems
- Quantum scattering
- Variational methods for the Schrödinger equation
- Hartree-Fock method
- Density functional theory
- Solving the Schrödinger equation in periodic potential
- Classical statistical mechanics
- Molecular dynamics simulation
- Quantum molecular dynamics
- Classical Monte Carlo simulations
- Transfer matrix methods
- Quantum Monte Carlo
- Series expansion techniques
- Density matrix renormalization group method
- Dynamical mean field theory
Literatur: R. Landau, M. Paez: Computational Physics, Wiley-Interscience Publication, 1997
J. M. Thijssen: Computational Physics, Cambridge University Press, 1999
J. Stoer, R. Burlirsch: Introduction to numerical analysis, Springer 1990
Bemerkungen: Dieses Seminar behandelt in "praktischer" Weise moderne numerische Methoden zur Behandlung von komplexen quantenmechanischen Systemen. In den letzten Jahren wurden erhebliche Fortschritte bei der numerischen Behandlung von korrelierten Systemen gemacht. Ziel dieser Methoden ist die quantitative Beschreibung der thermodynamischen und Transporteigenschaften neuer Materialien. Die ersten sechs Vorträge geben einen Überblick über die klassischen Verfahren der "computational physics". In dem Seminar werden zusätzlich zu den Seminarvorträgen, die soweit wie möglich auf Englisch gehalten werden sollten, Übungen zu den numerischen Verfahren an konkreten nicht-trivialen Problemen angeboten. Vorraussetzung für dieses Seminar sind Grundkenntnisse der Analysis, Quantenmechanik und Statistischen Mechanik.


 
6822 Kern- und Teilchenphysik für Lehramtsstudierende
Mi 10-12, SR, ITKP
   
Dozent(en): M. Kobel
Fachsemester: 7, auch 5 möglich
Wochenstundenzahl: 2
Voraussetzungen: Grundlegende Quantenmechanik,
kann notfalls parallel gehört werden.
Inhalt: Die Grundlagen der Kern- und Teilchenphysik sollen in einer
schulrelevanten Weise dargestellt werden. Dies bedeutet, dass die Vorlesung dem didaktischen Aufbau einer entsprechenden Unterrichtseinheit folgt, inhaltlich aber tiefer geht. Die Fragestellungen der Kern- und Teilchenphysik werden dabei im Kontext mit kosmologischen und medizinischen Anwendungen behandelt.
Literatur: --Meyer-Kukuck: Kernphysik
--Unterrichtsmaterialien zum TESLA Projekt, Teil 2: Elementarteilchenphysik, Aulis Verlag
--Karlsruher Physik Kurs, Teilchenphysik
--Cahn, Goldhaber: Experimental Foundations of Particle Physics
--Povh et al, Kern- und Teilchenphysik
--multimediale Lernsysteme der Kern- und Teilchenphysik
Bemerkungen: Die Vorlesung wird durch Übungen (6824) ergänzt, die besonders mit der Vorlesung verbundene fachdidaktische Fragen behandeln soll.
Es können dort aber auch bei Bedarf offene Fragen des Vorlesungsstoffes diskutiert werden.


 
6823 Seminar für Lehramtsstudierende: Atom- und Molekülphysik
Do 14-16, HS, IAP, und 2 st nach Vereinbarung
   
Dozent(en): R. Meyer-Fennekohl u.M.
Fachsemester: 7.
Wochenstundenzahl: 2+2
Voraussetzungen: Vorlesungen Atomphysik, Quantentheorie
Inhalt: Historische Experimente und neuere Anwendungen der Atomphysik. Vertiefung des Vorlesungsstoffs an ausgewählten Beispielen. Übung im verständlichen Vortrag.
Literatur: z.B. Haken/Wolf: "Atom- und Quantenphysik" (Springer-Verlag)
Bemerkungen: einer von vier alternativ möglichen Leistungsnachweisen für Lehramt


 
6824 Übungen zur Kern- und Teilchenphysik in Sekundarstufe I
Mi 13-15, SR I, PI
   
Dozent(en): M. Kobel, R. Meyer-Fennekohl
Fachsemester: 7, auch 5 möglich
Wochenstundenzahl: 2
Voraussetzungen:
Inhalt: Die zugehörige Vorlesung gehört nicht in den fachdidaktischen Bereich. Daher wird in dieser Übung nicht der Vorlesungsinhalt mit Übungsaufgaben vertieft, sondern es soll an Hand von Schulbuchaufgaben über den Unterricht in Sekundarstufe I diskutiert werden. Dort ist die Kernphysik jetzt in Klasse 10 Pflicht, während die Teilchenphysik (noch) nicht vorgesehen ist. Anknüpfungspunkte zur Vorlesung werden dabei genutzt werden, zumal da deren Dozent auch hier dabei ist. Alte Schulbücher sind willkommen, auch aus Sek II.
Literatur:
Bemerkungen:


 
6825 Seminar zur Fachdidaktik der Physik
Do 10-12, HS, IAP, und 2 st nach Vereinbarung
   
Dozent(en): R. Meyer-Fennekohl u.M.
Fachsemester: ab 5.
Wochenstundenzahl: 2+2
Voraussetzungen: Zwischenprüfung
Inhalt: Wie gestaltet man Unterricht in Sekundarstufe I so, dass wenigstens kein Widerwillen gegen Physik erzeugt wird? Noch besser wäre es, wenn in den Oberstufen mindestens Grundkurse zustandekämen...
Natürlich gibt es keine einfachen Rezepte. Die Teilnehmenden sollen Einzelstunden mit geeigneten Experimenten planen und vorführen. Anleitungen dazu gibt es in den zwei zusätzlichen Stunden.
Literatur: H. Muckenfuß: "Lernen im sinnstiftenden Kontext" (Cornelsen-Verlag)
Schulbücher
Bemerkungen: Teilnahmebescheinigung für Zusatzprüfung Sekundarstufe I


 
6826 Demonstrationspraktikum für Lehramtsstudierende
in Gruppen, Mo 15-18, HS, IAP
   
Dozent(en): R. Meyer-Fennekohl u.M.
Fachsemester: 7.
Wochenstundenzahl: 3
Voraussetzungen: Fortgeschrittenenpraktikum
Inhalt: Demonstrationsexperimente sollen nicht physikalische Phänomene erforschen oder Größen genau messen, sondern anschaulich erklären. Dementsprechend werden Experimentalvorträge gruppenweise ausgearbeitet und gehalten. Dabei sollen Freihandversuche und aufwändigere Experimente ausgewählt, aufgebaut und geübt werden, die in Schulbüchern für Sekundarstufe II beschrieben sind: viele schon seit langem, andere vielleicht erst demnächst.
Literatur: wird zur Verfügung gestellt
Bemerkungen: qualifizierter Studiennachweis für Lehramt


 
6827 Schulpraktische Studien in Physik
4 st nach Vereinbarung, EMA-Gymnasium
   
Dozent(en): H. Busse, R. Meyer-Fennekohl
Fachsemester: ab 5.
Wochenstundenzahl: 4
Voraussetzungen: möglichst Seminar zur Fachdidaktik der Physik
Inhalt: Die Teilnehmenden halten der Reihe nach eine Doppelstunde pro Woche Unterricht, und zwar mit Schülerversuchen. Wie die organisiert werden, das kann nicht theoretisch vermittelt werden, muss aber für erfolgreiches Unterrichten bekannt sein. Vorbereitung und Nachbesprechung erfolgen gemeinsam nachmittags im Begleitseminar; im Unterricht selbst müssen die jeweils anderen genau beobachten. Bei den Schülerversuchen helfen allerdings alle mit.
Die Veranstaltung findet je nach Bedarf als Blockpraktikum statt, überwiegend in der vorlesungsfreien Zeit.
Literatur: Schulbücher und Versuchsliteratur werden zur Verfügung gestellt
Bemerkungen: Pflicht für Lehramt


 
6831 Strahlen- und Kernphysik für Nebenfächler
Mi 8-10, SR, ISKP
   
Dozent(en): P. Herzog
Fachsemester: ab 5. Fachsemester (Hauptstudium)
Wochenstundenzahl: 2
Voraussetzungen: Kenntnisse der Grundstudiumsvorlesungen Physik für Nebenfächler
Grundkenntnisse Mathematik
Inhalt: - Einfache Kerneigenschaften und Kernmodelle
- Radioaktiver Zerfall
- Wechselwirkung von Strahlung mit Materie
- Strahlungsdetektoren
- Physikalische Grundlagen des Strahlenschutzes
- Anwendungen kernphysikalischer Meßmethoden in den Naturwissenschaften
Literatur: T. Mayer-Kuckuk, Kernphysik, Teubner (1984)
E. Hering, R. Martin, M.Stohrer, Physik für Ingenieure, VDI-Verlag (1989)
W.T. Hering, Angewandte Kernphysik, Teubner (1999)
Bemerkungen: Der Inhalt der Vorlesung ist auf Studentinnen und Studenten zugeschnitten, die im Hauptfach ein nichtphysikalisches Fach unserer Fakultät studieren. Es wird versucht, gerade für solche Studenten interessante Themen aus der Kernphysik zu behandeln.


 
6832 Weiche Materie: Membranen, Kolloide, Mikroemulsionen, Polymere
Wird im Rahmen der 33. Ferienschule des Instituts für
Festkörperforschung (IFF) des Forschungszentrums Jülich gelesen und durch Aushang angekündigt.
   
Dozent(en): G. Schütz
Fachsemester: ab 7.
Wochenstundenzahl: Blockvorlesung 4.3. - 15.3. 2001
Voraussetzungen: Klassische Mechanik, Grundkenntnisse in Thermodynamik und Statistische Physik
Inhalt: Hinweise zu Inhalt, Literatur, Anmeldung etc. finden sich auf der Web-Seite
Literatur:
Bemerkungen:


 
6833 Praktische Übungen zur Bildgebung und Bildverarbeitung in der Medizin, pr
Fr 14-16, Kliniken Venusberg, und 1 st nach Vereinbarung (s. bes. Aushang)
   
Dozent(en): P. David, H. Plath, K. Reichmann, H. Schüller
Fachsemester: ab 5.
Wochenstundenzahl: 2 + 1
Voraussetzungen: Teilnahme am Seminar Physik bildgebender Systeme in der Medizin
Inhalt: Vertiefung der Seminarthemen
- Magnetische Kernresonanz Bildgebung (MRI)
- Transmissions-Computer-Tomographie (CT)
- Emissions-CT (SPECT, PET)
- Ultrasonographie
- Angiographie

durch praktische Beispiele
Literatur: 1. H. Morneburg (Hrsg.):
Bildgebende Systeme für die medizinische Diagnostik,
Siemens, 3. Aufl.

2. E. Krestel (Hrsg.):
Bildgebende Systeme für die medizinische Diagnostik,
Siemens, 2. Aufl.

3. H.J. Maurer / E. Ziegler (Hrsg.):
Physik der bildgebenden Verfahren in der Medizin,
Springer

4. P. Bösinger:
Kernspin-Tomographie für die medizinische Diagnostik,
Teubner

5. Ed.S. Webb:
The Physics of Medical Imaging,
Adam Hilger, Bristol

6. Weitere Literatur wird zur Verfügung gestellt
Bemerkungen: Ort und Zeit: In den Kliniken, nach Ankündigung im Seminar und
durch besonderen Aushang


 
6839 Grundlagen der analogen und digitalen Signalverarbeitung
Fr 10-12, HS 118, AVZ I
   
Dozent(en): C. Weinheimer
Fachsemester: ab 5.
Wochenstundenzahl: 2
Voraussetzungen:
Inhalt: Signale und Systeme prägen das Informationszeitalter, in dem wir leben. Die Bedeutung der Verarbeitung von Signalen reicht aber über die Nachrichtentechnik weit hinaus. Genannt sei nur die Prozessautomatisierung. Neben analogen Systemen werden beide Gebiete zunehmend durch digitale Systeme beherrscht.
Die Systemtheorie behandelt übergreifende Konzepte zur Analyse und Synthese von Systemen. Die Vorlesung setzt sich als Ziel, die notwendigen Grundkenntnisse und mathematischen Methoden dieses Gebietes am Beispiel von elektronischen Schaltungen zu vermitteln.

Inhalt der Vorlesung:
Netzwerkanalyse, Laplace-Transformation zur Lösung im Bildbereich, Übertragungsfunktionen, Frequenzgangdarstellungen, Filter, Fourier-Transformation, zeitdiskrete Systeme und die z-Transformation, Abtasttheorem, zeitdiskrete Fourier-Transformation (FFT), digitale Filter, stochastische Prozesse (Rauschen), Lock-in Verstärker
Literatur: Digitale Verarbeitung analoger Signale, Oldenbourg
Systemtheorie 1, Oldenbourg
Bemerkungen:


 
6834 Praktikum in der Arbeitsgruppe: Analyse von Daten aus Elektron-Positron-Kollisionen oder Proton-Proton-Kollisionen / Halbleiter-Sensoren und ASIC-Elektronik, pr / Laboratory in the Research Group: Analysis of Data from Electron-Positron-Collisions or Proton-Proton-Collisions / Semiconductor Sensors and ASIC Electronics (D/E)
ganztägig, 4 Wochen lang, nach Vereinbarung, PI
   
Instructor(s): P. Fischer, M. Kobel, N. Wermes
For terms no.: 7 oder höher
Hours per week: ganztägig für 4 Wochen
Prerequisites:
Contents: Die Teilnehmer erhalten in der ersten Woche eine Einführung durch Vorlesungen zu folgenden Themen: (1) Experimentelle Teilchenphysik an Beschleunigern / Detektoren, (2) Moderne Fragestellungen der Elementarteilchenphysik (3) Halbleiterdetektoren und Chip-Elektronik / Chipdesign. In der 2. bis 4. Woche soll ein kleineres Projekt in
Hardware oder Softwareanalyse (an Daten) bearbeitet werden.
Ziel des Praktikums: "first hand knowledge" in experimenteller Teilchenphysik und "Kennenlernen der Arbeitsgruppe".

During the first week participants receive an introduction by lectures into the following topics: (1) experimental particle physics at accelerators / detectors, (2) modern topics in elementary particle physics, (3) semiconductor detectors and chip electronics / chipdesign. In the remaining 3 weeks participants will work on a small project related to hardware or software analysis (on real data).
Goals of the course are: "first hand knowledge" in experimental particle physics and "getting to know" the research group.
Literature:
Comments:


 
6835 Praktikum in der Arbeitsgruppe: IR-Laserspektroskopie und ihre Anwendungen, pr / Laboratory in the Research Group: IR Laser Spectroscopy and its Applications (D/E)
ganztägig, 4 - 6 Wochen lang, nach Vereinbarung, IAP
   
Dozent(en): F. Kühnemann u.M.
Fachsemester: 5, 7
Wochenstundenzahl: 30
Voraussetzungen: Vordiplom; darüber hinaus je nach Aufgabenstellung: Quantenmechanik, Laser, Programmierung
Inhalt: Mit Hilfe spektroskopischer Methoden lassen sich Spurengase noch in sehr kleinen Mengen (1:10^10) in der Luft nachweisen. Wir nutzen dies für die Messung von Molekülen, die von Pflanzen abgegeben werden und, wie bei einem "Atemgastest", einen Einblick in den Zustand der Pflanze erlauben. Dazu bauen wir neue Spektrometer, entwickeln die Analytik für den Nachweis und führen zuammen mit Partnern biologische Experimente durch. Ein interessantes Arbeitsfeld für alle diejenigen, die Interesse an moderner Lasertechnik, an einer angewandten(!) Physik und interdisziplinärer Zusammenarbeit haben.
Literatur:
Bemerkungen:


 
6836 Praktikum in der Arbeitsgruppe: materialwissenschaftliche Untersuchungen mit der Synchrotronstrahlung, pr / Laboratory in the Research Group: Material Science and Synchrotron Radiation (D/E)
ganztägig, 4 Wochen lang, nach Vereinbarung, PI
   
Instructor(s): H. Modrow u.M.
For terms no.: >5
Hours per week: ganztägig, ca. 4 Wochen, nach Vereinbarung
Prerequisites: Quantum Mechanics I, FP I, Atomic Physics
Contents: The unique properties of Synchrotron Radiation have enabled experiments based
on Synchrotron light to provide key information for a huge number of research
topics not only from Physics, but also from Biology, Chemistry, Medicine,
Material science and Engineering.
After a broad introduction to the variety of experimental techniques using Synchrotron Radiation and some of the scientific questions using these techniques, the participants will be assigned projects according to their individual interests.
Literature: Dependent on the individual project. Will be provided upon registration.
Comments: Up to two participants per term can get the chance to go to Baton Rouge, USA on an extended course. Registration starts immediately. Contact H. Modrow, PI K44, Tel.3203,
e-mail: modrow@physik.uni-bonn.de


 
6837 Praktikum in der Arbeitsgruppe: optische Laserspektroskopie, pr / Laboratory in the Research Group: Optical Laser Spectroscopy (D/E)
ganztägig, 4 Wochen lang, nach Vereinbarung in der vorlesungsfreien Zeit, IAP
   
Instructor(s): R. Wynands
For terms no.: 6 or higher
Hours per week: nach Vereinbarung/to be negotiated
Prerequisites: Vordiplom or equivalent
Contents: Want to know how life in a physics laboratory really is? Come and see
for yourself! We always have small projects available for interested
students who would like to get hands-on experience in laser physics and
laser spectroscopy. You will be joining our group for 4-6 weeks during
the semester breaks and will be working either on your own little
project or jump into whatever the "regular" students in the lab are
doing.

Our main research interest is in the detection and monitoring of extremely
weak changes of magnetic fields. With our laser setup we can currently
detect field changes of less than one ten-millionth of the earth's magnetic
field. This is about the strength of the field produced by the beating
human heart just outside the chest! Measuring these fields is usually
the domain of superconducting sensors (SQUIDs) cooled to 77K or even 4K.
We are intrigued by the possibility of measuring this weak field with
our small and robust room temperature setup. Are you, too?

The currently available projects can be found on our web page
http://www.iap.uni-bonn.de/dunkel/PraktikumDiplom.html (in English) or
http://www.iap.uni-bonn.de/dunkel/DPraktikumDiplom.html (in German).
There you will also find examples of previous projects, dealing with
topics ranging from electronics to laser characterization and stabilization.
Please come and see us for more details!
Literature:
Comments:


 
6838 Praktikum in der Arbeitsgruppe: Analyse von Elektron-Proton-Streuereignissen, pr / Laboratory in the Research Group: Analysis of Electron-Proton-Scattering Events (D/E)
ganztägig, 14 Tage lang, März 2002, PI
   
Instructor(s): I. Brock, E. Hilger u.M.
For terms no.: 6-8
Hours per week: full time, 2 weeks long, March 2002
Prerequisites: Contents of the course Particle Physics (Teilchenphysik)
Contents: Introduction to the current research activities of the group, introduction to data analysis techniques for particle reactions, opportunity for original research on a topic of own choice, with concluding presentation to the group.
Literature: Working materials will be provided.
Comments: The course aims to give interested students the opportunity for practical experience in our research group and to demonstrate the application of particle physics experimental techniques.

Depending on the students' preferences the course is given in German or in English.


 
6934 Astrophysik I
Mo 16 - 18, HS Astronomie
   
Instructor(s): K.S. de Boer, U. Mebold, K. Menten, P. Schneider
For terms no.: 5
Hours per week: 2
Prerequisites: Vordiplom Astronomie / Basic knowledge of astronomy
Contents: The class deals with the basic aspects of stars and their evolution.
Specific topics covered are:

Radiation transport and physics of stellar atmospheres
Continuous and absorption line spectra
Stellar structure and physics of stellar interiors
Starformation
Pre main-sequence stars
Stellar models and main-sequence evolution
Post main-sequence stadia
Binaries, degenerate stars and supernovae
Stellar mass and luminosity function
Literature: Carroll & Ostlie: Introduction to Modern Astrophysics

Write-up for the class
Comments: + The class will be given in english

+ There is a write-up on substantial parts of the class

The class Astrophysics consists of 3 parts:
Astrophysics I, WS (Stars and stellar evolution)
Astrophysics II, SS (Interstellar medium)
Astrophysics III, WS (Galaxies, kosmology)

This class forms the base for the specialization in Astrophysics


 
6935 Einführung in die Extraterrestrische Physik I
Mi 14 - 16, HS Astronomie
   
Dozent(en): G. Prölß
Fachsemester: Hauptstudium
Wochenstundenzahl: 2
Voraussetzungen: Vordiplom
Inhalt: 1. Höhenstruktur der neutralen Hochatmosphäre (Zustandsgrößen von Gasen und ihre gaskinetische Deutung; barosphärische Dichteverteilung; exosphärische Dichteverteilung)
2. Absorption von Sonnenstrahlung in der Hochatmosphäre (Ursprung und Eigenschaften der Sonnenstrahlung; Absorption von Sonnenstrahlung in planaren Atmosphären; Aufheizung und vertikale Temperaturverteilung; Temperatur- und Dichtevariationen; thermosphärische Dynamik)
3. Höhenstruktur der Ionosphäre (Kenngrößen und Nomenklatur; Produktions- und Verlustprozesse; photochemisches Gleichgewicht; Transportprozesse: ambipolare Diffusion; Wechselwirkung Radiowellen-Ionosphäre



Literatur: G.W. Prölss, Physik des erdnahen Weltraums, Springer Verlag 2001
Bemerkungen: Diese Vorlesung wendet sich an Hörerinnen und Hörer, die die Gebiete, Methoden und Ergebnisse der Weltraumforschung oder Extraterrestrische Physik kennenlernen möchten. Sie ist für ein relativ breites Publikum gedacht. Vorausgesetzt werden lediglich Grundkenntnisse der Mathematik und Physik, wie sie in den ersten Semestern eines naturwissenschaftlichen Studiums erworben werden. Spezielles Wissen wird im Zusammenhang mit dem jeweils behandelten Phänomen abgeleitet. Diese Ableitungen sind möglichst einfach gehalten und orientieren sich an dem Prinzip, daß im Konfliktfall der physikalischen Anschaulichkeit vor der formalen Strenge der Vorzug gegeben wird.



 
6936 Kosmologie
Mo 16.30 - 18, MPIfR, HS 0.01
   
Instructor(s): P. Schneider
For terms no.: ab 5. Semester
Hours per week: 2
Prerequisites: Vordiplomskenntnisse, astronomische Grundkenntnisse
Contents: This is a course on modern cosmology, from the standard model to some of the most recent results. Current successes and active research topics will be mentioned. Contents:
Homogeneous standard world models, thermal history (Big Bang Nucleosynthesis, recombination); structure formation and large-scale structure of the (Dark) Matter; CMB anisotopies, cosmological parameters; galaxy and cluster formation; reionisation and the end of the `dark ages'; star formation history; gravitational lensing;
intergalactic matter
Literature: will be announced in the lecture; the main text for the course will be the book "Cosmological Physics'' by John Peacock;
I have discussed with Bouvier and CUP; in case of a collective order with 10 or more copies (which can be organized in the first lecture), a prize reduction can be obtained.
Comments:


 
6937 The interstellar medium
Di 16 - 18, HS Astronomie
   
Instructor(s): A. Heithausen, U. Klein
For terms no.: 5
Hours per week: 2
Prerequisites:
Contents: 1.) Overview
- Phases of the ISM
- Cycle of matter

2.) Radiation processes
- radiation transport equation
- continuum radiation
-- Bremsstrahlung
-- synchrotron radiation
-- dispersion measure
-- rotation measure
-- emission measure
-- interstellar scintillation
- line radiation
-- energy levels, Einstein coefficents
-- excitation of energy levels

3.) Diffuse gas
- 21cm line
- absorption lines
- structure of the diffuse gas / distribution in galaxy
- high-velocity clouds

4.) Molecular gas
- molecular physics - energy levels
- hydrogen molecule
- CO
- density and temperature tracers: NH3, HCN
- chemistry
- cloud structure

5.) Dust
- extinction and absorption
- infrared emission
- polarisation
- dust formation and destruction
- forms of interstellar dust

6.) HII regions
- emission lines
- recombination lines
- free-free radiation
- Stroemgren sphere
- photon dominated regions (PDR)

7.) Hot phase
- x-rays
- x-ray shaddows
- supernova
- galactic fountains /winds

8.) Phases of the ISM - revisited
- energy balance
- heating and cooling
- cloud formation
- cloud collaps /Jeans mass
- effects of star formation (outflows, winds, Herbig-Haro-Objects)
- Supernovae, Bubbles, planetary nebulae

Literature:
Comments:


 
6938 Galaxies and cosmology
Fr 10 - 13, HS Astronomie
   
Instructor(s): P. Biermann, W. Seggewiß
For terms no.: 5 to 9
Hours per week: 3
Prerequisites: Introduction into astronomy and astrophysics

Fundamental concepts of experimental and theoretical physics
Contents: 01. Star clusters: touch-stones of stellar populations
02. Star clusters: theory
03. Galaxy: kinematics of stars and gas
04. Galaxy: nucleus, physical processes
05. Galaxies: (nearly) normal galaxies
06. Galaxies: origin and evolution
07. Galaxies: Local Group and local supercluster
08. Galaxies: evolution of groups and clusters
09. AGN (active galactic nuclei): Seyfert galaxies
10. AGN: radio galaxies
11. AGN: quasars
12. AGN: physics of compact nuclei
13. Cosmology: "missing" mass
14. Cosmology: standard models
15. Cosmology: the inflationary universe
Literature: Literature and write-ups will be given and distributed during the course.
Comments: The course is part of BIPP:
Bonn International Physics Programme


 
6941 Radioastronomische Messtechnik I: Instrumente und Messmethoden
Do 16 - 18, R. 1.12
   
Dozent(en): U. Klein, A. Heithausen
Fachsemester: 5
Wochenstundenzahl: 2
Voraussetzungen: E-Dynamik, Atomphysik
Inhalt: 1. Einleitung

Was ist Radioastronomie?
Historie, Radioquellen
Teleskope (Typen, Foki)

2. Antennen

Fourieroptik, Aperatur - Fernfeld
Dipol, Parabolspiegel
Antennendiagramm, Winkelauflösung

3. Meßgrößen

Antennen- und Strahlungstemperatur,
Plancksche Strahlung, Rayleigh-Jeans-Näherung
Polarisation, Stokesparameter
Gewinn, Wirkungsgrade
Faltung
Eichung

4. Erdatmosphäre

Refraktion, Szintillation
Absorption/ Emission, Kirchhoff-Gesetz
Strahlungstransport
Grenzfrequenz, Faraday-Rotation

5. Empfänger

TP, Heterodyn-Prinzip
Dicke-, Korrelationsempfänger
Verstärker, SIS
Hot-Cold-Eichung
Bolometer

6. Wellen auf Leitungen

Koaxialkabel, Hohlleiter,
Anpassung, Verluste
Quasioptik

7. Backends

Kontinum, ZF-Polarimeter
Spektroskopie
Filterspektrometer
Autokorrelator
Akusto-optisches Spektrometer
Pulsar-Backend

8. mm- / submm-Spezialitäten

Messgrössen: TA, Tr, Tmb, Beff, Feff
Atmosphäre, Eichung, Chopper wheel
Errorbeam


9. Meßmethoden

On-off, X-Scan, Raster
Continuous mapping, OTF, fast scanning
Frequency-Switching, Wobbler-Verfahren

10. Auswertung

Sampling-Theorem
Raumfrequenzen
Kontinuum
Spektroskopie
Multi-Beam
Bildverarbeitung, Darstellung

11. Zukunft & Probleme

Projekte, Teleskope
Impacts: Kosmologie, ISM, IGM, ...
Literatur: wird in der Einführung vorgestellt
Bemerkungen: Teilnahme am Radioastronomischen Praktikum wird empfohlen


 
6942 Astronomische Interferometrie und digitale Bildverarbeitung
Mi 16 - 17.30, HS Astronomie
   
Dozent(en): G. Weigelt
Fachsemester: ab 3.
Wochenstundenzahl: 2
Voraussetzungen:
Inhalt: Grundlagen der Wellenoptik
Grundlagen der Statistik
Statistische Optik
Bilddetektoren (CCDs, Photonen-Detektoren, IR-Detektoren)
Astronomische Photographie
Digitale Entfaltung von Bildern
Interferometrische Abbildungsmethoden in der optischen Astronomie
Interferometrische Spektroskopie-Methoden
Theorie des Photonenrauschens
Iterative Bildrekonstruktionsmethoden
Literatur: J.W. Goodmann, Statistical Optics (Wiley Interscience)
J.W. Goodmann, Fourier Optics (McGraw Hill)
Bemerkungen:


 
6951 How to write an abstract, article, proposal
Blockvorlesung, pr., ges. Ankündigung
   
Instructor(s): K.S. de Boer
For terms no.: 7-10
Hours per week: 1
Prerequisites: The class aims preferentially at senior students in astronomy (Diplomanden).
Contents: The class will address various aspects of the writing of texts. Emphasis is not so much on writing and style, but rather on the structuring of texts. Examples and small excercises will help to bring the goals accross. When writing a text one should be concious of who is the addressee. Comments on editorial procedures with astronomy journals will be included.

Examples and excercises will lie in astronomy.
Literature:
Comments:


 
6952 Ausgewählte Kapitel aus der Geschichte der Astronomie und Kosmologie
Blockvorlesung, ges. Ankündigung
   
Dozent(en): H. Dürbeck
Fachsemester: Aufbaustudium (5-8)
Wochenstundenzahl: 2 (Blockvorlesung)
Voraussetzungen: Einführungsvorlesung Astronomie und Astrophysik
Inhalt: Themen:
1. Entwicklung der astronomischen Photometrie
2. Das Konzept der Sternentwicklung im 20. Jahrhundert
3. Astronomie in Chile 1850-2000: internationale und nationale
Bestrebungen
4. Geschichte der modernen Kosmologie - Beobachtung und Theorie
Literatur: Herrmann, D.B.: Geschichte der modernen Astronomie. Aulis-Deubner, Koeln 1986

North, J.: Viewegs Geschichte der Astronomie und Kosmologie. Vieweg,
Braunschweig 1997
Bemerkungen: Die Vorlesung findet an zwei Samstagen im WS 2001/02 statt.
Die Termine werden durch Aushang bekanntgegeben (siehe auch
www-Link zur Vorlesung)


 
6954 Physics of active galactic nuclei
Do 16 - 18, HS Astronomie
   
Instructor(s): H. Falcke
For terms no.: ab. Vordiplom
Hours per week: 2
Prerequisites: Einführungsvorlesung Astronomie, Grundstudium Physik
Contents: In this lecture some basic physical processes important for the physics of active galactic nuclei (AGN) and black holes are presented. There will be a general introduction to the classification and observation of active galaxies and a discussion of individual elements characterizing an AGN, such as black holes, relativistic jets, and accretion disks. We will also discuss essential astrophysical processes like relativistic effects, synchrotron radiation, inverse Compton scattering etc.
Literature: "An Introduction to Active Galactic Nuclei'', Bradley M. Peterson, Cambridge University Press, Cambridge (useful lecture notes)

"Active Galactic Nuclei'', Ian Robson, John Wiley & Sons, Chichester (more basic introduction but wider scope)

"Active Galactic Nuclei - From the Central Black Hole to the Galactic Environment'', Julian Krolik, Princeton Series in Astrophysics, Princeton, New Jersey (in-depth textbook for advanced students)
Comments:


 
6955 Struktur der Galaxis
Do 12 - 13, HS Astronomie
   
Dozent(en): M. Geffert
Fachsemester: ab 3. Fachsemester
Wochenstundenzahl: 1
Voraussetzungen: Anfängervorlesung Astronomie
Inhalt: Die Vorlesung soll sich schwerpunktmäßig mit der stellaren Komponente unserer Milchstraße beschäftigen. Im einzelnen sind folgende Hauptthemen vorgesehen:
Grundlegende Beobachtungstechniken (Surveys, Eigenbewegungen, Radialgeschwindigkeiten), neuere astrometrische Satellitenprojekte (Hipparcos, DIVA), galaktische Entfernungsbestimmungen, sonnenahe Sterne, Populationen, Kinematik, Entstehung der Milchstraße
Literatur: Als Grundlage:
J. Binney, M. Merrifield: Galactic Astronomy
Princton Series in Astrophysics, 1998
ISBN 0-6910-2565-7

Einzelne aktuelle Artikel aus Fachzeitschriften
Bemerkungen: Die Vorlesung wird auf Deutsch gehalten, es werden teilweise englische Folien verwendet


 
6956 Galaxienhaufen
Do 9 - 11, MPIfR, HS 0.01
   
Dozent(en): W. Huchtmeier
Fachsemester: 5
Wochenstundenzahl: 2
Voraussetzungen: Einführung in die Astronomie
Inhalt: I Einleitung : Verteilung von Galaxien

II Galaxienhaufen
a) Allgemeine Eigenschaften
b) Intergalaktische Materie
c) Massebestimmung : "missing mass - dark matter"

III Entwicklung von Galaxien und Galaxienhaufen

IV Struktur des nahen Universums
Literatur:
Bemerkungen:


 
6957 Röntgenastronomie: Neues Fenster ins Universum
Di 10-12, R. 1.12
   
Dozent(en): J. Kerp
Fachsemester: 5
Wochenstundenzahl: 2
Voraussetzungen: Grundlegende Kenntnisse der Atomphysik sind für das Verständnis der Vorlesung von Vorteil.
Inhalt: Die Entdeckung der Röntgenstrahlung liegt kaum mehr als 100 Jahre zurück. In der relativ kurzen Zeit bis heute hat sich die Röntgenstrahlung insbesondere in der medizinischen Diagnostik zu einem überaus wichtigen Hilfsmittel entwickelt.
Von vergleichbarer Bedeutung ist die Röntgenastronomie für das Verständnis des Universums.
Nahezu alle Objekte im sichtbaren Universum erzeugen oder reflektieren zumindest Röntgenstrahlung. Auch die unsichtbare Materie - die Dunkle Materie - wird durch das Studium der Intensitätsverteilung der Röntgenstrahlung "sichtbar".
Diese Vorlesung ermöglicht es Ihnen, einen Einblick in die wissenschaftlichen und technischen Grundlagen der Röntgenastronomie zu gewinnen. Dabei wird der Bogen vom Sonnensystem bis hin zu den Objekten in kosmologischen Entfernungen gespannt. Dieses Wissen wird es Ihnen ermöglichen, neueste Entwicklungen in der modernen Astrophysik einzuordnen und vielleicht aktiv an der Erforschung des jungen Universums teilnehmen zu können.
Zu der Vorlesung ist ein Skriptum erhältlich, das den Inhalt der Vorlesung nahezu vollständig wiedergibt.
Literatur: Charles, Seward "Exploring the X-ray Universe" Cambridge University Press
Bemerkungen:


 
6958 Spezielle Quellen der Astrophysik
Fr 14 - 16, HS Astronomie
   
Dozent(en): W. Kundt
Fachsemester: WS 2001/2002
Wochenstundenzahl: 2
Voraussetzungen: die Grundvorlesungen
Inhalt:
Literatur: Aufgabe der Astrophysik ist eine zuverlässige physikalische Beschreibung unserer kosmischen Umgebung. Die Unsicherheit unserer Kenntnisse beginnt auf der Erde, am auffälligsten in der Geo- und Biophysik, und wächst mit zunehmender Entfernung. Ziel der Vorlesung ist ein Erlernen der Methoden, aus den beobachteten elektromagnetischen Flüssen auf die Eigenschaften ihrer Quellen zu schließen, beginnend mit den nächsten und/oder hellsten Quellen, und fragend nach ihren Massen, Radien, Bahnen, Temperaturen, Spins, Magnetfeldern, Winden, ihrem inneren Aufbau und ihren nichtthermischen Strahlungen:

1. Das Sonnensystem: Sonne, Planeten, Monde, Asteroiden, Kometen.

2. Andere Planetensysteme: Planeten, Scheiben.

3. Die hellsten Sterne: (am Bsp.von) Eta Carinae.

4. Weiße Zwerge und Neutronensterne: Pulsare, Röntgendoppelsterne,
Ejektoren, (am Bsp.von) Crab, CTB 80, Cas A, SS 433, Bird.

5. Noven & Supernoven, Planetarische Nebel & Synchrotronnebel, SNRe
& Jet-Quellen.
Bemerkungen: Kundt, W.: Astrophysik: a Primer, Springer, 2001.


 
6961 Extrasolare Planetensysteme
Mo 10 - 12, HS Astronomie
   
Dozent(en): E. Willerding
Fachsemester: 3. Semester
Wochenstundenzahl: 2
Voraussetzungen: Keine
Inhalt: 1) Himmelsmechanik: Theorie der Keplerbewegung
2) Fourieranalyse der Keplerbewegung
3) Entdeckung extrasolarer Planetensysteme?
4) Systeme mit zwei Planeten in einer 2:1 Resonanz
5) Statistik extrasolarer Planetensysteme
6) Was ist ein Planet/Superplanet/Brauner Zwerg?
Literatur: S.G.Brush, A History of Modern Planetary Physics I-III, New York 1997

The New Solar System, edited by Beatty/Petersen/Chaikin, fourth
edition, Cambridge University Press, 1999
Bemerkungen: keine


 
6962 Astrophysik der Mini-Quasare
Do 9.30 - 11.30, R. 1.12
   
Instructor(s): M. Massi
For terms no.: ab Vordiplom
Hours per week: 2
Prerequisites: Vordiplomkenntnisse, astronomische Grundkenntnisse/ Basic knowledge of astronomy
Contents: Schwarze Löcher innerhalb unserer Milchstrasse mit einem Masseninhalt im Bereich von Sternmassen zeigen viele Phänomene, die wir auch bei Quasaren beobachten. Allerdings sind hier die Zeitskalen wesentlich kürzer. In dieser Vorlesung wird dargestellt, in welcher Weise uns die gleichzeitige Nutzung von Beobachtungen bei vielen verschiedenen Wellenlängen erlaubt, grössere Schritte vorwärts zu kommem im Verständnis der Phänomelogie von Prozessen in Akkretionsscheiben und der Ejection.

Folgende Einzelthemen werden u.a. angesprochen:
Definitionen, Jets, scheinbar überlichtschnelle Bewegung,
massearme und massereich X-Ray Doppelsysteme,
Akkretionsscheiben und Oszillationen in der inneren Scheibe,
Magnetfelder, Koronae.

Stellar-mass black holes in our Galaxy mimic many of the phenomena seen in quasars but at much shorter timescales. In these lectures we present and discuss how the
simultaneous use of multiwavelength observations has allowed a major progress in the understanding of the accretion/ejection phenomenology.

Definitions. Jets. Superluminal motions. Low and High-mass X-Ray Binaries. Accretion Disks and inner disk oscillations. Magnetic fields. Coronae.
Literature: "Microquasars" Castro-Tirado, Greiner, Paredes (eds.),
Kluwer, 2001 (in press)
preprint on: http://www.aip.de/~jcg/granada.html

"X-Ray Binaries" Lewin, Van Paradjs and Van den Heuvel
Cambridge, 1995
Comments: The lectures may be given in German or English


 
6971 Seminar der Astronomie / Astrophysik
Mo 14 - 15.30, HS Astronomie
   
Dozent(en): P. Biermann, K.S. de Boer, A. Heithausen, U. Klein, W. Kundt, U. Mebold, J. Schmid-Burgk, P. Schneider, W. Seggewiß, G. Weigelt, R. Wielebinski u.M.
Fachsemester: 5
Wochenstundenzahl: 2
Voraussetzungen:
Inhalt: Diverse Themen der Astrophysik
Literatur:
Bemerkungen: Wahlpflichtseminar zur Experimentalphysik

Vorlagen: aktuelle Pubikationen in Fachzeitschriften
Weitere Details siehe http://www.astro.uni-bonn.de/~uklein/teaching/seminar.htm


 
6973 Seminar über theoretische Astrophysik
Mo 11 - 12.30, MPIfR, HS 0.01
Beginn: Mi 24. 10. 2001, 11:15 im HS 0.01 des MPIfR
(Vorbesprechung und Themenverteilung).
   
Dozent(en): J. Schmid-Burgk, E. Krügel, K. Menten
Fachsemester: nach dem Vordiplom
Wochenstundenzahl: 2
Voraussetzungen: Grundkenntnisse Astronomie und Theoretische Physik,
gute Kenntnis der englischen Sprache
Inhalt: Besprechung von Originalarbeiten der theoretischen Astrophysik mit Schwerpunkten in

- Kosmologie
- Radioastronomie
- Physik des interstellaren Mediums
Literatur: wird im Seminar zur Verfügung gestellt
Bemerkungen:


Letzte Änderung: 16.10.01 09:28:24, Dietmar Haubrich