Elmar Träbert

Lectures at Ruhr-Universität Bochum

 

Spectroscopy of atoms and ions / Spektroskopie der Atome und Ionen

Lernziele / Didactic goals

Die Studierenden sollen an Beispielen erkennen, wie die Beschreibung der Atomstruktur weitgehend auf einfachen Prinzipien beruht, die die Studierenden dann abschätzungsweise nachvollziehen können. Dazu gehört auch das Erlernen und korrekte Anwenden der spektroskopischen Nomenklatur.
The students are to learn from examples how the description of atomic structure rests largely of a few basic principles and effects, which often can be estimated fairly simply yet productively. The learning and application of correct spectroscopic notation is an essential part of the exercise.

Die Hörer/Hörerinnen lernen Funktionsweise und Aufbau spektroskopischer Geräte sowie von Detektoren für viele Bereiche des elektromagnetischen Spektrums und für Teilchenstrahlung kennen, die sie, vor ein gegebenes Messproblem gestellt, sinnvoll einschätzen und zuordnen können sollen.
The students are learning about the concept, construction and operating principles of spectroscopic equipment and detectors for many sections of the electromagnetic spectrum and for some types of particle radiation. The aim is to make meaningful judgement on equipment and measurement reliability when faced with a spectroscopic measurement problem.

Die historische Entwicklung spektroskopischer Lichtquellen bis hin zu heutigen Großforschungsanlagen wird vorgestellt. Die Studierenden sollen in die Lage versetzt werden nachzuvollziehen, welche allgemeinen technisch-wissenschaftlichen Fortschritte jeweils zu spektroskopischen Entwicklungen beigetragen haben. Sie sollen die physikalischen Eigenheiten bestimmter Techniken (wie Gasentladung, Funkenentladung, Tokamak, Laser-erzeugtes Plasma, schnelle Ionenstrahlen, Ionenfallen) erkennen, beschreiben und bewerten können.
Particular emphasis is being placed on the historic development and evolution of ion sources to also serve as light sources for spectroscopy, up to present (national and international) research centers. The students are expected to become able to recognize what general technical and scientific progress has been important for progress in spectroscopic and ion physical developments. They are to recognize, describe and judge the peculiar properties of certain techniques and apparatuses.

Die Studierenden erhalten aktuelle Forschungspublikationen ausgehändigt, um die Barrieren beim Lesen fremdsprachiger Fachliteratur in komplexer Fachsprache überwinden zu helfen. Sie sollen aus der Kombination von Vorlesung und Lektüre die spezielle Zielsetzung aktueller spektroskopischer Experimente kennenlernen und versuchen, die für die erhofften Messdaten entscheidenden Komponenten zu erkennen. Sie sollen die Kompetenz erwerben, die physikalischen Sachverhalte spektroskopischer Experimente abschätzend zu ermitteln und gegebenenfalls Grenzen der Messmöglichkeiten auszuloten.
In order to help overcome the barrier of reading foreign language papers and their complex language style and notation, the students may be given copies of recent journal publications. It is expected that the students will identify, from the combination of lecture and reading material, the specific aims of modern experiments in spectroscopy and heavy-ion physics, and try to recognize the decisive elements of the measurement and of the experimental plan. It would be good to develop a competency of estimating key parameters of such experiments and to search for the limits of measurement.


Die Fakultät für Physik und Astronomie hat (ca. 2008) für diese Veranstaltung 2 Credit Points angesetzt / As of about 2008, the faculty of physics and astronomy has offered 2 credit points for this course.

Prüfungsmodalitäten zum Erwerb eines benoteten Scheins /
Examination steps for a graded credit record:

a) 2 schriftliche Kurztests während der Vorlesung / 2 brief written tests during the lecture
b) Lehrgespräche während der Vorlesung / scientific discussion in the course
c) etwa halbstündiger schriftlicher Test am Ende des Semesters / written test of about half an hour at the end of term
Orientation for written test grades:
1: more than two thirds (66%) of the points possible,
2: more than half (50%) of the points possible,
3: more than a third (33%) of the points possible,
4: more than a fifth (20%) of the points possible.

Die Bewertungen aller Prüfungskomponenten werden gewichtet und zu einer Note zusammengezogen.
The results of all test components will be weighted and combined to a single grade.


Die Vorlesung stellt den Hörern anschauliche Konzepte vor, anhand derer sie leichter Zugang zum Inhalt von Lehrbüchern (z. B. Heckmann/Träbert: "Einführung in die Spektroskopie der Atomhülle," Wiesbaden: Vieweg 1980 bzw. "Introduction to the Spectroscopy of Atoms," Amsterdam: North-Holland 1989, beide Versionen sind in der Fakultätsbibliothek vorhanden; ferner Bücher von Kuhn, Herzberg, Woodgate, Sobel'man, Zimmermann, ...) und Artikeln in Fachzeitschriften finden, in denen mehr Details erläutert werden. Das technische Gerüst ist auch in einem knappen Artikel "Atomic Spectroscopy" von W. C. Martin und W. L. Wiese im WWW zu finden (http://sed.nist.gov/Pubs/AtSpec/total.html). Das Vorlesungsgespräch ersetzt nicht die eigene Lektüre, sondern es erklärt Konzepte und den Kontext jenseits der grundlegenden Fachbücher.
The lecture presents didactically simplified concepts that are meant to enease the intellectual access to the content of established text books, of which a variety is available in the faculty library (among many others, Heckmann/Träbert: "Introduction to the Spectroscopy of Atoms", Amsterdam: North-Holland 1989), and to journal papers with their high density of detailed information. The technical basics of spectroscopic notation are available, for example, in an article "Atomic Spectroscopy" by W. C. Martin and W. L. Wiese in the WWW (http://sed.nist.gov/Pubs/AtSpec/total.html). The lecture is not meant to render personal reading superfluous (learning by listening only is most ineffective); the lecture aims to illuminate fundamental physics concepts and the context of basic text books, which should then help the students with reading those and with finding orientation beyond.


Spectroscopy of atoms and ions / Spektroskopie der Atome und Ionen
Content and goals

Production and study of highly charged ions / Erzeugung und Untersuchung hochgeladener Ionen
Content and goals


Elmar Träbert
Astronomisches Institut (AIRUB) / NA7/70
Ruhr-Universität Bochum
D-44780 Bochum
Germany


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Page updated on 24 Oct 2016