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Beschleunigerphysik I/II WS2020/SS2021

Beschleunigerphysik Teil 1 und 2 ist eine zweisemestrige Lehrveranstaltung mit 4 SWS, mit der alternativ zur speziellen Theoretischen Physik (Festkörper- oder Teilchentheorie) 12 Leistungspunkte (CP) erworben werden können.

  

XFEL4

 
Das Lehrangebot im Wintersemester 2020/21 und Sommersemester 2021 umfasst jeweils:

  • Vorlesung (2 SWS)
  • Übungen (1 SWS)
  • Seminar (1 SWS)
  • Exkursion??

 

Vorlesungsbetrieb im WS 2020/21

 

Unter den erschwerten Corona-Bedingungen wird die Beschleunigerphysik nach derzeitigem Stand in einem reinen Online-Format stattfinden. Jeden Donnerstag, beginnend mit  dem 5.11., treffen wir uns um 14.00 s.t. im virtuellen Vorlesungsraum per ZOOM:

https://tu-dortmund.zoom.us/j/95776976546?pwd=c3pPSXhqN2NBQ3JkVjJZeU0vd2VyQT09

Meeting ID: 957 7697 6546
Passcode: DELTAl8!


In dieser wöchentlichen Sitzung werden der Inhalt der jeweils letzten Vorlesung besprochen und Fragen beantwortet. Danach werden die Lösungen der letzten Übung diskutiert und der nächste Übungszettel vorgestellt. Im Anschluss findet, soweit es in dieser Woche einen Termin gibt, das Seminar statt.

Die Vorlesungen und Übungsaufgaben werden jeweils bis spätestens Donnerstag im Moodle-Raum der Vorlesung zum Download zur Verfügung gestellt:

https://moodle.tu-dortmund.de/course/view.php?id=22819


Ich freue mich schon darauf, Sie in der Vorlesung begrüßen zu dürfen — ob nun direkt im Hörsaal oder im virtuellen Raum!

 

Inhalt

 

Im ersten Teil werden die Grundlagen der Physik der Teilchenbeschleuniger und Synchrotronstrahlungsquellen vermittelt:
Einführung: Physikalische Grundlagen, Geschichte, Beschleunigertypen
Transversale Strahldynamik: Magnete, Teilchenoptik, transversaler Phasenraum
Longitudinale Strahldynamik: Hochfrequenzsysteme, longitudinaler Phasenraum
Synchrotronstrahlung: Überblick (Details in Teil 2)

 
Im zweiten Teil wird eine mit den Studierenden abgestimmte Auswahl aus Spezialthemen getroffen:
Synchrotronstrahlung
Erzeugung ultrakurzer Strahlungspulse
Theorie der Freie-Elektronen-Laser
Kollektive Phänomene
Strahldiagnose
Strahlkühlung
Hamiltonsche Strahldynamik
Besondere Beschleunigeranlagen und neue Konzepte

   
Skript


Das Skript für Beschleunigerphysik Teil 1 finden Sie hier.

Hinweise auf Fehler oder Unklarheiten sind willkommen und werden berücksichtigt.
  

Übungen


Termin: jeden Donnerstag nach Vorlesung und kurzer Pause
 
Jede Woche wird Donnerstags ein Übungsblatt ausgegeben, das bis zum darauffolgenden Dienstagabend bearbeitet werden soll:

  • Verständnisfragen
  • kurze Rechenaufgaben
  • Programmieraufgaben

In den Übungsstunden werden die Aufgaben vor- und nachbesprochen, die Inhalte der Vorlesung vertieft, sowie die Grundlagen der Programmierung mit der Scriptsprache PYTHON vermittelt. Programmierkenntnisse werden nicht vorausgesetzt.

 

Seminar 

  

Termin: jeden Donnerstag nach den Übungen  

Kurze Seminarvorträge (ca. 30 Minuten) sollen die Inhalte der Vorlesung ergänzen sowie folgende Kompetenzen üben:

  • selbständiges Einarbeiten in ein Fachthema
  • Erstellen von Vortrags"folien" mit Powerpoint o.ä.
  • freies Vortragen
  • wissenschaftliches Diskutieren

  

Vorschläge für Seminarthemen finden Sie hier

 

Studienleistungen


Für die Zulassung zur mündlichen Modulprüfung wird vorausgesetzt

  • regelmäßige erfolgreiche Teilnahme an den Übungen (40% der Punkte, max. 2x unentschuldigt fehlen)
  • regelmäßige erfolgreiche Teilnahme am Seminar (1 Seminarvortrag, max. 4x unentschuldigt fehlen)
  • Für Teilnehmer/innen von Beschleunigerphysik Teil 1+2 wird die Studienleistung im Sommersemester 2019 eingetragen.
      

Prüfungsleistung


Termin: nach individueller Absprache.
Eine mündliche Prüfung zum Abschluss beider Semester.