Institut für Astronomie & Astrophysik

Fortgeschrittenen-Praktikum in Astronomie und Astrophysik

Im Schwerpunktfach Astronomie und Astrophysik wird ein Fortgeschrittenen-Praktikum angeboten. Die Versuche finden entweder in der Abteilung Astronomie (Sand 1) oder in der Abteilung Computational Physics (Auf der Morgenstelle 10) statt. Die Versuche zur Kernphysik für Studierende des Master Astro and Particle Physics finden im Physikalischen Institut (Auf der Morgenstelle 14) statt.

ILIAS-Kurs: https://ovidius.uni-tuebingen.de/ilias3/goto.php?target=crs_1455182&client_id=pr02

Organisation

WS 2018/19

Das Praktikum wird im WS 2018/19 als Blockpraktikum in den Semesterferien vom 11.02. - 22.02.2019 durchgeführt (Mo, Mi, Fr 9:00-18:00). Falls es im vorgesehenen Praktikumszeitraum terminliche Überschneidungen mit anderen Veranstaltungen (z.B. Klausuren) geben sollte, können mit den jeweiligen Assistenten auch flexibel einzelne Termine auf später verlegt werden.
Vorbesprechung (mit Gruppeneinteilung und Besprechung möglicher Terminkonflikte): --NEU-- Di. 05.02.2019, 9:00 Uhr, Astronomie, Sand 1, --RAUMÄNDERUNG-- Hörsaal A 104 (Lageplan, Raumplan)

Wer zu diesem Termin nicht an der Vorbesprechung teilnehmen kann, sollte sich vorher per E-Mail bei Jürgen Barnstedt anmelden (oder per Ilias, s.u.). Es wird dann ein persönlicher Termin für eine Vorbesprechung vereinbart.

SS 2019

Das Praktikum wird im SS 2019 als Blockpraktikum in den Semesterferien vom 29.07. - 09.08.2019 durchgeführt (Mo, Mi, Fr 9:00-18:00). Falls es im vorgesehenen Praktikumszeitraum terminliche Überschneidungen mit anderen Veranstaltungen (z.B. Klausuren) geben sollte, können mit den jeweiligen Assistenten auch flexibel einzelne Termine auf später verlegt werden.
Vorbesprechung (mit Gruppeneinteilung und Besprechung möglicher Terminkonflikte): Di. 23.07.2019, 9:00 Uhr, Astronomie, Sand 1, Hörsaal A 104 (Lageplan, Raumplan)

Die Versuche

  1. Röntgen-CCD (Astronomie, Thomas Schanz Raum A142, Treffpunkt Raum A112)
    Bestimmung von Eigenschaften eines pn-CCD im Labor, Auswertung von Messungen mit dem Röntgensatelliten XMM-Newton. (Versuchsanleitung; Poster (veraltet), Poster zum eRosita-Projekt).
  2. MCP-Detektoren (Astronomie, Jürgen Barnstedt Raum A121, Treffpunkt Raum A121)
    Anhand der Mikrokanalplatten-Detektoren des ORFEUS-Echelle-Spektrometers werden die Funktionsweise und die Eigenschaften solcher Detektoren untersucht. (Versuchsanleitung; Poster)
  3. Instrumente der Gammaastronomie - RMK (Astronomie, Gerd Pühlhofer Raum A218, Treffpunkt vor Raum A110)
    Labormessungen mit einem bildgebenden Rotations-Modulations-Kollimator (RMK) unter Verwendung radioaktiver Präparate. (Versuchsanleitung; Poster) - Hinweis: Da der Versuch im Kellergeschoss stattfindet, empfiehlt sich auch im Hochsommer eine etwas wärmere Bekleidung!
  4. Digitalelektronik für Röntgen-/Gammadetektoren (Astronomie, Chris Tenzer Raum A107, Treffpunkt vor Raum A107)
    Aufbau einer Datenerfassungs-Elektronik mit Hilfe von programmierbaren elektronischen Bauteilen - FPGAs. (Versuchsanleitung) - Hinweis: Da der Versuch im Kellergeschoss stattfindet, empfiehlt sich auch im Hochsommer eine etwas wärmere Bekleidung!
  5. Photometrie und Spektroskopie (Astronomie, Thomas Rauch Raum A211, Treffpunkt Raum A211)
    Solare und stellare Spektroskopie und Farben-Helligkeits-Diagramme. (Versuchs-Anleitung; Poster)
  6. Radioastronomie (Astronomie, Victor Doroshenko Raum A219, Treffpunkt Raum A105)
    Vermessung der Milchstrasse mit Hilfe der 21cm Radiostrahlung des Wasserstoffs, Erstellen der Rotationskurve sowie einer Karte unserer Milchstrasse. (Versuchsanleitung (veraltet); Versuchsanleitung englisch (aktuell) )
  7. Chaos im Planetensystem (Computational Physics, Christoph Schäfer, Raum C10 A11; Willy Kley, Raum C10 A45), Treffpunkt C9 G09)
    Beim klassischen N-Körper-Problem werden die Bewegungen von N Punktmassen in ihrem gemeinsamen Gravitationsfeld bestimmt. In diesem Versuch sollen verschiedene numerische Verfahren zur Lösung gewöhnlicher Differenzialgleichungen untersucht werden auf ihre Eignung zur Durchführung der Bahnintegration. (Webseite zum Versuch; Poster)
  8. Klassische Experimente der Astronomie: Pulsare und Rotation des Merkur (Astronomie, N.N.)
    Dieser Versuch wird in diesem Semester nicht angeboten. (Versuchsanleitung)

Die Poster zu den Versuchen wurden anlässlich der Praktikumsleitertagung im September 2008 erstellt.

 

Kernphysik-Versuche für den Studiengang Master Astro and Particle Physics:

  1. Magnetische Kernresonanz (Physikalisches Institut, David Blum, Tel. 73286, Büro D4 P44; Vincent Schipperges Tel. 77081, Büro D2 P07; Tobias Jammer Tel. 76283, Büro D2 A17; Treffpunkt D3 O03)
    Basisexperimente mit gepulster NMR unter Verwendung von flüssigen und festen Proben, die die grundlegenden Prinzipien der Magnetresonanzspektroskopie (MRS) und der Kernspintomographie veranschaulichen (MRI). (Versuchsanleitung)
  2. Mößbauer-Effekt Physikalisches Institut, (Axel Müller, Tel. 73286, Büro D4 P44; Büsra Cebeci, Tel. 77081, Büro D2 P03; Treffpunkt D2 P40)
    Der Mößbauer-Effekt oder rückstoßfreie Kernresonanzabsorption erlaubt die Untersuchung winziger Änderungen der Kernenergieniveaus. In diesem Experiment werden die Hyperfeinaufspaltung, die isomere Verschiebung und die Quadrupolaufspaltung gemessen. (Versuchsanleitung)
  3. Neutronenaktivierung (Physikalisches Institut, Alexander Tietzsch, Tel. 73286, Büro D4 P44; Andreas Zschocke, Tel. 76288, Büro D4 P40; Treffpunkt D2 P40)
    Untersuchung des radioaktiven Zerfalls verschiedener Materialien, die zuvor mit einer Neutronenquelle aktiviert wurden (wie bei der zerstörungsfreien Materialprüfung) und Analyse der Korrelation zwischen Zerfalls- und Aktivierungszeiten. (Versuchsanleitung)

Studierende des Schwerpunktfachs Astronomie und Astrophysik müssen 4 Versuche im Bereich Astronomie und einen Versuch im Bereich Computational Physics durchführen. Im Bereich Astronomie ist der Versuch Photometrie und Spektroskopie obligatorisch.

Studierende des Studiengangs Master Astro and Particle Physics müssen 2 Versuche im Bereich Astronomie, einen Versuch im Bereich Computational Physics und 2 Versuche im Bereich Kernphysik durchführen.

Die genaue Einteilung in Gruppen (in der Regel 2 Personen) und die Zuordnung zu den Versuchen erfolgt in der Vorbesprechung.

Voraussetzungen

  • Erfolgreiche Teilnahme am Basismodul "Astronomie und Astrophysik" (Studiengang Bachelor) oder Student/in des Master of Science Astro and Particle Physics.
  • Programmiergrundkenntnisse:
  • Für die Versuche in Computational Physics wird erwartet, dass die Studenten kleine Programme selbst schreiben können, z.B. in C oder FORTRAN. Online-Tutorien gibt es bei den Hinweisen zu den Programmierversuchen. Bei Fragen und Problemen dazu steht W. Kley bzw. C. Schäfer zur Verfügung.
  • Die Auswertung der Astronomie-Versuche wird in der Regel mit der Programmier- und Interpretersprache IDL vorgenommen werden. Die notwendigen Schritte werden in den Anleitungen erläutert.
  • Für den Versuch MCP-Detektoren sind Excel-Kenntnisse hilfreich, aber nicht Voraussetzung.
  • Es wird erwartet, dass die Versuchsanleitungen bis zum Praktikumstag von den Teilnehmern gelesen worden sind. Dies wird anhand eines mündlichen Testats vor Versuchsbeginn überprüft. Einige Anleitungen enthalten zur Vorbereitung des Versuchs Aufgaben, deren Lösungen am Versuchstag vorzulegen sind.
  • Die Versuchsanleitung zum Versuch MCP-Detektoren enthält am Ende ein Kapitel mit allgemeingültigen Hinweisen zur Anfertigung der Protokolle. Es ist erforderlich, diese Hinweise vor Beginn des Praktikums zu lesen und anschließend auch zu beherzigen!
  • Die Programmierversuche finden im Computerraum der Theoretischen Physik statt (CIP-Pool, Morgenstelle D2A38, Rechnerzugang mit dem üblichen ZDV-Login).