Af.5 Eksperimentelle fysikøvelser
Indledning Dette kursus introducerer de studerende til målemetoder og måleudstyr der bruges i fysik-forskning. Øvelserne dækker en række emner indenfor moderne fysik.
Indhold af små øvelser 0: Introduktion til måleudstyret: detektor og PC.
1: Gammastråling, målt med NaI krystal,halveringstid.
2: Gammastråling, målt med Ge-detektor.
3: Röntgenstråling, målt med Si-detektor.
4: Rutherfordspredning med 400 kV accelerator.
5: Fermifordeling for metaller målt ved annihilation.
6: Mikrobølgeudsendelse med Gunn-oscillator.
7: Optisk interferometri med laser.
Indhold af store øvelser 1. Kernespektroskopi.
Øvelsen omfatter eksperimentelle studier af alfa, beta og gamma henfald. Specielt foretages koincidensmålinger, som vil blive anvendt til at identificere exciterede tilstande i kerner og måle deres halveringstider.
2. Kernereaktioner.
Med protoner fra 400 kV van de Graaff acceleratoren induceres kernereaktioner med forskellige targetkerner, og reaktionsprodukterne måles.
3. Röntgenstråling og diffraktion.
K- og L-emissions röntgenlinier, absorptionskanter, fluorescensstråling, diffraktion i krystaller,analyse af grundstofsammensætning og krystalstrukturer. Stråling fra radioaktive kilder og et röntgenrør.
4. Mikrobølgestråling.
Undersøgelser af frembringelse og udbredelse af elektromagnetiske bølger i mikrobølgeområdet,dvs. frekvensområdet 10
9-10
12 Hz (bølgelængde 300-0.3 mm).
5. Computerstyret RADAR.
Med en PC og et interfacesystem udføres radarmålinger til bestemmelse af hastigheden af trafikanter på gaden. Såvel dataopsamlingen som analysen foregår på PC'en ved hjælp af et eksisterende PASCAL program, der modificeres. Analysen baseres på hurtig Fourier-analyse af et frekvensspektrum.
6. Ionisering af atomer og molekyler ved kollisioner med hurtige ioner.
Udsendelsen af elektroner undersøges fra en gasart, når den beskydes med hurtige ioner fra 400kV van de Graaff acceleratoren. Ionisationssandsynligheden undersøges, og der foretages målinger af fragmentationen af forskellige molekyler.
7. Laserøvelse.
En infrarød CW laser bruges til at lave høj opløsningsspektroskopi på visse overgange i Cs atomer.
Alternative øvelser Alternative øvelser anbefales i stedet for mindst en af ovenstående. Her følges arbejdet i en eksperimentel gruppe nogle dage i et aktuelt forskningsprojekt. F.eks. båndgab i halvledere,LEED, elektronindfangning, spektroskopi med ioner og laser-øvelse. Der tilbydes 20-30 sådanne projekter.
Analyseudstyr Til de første 6 små øvelser og fleste store øvelser anvendes en multikanal-analysator baseret på en PC.
Ellers benyttes kommerciel elektronik.
Litteratur Øvelsesvejledninger og evt. noter.
Kursets form og omfang Kurset forløber fra februar til december. Der arbejdes på to-mandshold. Efter et par indledende forelæsninger starter øvelserne med 3 timer om ugen 8 gange, derefter 3 store øvelser 2 gange 4 timer (F03 og E03). Hvis der er gode grunde dertil, kan kurset fuldføres i løbet af forårssemestret.
De indsamlede resultater bearbejdes og udmøntes i en rapport.
Evaluering Godkendelse af rapporter
Lærere Helge Knudsen (koordinator)
Belastning 1 point/5 ECTS
Semester Forår og efterår udgør hver 0,5 point/2,5 ECTS
eller
Forår 1 point/5 ECTS