Physikalisches Wahlfach: Einführung in die Röntgen- und Neutronenstreuung I (PW)5 ECTS
(englische Bezeichnung: Elective Course in Physics: Introduction to X-Ray and Neutron Scattering I)
(Prüfungsordnungsmodul: Weitere Module aus dem Wahlpflichtbereich I)

Lehrveranstaltungen:

• • Einführung in die Röntgen- und Neutronenstreuung I
    (Vorlesung, 2 SWS, Tobias Unruh, Di, 10:15 - 11:45, SR Staudtstr. 3; Am ersten Termin (7.10.2014) werden die endgültigen Termine für die VL festgelegt. E-Mail mit Terminwünschen an Tobias.Unruh@fau.de sind vor dem 7.10.2014 möglich.)
  • Übungen zur Einführung in die Röntgen- und Neutronenstreuung I
    (Übung, 2 SWS, Tobias Unruh, Mi, 14:00 - 16:00, SR Staudtstr. 3)

Inhalt:

• Einführung in die Grundlagen zur Licht-, Röntgen- und Neutronenstreuung

• Funktionsweise verschiedener Neutronenstreuinstrumente für elastische Streuung

• Realisierung der Komponenten von Streuinstrumenten (Instrumentierung)

• Kinematische Theorie der Röntgen- und Neutronenstrahlinterferenzen

• Der Gitterfaktor: Teilchengrößenbestimmung, Spannungsanalyse mit Neutronen

• Der Strukturfaktor: Einkristallstrukturanalyse, Experimentelle Bestimmung des Strukturfaktors, Das Phasenproblem und seine Lösung, Beispiele zur dynamischen Streutheorie

• Kleinwinkelstreuung: Diffuse Kleinwinkelstreuung, Komplexe Interferenzeffekte bei kleinen Streuwinkeln, Kontrastvariation in der Kleinwinkelstreuung von Neutronen
  

Contents

• Introduction to the basics of X-ray, light, and neutron scattering

• Mode of operation of different neutron instruments for elastic scattering

• Realization of components of neutron scattering instruments

• Kinematic theory of X-ray and neutron beam interferences

• The lattice factor: particle size determination, strain analysis by neutron diffraction

• The structure factor: single crystal structure analysis, experimental determination of the structure factor, the phase problem and its solution

• Implications for dynamic scattering theory

• Small angle scattering: diffuse small angle scattering, complex interferences in the small angle regime, contrast variation

Lernziele und Kompetenzen:

Nach Teilnahme an den Lehrveranstaltungen des Moduls sind die Studierenden in der Lage:

• die kinematische Theorie der elastischen Neutronenstreuung vielfältig anzuwenden

• die Funktionsweise von verschiedenen Neutronenstreuinstrumenten zu verstehen

• die Eignung der unterschiedlichen Streumethoden zur Bestimmung von atomaren-, molekularen-, und partikulären Strukturen in komplexen Systemen zu bewerten

• Röntgen- und Neutronendiffraktogramme von Pulver und Einkristallen zu analysieren
  

Literatur:

• J. Fitter, T. Gutberlet, J. Katsaras (eds.), Neutron Scattering in Biology: Techniques and Applications (Biological and Medical Physics, Biomedical Engineering), Springer 2006, ISBN 3540291083

• G. L. Squires, Introduction to the Theory of Thermal Neutron Scattering, Cambridge University Press / Dover Publications, 1978 / 1996. ISBN 0-486-69447-X

• Max von Laue. Röntgenstrahlinterferenzen. Akademische Verlagsgesellschaft, Frankfurt am Main, 3rd edition, 1960

• P. Luger, Modern X-Ray Analysis on Single Crystals, de Gruyter 1980, ISBN 3-110-068303-7

• O. Kratky, O. Glatter. Small Angle X-Ray Scattering. Academic Press, London, 1982, ISBN 0-12-286280-5.
  

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:

1. Physik (1. Staatsprüfung für das Lehramt an Gymnasien)
   (Po-Vers. 2010 | Module Fachwissenschaft Physik | Wahlpflichtbereich | Weitere Module aus dem Wahlpflichtbereich I)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Einführung in die Röntgen- und Neutronenstreuung I (Prüfungsnummer: 440176)

Prüfungsleistung, mündliche Prüfung, Dauer (in Minuten): 30, benotet

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

Erstablegung: WS 2014/2015

1. Prüfer:

Tobias Unruh