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Beschleunigerphysik I/II WS2016/SS2017

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.
 

PALFEL

 

 

Das Lehrangebot im Wintersemester 2016/17 und Sommersemester 2017 umfasst jeweils:

  • Vorlesung (2 SWS)

  • Übungen (1 SWS)

  • Seminar (1 SWS)

  • Exkursionen

  

Vorlesung

Termin: jeden Donnerstag um 14:00-15:30 im DELTA-Seminarraum

  

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 "alte" (aber für die Prüfung ausreichende) Skript finden Sie hier.

Das überarbeitetes Skript für Beschleunigerphysik Teil 1 finden Sie hier.

Das überarbeitete Skript für Beschleinigerphysik Teil 2 finden Sie hier. Stand: 08.08.2017 (noch nicht ganz fertig)

 

Übungen

Termin: jeden Donnerstag nach Vorlesung und kurzer Pause

 
Jede Woche wird ein Übungsblatt ausgegeben, das bis zum nächsten Termin bearbeitet werden soll:

  • Verständnisfragen

  • kurze Rechenaufgaben

  • Programmieraufgaben mit MATLAB

In den Übungsstunden werden die Aufgaben vor- und nachbesprochen, die Inhalte der Vorlesung vertieft, sowie die Grundlagen der Programmierung mit einer Scriptsprache wie MATLAB oder äquivalenten Public-Domain-Programmen (OCTAVE, SCILAB) vermittelt. Programmierkenntnisse, insbesondere in MATLAB, werden nicht vorausgesetzt.

 

Übungen für Teil 1:

 

Übungsblatt  1  (Abgabe bis 25.10.2016)

Übungsblatt  2  (Abgabe bis 01.11.2016)

Übungsblatt  3   (Abgabe bis 08.11.2016)

Übungsblatt  4   (Abgabe bis 14.11.2016)

Übungsblatt  5   (Abgabe bis 21.11.2016)

Übungsblatt  6   (Abgabe bis 28.11.2016)

Übungsblatt  7   (Abgabe bis 05.12.2016)

Übungsblatt  8   (Abgabe bis 12.12.2016)

Übungsblatt  9   (Abgabe bis 19.12.2016)

Übungsblatt 10 (Abgabe bis 09.01.2017)

Übungsblatt 11 (Abgabe bis 16./17.01.2017) - Beispieldatei

Übungsblatt 12 (Abgabe bis 23.01.2017)

Übungsblatt 13 (Abgabe bis 30.01.2017)

Übungsblatt 14 (Abgabe bis 06.02.2017)

 

Übungen für Teil 2:

 

Übungsblatt  1  (Abgabe bis 24.04.2017)

Übungsblatt  2  (Abgabe bis 02.05.2017)

Übungsblatt  3  (Abgabe bis 08.05.2017)

Übungsblatt  4  (Abgabe bis 15.05.2017)

Übungsblatt  5  (Abgabe bis 22.05.2017)

Übungsblatt  6  (Abgabe bis 05.06.2017)

Übungsblatt  7  (Abgabe bis 14.06.2017)

Übungsblatt  8  (Abgabe bis 26.06.2017)

Übungsblatt  9  (Abgabe bis 03.07.2017)

Übungsblatt 10 (Abgabe bis 10.07.2017)

Übungsblatt 11 (Abgabe bis 17.07.2017)

Übungsblatt 12 (Abgabe bis 24.07.2017)

        

Seminar 

Termin: jeden Donnerstag nach den Übungen

 

Das vorläufige Programm finden Sie hier.

 

Kurze Seminarvorträge (20-30 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

  

Beachten Sie die Hinweise (neu) zum Erstellen eines Seminarvortrags.

  

Vorträge im Wintersemester 2016/17 (passwortgeschützt):

A. Esfahani:  Die Lebensdauer eines gespeicherten Teilchenstrahls

C. Grunwald:  Der International Linear Collider

F. Mentzel:  Die Mainzer Mikrotrons

W. Hahn:  Leben und Werk von Wideröe

J. Börgers:  Laser-Plasma-Beschleuniger

S. Leese:  Der Large Hadron Collider

N. Kitzmann:  Energy-Recovery-Linearbeschleuniger

R. Michallek:  Der Stanford Linear Accelerator

E. Schneider:  Erzeugung sehr kurzer Elektronenpakete

K. Lehninger:  Die Strahlemittanz und wie man sie misst

J. Heuel:  Injektion in einen Speicherring

M. Kahlert:  Die Korrektur der Strahllage

G. Meier:  Supraleitende Hochfrequenzresonatoren

D. Jeromin:  Beschleuniger in der Medizin 

O. Gerber:  Das Tevatron

Vorträge im Sommersemester 2016 (passwortgeschützt):

K. Barthelmi: Wiggler und Undulatoren

K. David: Optische Funktionen und wie man sie misst

G. Gerwert: Anwendungen der Synchrotronstrahlung

A. Fattorini: Kurze Strahlungspulse mit transversalen Resonatoren

T. Jung: Self-Seeding bei LCLS

P. Reda: Electro-Optical Sampling

C. Herrmann: Echo-enabled harmonic generation

M. Schmutzler: Der Hamilton-Formalismus

D. Hanisch: HF-Phasenmodulation

C. Weber: Erzeugung schmalbandiger THz-Strahlung

J. Broll: Der Compact Linear Collider

  

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)

 

Prüfungsleistung

Termin: nach individueller Absprache.

Eine mündliche Prüfung zum Abschluss beider Semester.

 

Links zu einigen Beschleuniger-Labors

 

Literatur-Links