Christian Enss, Siegfried Hunklinger

Tieftemperaturphysik (eBook, PDF)

• Format: PDF

Produktbeschreibung

Die außergewöhnlichen Eigenschaften der Quantenflüssigkeiten 3He und 4He werden dargestellt. Es werden die grundlegenden experimentellen Beobachtungen geschildert und die Konzepte zur theoretischen Beschreibung diskutiert. Hierbei werden u. a. das Zwei-Flüssigkeits-Modell, die Bose-Einstein-Kondensation und das Konzept der Fermi-Flüssigkeit behandelt. Spezielle Aspekte der Tieftemperatureigenschaften von Festkörpern werden vorgestellt. Einige wichtige Schwerpunkte sind der Poiseuille-Wärmefluss, die Ausbreitung von Zweitem Schall, der Kondo-Effekt, Schwer-Fermionen-Systeme, Kernspinordnung bei positiven und negativen Temperaturen, Spingläser, Tunnelsysteme und Supraleitung. Ein weiterer Teil des Buches befasst sich mit der Darstellung von Methoden zur Erzeugung und Messung tiefer Temperaturen. Hier wird auf die Gasverflüssigung (Stickstoff, Helium) und auf die wichtigsten Kühlmethoden, wie die 3He/4He-Mischungskühlung sowie die adiabatische Entmagnetisierung, eingegangen.

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Produktdetails

• Verlag: Springer Berlin Heidelberg
• Seitenzahl: 465
• Erscheinungstermin: 28. Juni 2011
• Deutsch
• ISBN-13: 9783642572654
• Artikelnr.: 54199877

Autorenporträt

Prof. Dr. Siegfried Hunklinger ist seit 1982 Professor am Kirchhoff-Institut für Physik der Universität Heidelberg. 1977 erhielt er den Walter-Schottky-Preis für Festkörperphysik der Deutschen Physikalischen Gesellschaft und 1999 die renommierte Stern-Gerlach-Medaille der DPG für seine langjährigen herausragenden experimentellen Arbeiten auf dem Gebiet der Physik amorpher Festkörper. Prof. Hunklingers Untersuchungen zu den Tieftemperatureigenschaften mit Hilfe von Ultraschall- und dielektrischen Methoden haben entscheidend zum Verständnis des Verhaltens der Gläser beigetragen, das, wie er zeigte, bei tiefen Temperaturen vor allem durch quantenmechanisches Tunneln von Atomen bestimmt ist. Ausgeprägter Praxisbezug kennzeichnet viele Arbeiten von Siegfried Hunklinger, zum Beispiel seine Forschung über neue Methoden der Sensorik mit akustischen Oberflächenwellen. Zum Technologietransfer trug er durch Mitwirkung bei der Gründung neuer Firmen mit heute über 150 Mitarbeitern effektiv bei. Hervorzuheben ist auch sein besonderer Einsatz und die wirksame Hilfe bei der Errichtung der ersten Fakultät für Physik an der chinesischen Tongji-Universität.

Inhaltsangabe

Aus dem Inhalt:
- Helium - Grundlegende Eigenschaften
- Suprafluides 4He - Helium-II
- Normalfluides 3He
- Suprafluides 3He
- 3He/4He-Mischungen
- Phononen
- Leitungselektronen
- Spins
- Tunnelsysteme
- Supraleitung
- Erzeugung tiefer Temperaturen
- Thermometrie

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1. Helium - Grundlegende Eigenschaften.- 1.1 Allgemeines.- 1.2 Van der Waals-Bindung.- 1.3 Thermodynamische Eigenschaften.- 1.4 Phasendiagramm.- 2. Suprafluides 4He-Helium-II.- 2.1 Experimentelle Beobachtungen.- 2.2 Zwei-Flüssigkeits-Modell.- 2.3 Bose-Einstein-Kondensation.- 2.4 Anregungsspektrum von Helium-II.- 2.5 Quantisierung der Zirkulation.- 2.6 Kritische Geschwindigkeit-Experimente.- 2.7 Kritisches Verhalten am ?-Punkt.- 3. Normalfluides 3He.- 3.1 Ideales Fermi-Gas - Vergleich mit flüssigem 3He.- 3.2 Schmelzkurve.- 3.3 Landau-Theorie der Fermi-Flüssigkeit.- 3.4 Nullter Schall.- 4. Suprafluides 3He.- 4.1 Grundlegende experimentelle Beobachtungen.- 4.2 Quantenzustände von suprafluidem 3He.- 4.3 Eigenschaften der suprafluiden Phasen von 3He.- 5. 3He/4He-Mischungen.- 5.1 Spezifische Wärme und Phasendiagramm.- 5.2 Normalfluide Komponente.- 5.3 Transporteigenschaften.- 6. Phononen.- 6.1 Spezifische Wärme - Debyesche Theorie.- 6.2 Wärmetransport.- 6.3 Einfluß von N-Prozessen auf den Wärmetransport.- 6.4 Ballistische Ausbreitung von Phononen.- 7. Leitungselektronen.- 7.1 Spezifische Wärme.- 7.2 Elektrische Leitfähigkeit.- 7.3 Thermische Leitfähigkeit von Metallen.- 7.4 Kondo-Effekt.- 7.5 Schwer-Fermion-Systeme.- 8. Spins.- 8.1 Paramagnetische Systeme - Isolierte Spins.- 8.2 Spinwellen - Magnonen.- 8.3 Spingläser.- 8.4 Magnetische Ordnung von Kernspins.- 8.5 Negative Spintemperaturen.- 9. Tunnelsysteme.- 9.1 Beschreibung als Zwei-Niveau-Systeme.- 9.2 Isolierte Tunnelsysteme in Kristallen.- 9.3 Wechselwirkende Tunnelsysteme in Kristallen.- 9.4 Asymmetrische Tunnelsysteme in Kristallen.- 9.5 Amorphe Dielektrika.- 9.6 Metallische Gläser.- 9.7 Echoexperimente.- 10. Supraleitung.- 10.1 Experimentelle Beobachtungen.- 10.2 Thermodynamik derSupraleitung.- 10.3 Phänomenologische Beschreibung.- 10.4 Mikroskopische Theorie der Supraleitung.- 10.5 Makroskopische Wellenfunktion.- 10.6 Supraleitung in speziellen Materialien.- 11. Erzeugung tiefer Temperaturen.- 11.1 Verflüssigung von Gasen.- 11.2 Einfache Heliumkryostate.- 11.3 Verdünnungskryostat.- 11.4 Pomeranchuk-Kühlung.- 11.5 Adiabatische Entmagnetisierung.- 11.6 Kühlung durch Kernentmagnetisierung.- 12. Thermometrie.- 12.1 Primärthermometer.- 12.2 Sekundärthermometer.