Kemi

Introduktion till makrokinetik


Heterogent katalyserade reaktioner

Många produkter inom den kemiska industrin tillverkas i heterogent katalyserade reaktioner. Porösa katalysatorer används ofta för att utföra sådana synteser.

Som du kan se i animationen går en heterogent katalyserad gasreaktion igenom flera delsteg, som under vissa omständigheter kan påverka reaktionshastigheten.

  • Diffusion av utgångsmaterialen genom gasens gränsskikt till den yttre katalysatorytan (filmdiffusion)
  • Diffusion av utgångsmaterialen genom katalysatorns porstruktur (normal diffusion, Knudsen diffusion, konfigurationsdiffusion)
  • Adsorption på det aktiva centret
  • Kemisk omvandling i katalysatorns aktiva centrum
  • Desorption av reaktionsprodukten
  • Diffusion av reaktionsprodukterna genom porstrukturen (konfigurationsdiffusion, Knudsen-diffusion, normal diffusion)
  • Diffusion av reaktionsprodukterna från den yttre katalysatorytan in i gasutrymmet (filmdiffusion)

Introduktion till kärnkraft, partikel- och astrofysik

Denna modulhandbok tjänar till att beskriva innehåll, läranderesultat, metoder och examinationsform samt länka till aktuella datum för kurser och modultentamen i respektive avsnitt.

Modulversion av WS 2020/1

Det finns historiska modulbeskrivningar av denna modul. En modulbeskrivning är giltig tills den ersätts av en nyare.

Huruvida modulens kurser erbjuds under en specifik termin anges i avsnittet Kurser, lärande- och undervisningsmetoder samt litteratur nedan.

tillgängliga modulversioner
WS 2022/3WS 2020/1WS 2019/20WS 2018/9WS 2017/8WS 2010/1

Grundläggande information

PH0016 är en terminsmodul i tyska språket på kandidatnivå som erbjuds under vinterhalvåret.

Denna modul ingår i följande kataloger inom utbildningarna i fysik.

  • Obligatoriska moduler i kandidatprogrammet fysik (5:e terminen, inriktning AEP)
  • Obligatoriska moduler i kandidatprogrammet fysik (5:e terminen, inriktning BIO)
  • Obligatoriska moduler i kandidatprogrammet fysik (5:e terminen, inriktning KM)

Om inte annat anges för export till ett icke-fysikprogram anges elevens arbetsbelastning i följande tabell.

Total arbetsbelastningKontakttiderpoäng (ECTS)
240 timmar 90 h 8 CP

Ansvarig koordinator för modulen PH0016 i versionen av WS 2020/1 var Lothar Oberauer.

Innehåll, läranderesultat och förutsättningar

Innehåll

I denna modul kommer kärn- och partikelfysik att läras ut på ett konceptuellt sätt. Fysiska grundläggande begrepp från teori och experiment lärs ut till studenterna med tonvikt på experimentella resultat och metoder.

  • funktionella principer för partikelacceleratorer
  • partikeldetekteringsprinciper inom kärn- och partikelfysik
  • symmetri koncept
  • spridning och tvärsnitt
  • Klein-Gordon och Dirac ekvation
  • Feynman diagram
  • elektronspridning och formfaktorer
  • kvasi elastiska, oelastiska och djupa oelastiska spridnings- och strukturfunktioner
  • parton modell
  • kvarkar: färg och smak
  • struktur och egenskaper hos hadroner
  • kvarkar och gluoner i högenergireaktioner
  • experimentella tester av QCD
  • svaga förfall och paritetsbrott
  • experimentell detektion av W- och Z-bosoner
  • standardmodell och higgs mekanism
  • Yukawa-koppling och CKM-matris
  • radioaktivitet
  • modeller inom kärnfysik
  • kärnreaktioner
  • fysik av tät kärnämne
  • tillämpningar av kärnfysik
  • kärnfusion och bildning av stjärnor
  • nukleosyntes och grunderna för kärnastrofysik
  • kosmologins grunder

Lärande resultat

Studenten skaffar sig en överblick över hela området och kan följa alla vetenskapliga samtal inom detta område. Efter framgångsrikt slutförande av denna modul kan studenten delta i kontinuerliga och specialiserade moduler inom detta område.

Efter framgångsrikt deltagande i denna modul kan studenten:

  1. förstå driftsättet för acceleratorer och detektorsystem som används i experiment
  2. behandla teoretiska begrepp som är viktiga inom kärn- och partikelfysik
  3. känna till de tre grundläggande interaktionerna av partikelfysik och deras fenomenologiska konsekvenser och reproducera motsvarande standardexperiment och teoretiska modeller
  4. Känna till kärnfysikens viktigaste fenomen och tillämpningar och reproducera kärnfysikens idéer
  5. förstå betydelsen av kärn- och partikelfysik för astrofysik

Förutsättningar

PH0001, PH0002, PH0003, PH0004, PH0005, PH0006, PH0007

Kurser, lärande och undervisningsmetoder och litteratur

Kurser och schema

TypSWSTitelFöreläsare (er)DatumVänster
VO 4 Introduktion till kärnkraft, partikel- och astrofysik Schönert, S. Ons, 14:00-16:00, PH HS2
Mån, 10:00-12:00, PH HS2
eLearning
UE 2 Övning till introduktion till kärn-, partikel- och astrofysik Strauss, R.
Ansvarig / Koordinering: Schönert, S.
dejter i grupp eLearning

Lärande och undervisningsmetoder

föreläsning: lärarcentrerat lärande

handledning: i studiegrupper diskuteras ämnet med hjälp av övningsproblem. Dessa problem kompletterar delvis föreläsningens ämne. Därmed förbereds studenterna för den skriftliga tentamen.

Diskussioner och kompletterande förklaringar till föreläsningens ämne.

Media

tavla/powerpoint presentation

offline-videoströmning av föreläsningen (mp4)

medföljande information online

Litteratur

  • Povh, Zetsche, Scholz, Rith: Partiklar och kärnor: en introduktion till fysiska begrepp, Springer Verlag
  • Mayer-Kuckuk: Kärnfysik: En introduktion, Teubner
  • D. Perkins: Högenergifysik
  • F. Halzen och A.D. Martin: Quarks and Leptons

Modulexamen

Beskrivning av tentor och kursarbete

Det blir en skriftlig tentamen på 90 minuter. Därvid prövas uppnåendet av de kompetenser som ges i avsnittets lärandemål exemplariskt åtminstone till den givna kognitionsnivån med hjälp av räkneproblem och förståelsefrågor.

En uppgift i tentamen kan till exempel vara:

  • Åldershärledning med 14-C-metoden
  • Selektionsregler i elektrodynamiska övergångar i kärnor
  • Kärnfusion i solen
  • Fyra vektorer och Lorenth-invarianta magnituder
  • Djupt oelastisk neutrinospridning
  • Antal färger i QCD
  • Mörk materia och rotationskurvor för galaxer

Deltagande i övningsklasserna rekommenderas starkt eftersom övningarna förbereder provets problem och repeterar de specifika kompetenserna.

Det kommer att finnas en bonus (ett mellansteg på "0.3" till det bättre betyget) på godkända modulprov (4.3 är inte uppgraderat till 4.0). Bonusen gäller för tentamensperioden direkt efter föreläsningsperioden (inte för tentamensupprepningen) och under förutsättning att studenten klarar halvterminen av

  • 60 % av poängen från övningsbladen
  • presentera en lösning i övningsgrupperna minst en gång

Provupprepning

Tentamen kan göras om i slutet av terminen.

Aktuella tentamensdatum

För närvarande listar TUMonline följande examensdatum. Utöver den allmänna informationen ovan hänvisas till aktuell information som ges under kursen.

Titel
TidPlatsinfoRegistrering
Prov till introduktion till kärn-, partikel- och astrofysik (på engelska)
Tis 2021-08-03, 11:30 till 13:00 PH: 2501
Notera informationen om att ta prov under covid-19-pandemin på https://www.tum.de/die-tum/aktuelles/coronavirus/corona-lehre-pruefungen/. // Se https://www.tum.de/en/about-tum/news/coronavirus/coronavirus-exams/ för ytterligare information om tentor under covid-19-pandemin. till 2021-06-30 (avbokning av registrering till 2021-07-27)
Mån 2021-10-04, 11:30 till 13:00 PH: 2502
Notera informationen om att ta prov under covid-19-pandemin på https://www.tum.de/die-tum/aktuelles/coronavirus/corona-lehre-pruefungen/. // Se https://www.tum.de/en/about-tum/news/coronavirus/coronavirus-exams/ för ytterligare information om tentor under covid-19-pandemin. till 2021-09-27

Kondenserad materia

När atomer interagerar kan saker bli intressanta. Grundläggande forskning om de underliggande egenskaperna hos material och nanostrukturer och utforskning av potentialen de ger för tillämpningar.

Kärnor, partiklar, astrofysik

En upptäcktsresa för att förstå vår värld på subatomär skala, från kärnorna inuti atomer ner till materiens mest elementära byggstenar. Är du redo för äventyret?

Biofysik

Biologiska system, från proteiner till levande celler och organismer, lyder fysiska principer. Våra forskningsgrupper inom biofysik formar ett av Tysklands största vetenskapliga kluster inom detta område.


Video: Matematik 2c - Introduktion till statistik (December 2021).