Physik VI

Nachdem im BSc-Studium bisher ausschließlich nur zwei elementare Wechselwirkungen (Gravitation & em. Kraft) zur Beschreibung aller beobachtbaren Phänomene herangezogen werden mussten, lernen wir in der Kernphysik die beiden anderen verbleibenden Wechselwirkungen kennen. Im Grunde zielen alle kernphysikalischen Experimente darauf ab, mehr über diese Wechselwirkungen zu lernen. Anders als bei Gravitation und em. Kraft gibt es für die Beschreibung der Kernkräfte keine einfache mathematische Beziehung. In der Einführung geben wir nach einer kurzen Wiederholung der für die Kernphysik wesentlichen quantenmechanischen Konzepte einen Einstieg in das Quarkmodell, um die Kernkraft als Restwechselwirkung der zwischen den Quarks wirkenden starken Wechselwirkung zu verstehen. Im weiteren Verlauf der Vorlesung widmen wir uns Schritt für Schritt den Folgerungen kernphysikalischer Experimente, die wesentlich für das Verständnis der Kernkraft sind. Jeder Atomkern ist aus nur (einem oder) zwei unterschiedlichen Bausteinen aufgebaut - dem Proton und dem Neutron. Und es können höchstens etwa 250 Protonen und Neutronen sein, die einen gebundenen Kern bilden. Also ganz einfach, oder? Wir hoffen, dass mit diesem überschaubaren Grundgerüst und den doch so vielfältigen Phänomenen ein Interesse an der Kernphysik geweckt wird. Geplante Gliederung der Vorlesung: 1. Einführung 2. Statische Eigenschaften des Atomkerns 3. Phänomenologie der Kernkraft 4. Konzepte einfacher Kernstrukturmodelle 5. Radioaktiver Zerfall 6. Nukleare Astrophysik (falls noch Zeit) Angestrebte Lernergebnisse: Die Studenten kennen kernphysikalische Konzepte, wissen um Phänomene und Begriffe sowie exemplarische Anwendungen der Kernphysik, besitzen Fertigkeiten in Modellbildung und in der Formulierung mathematisch-physikalischer Ansätze und können diese auf Aufgabenstellungen in den genannten Bereichen anwenden und kommunizieren und sind kompetent in der selbständigen Bearbeitung von Problemstellungen zu den genannten Themenbereichen und sind in der Lage, Genauigkeiten von Beobachtung und Analyse einschätzen zu können.