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TU Berlin

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FP Versuch F3 Thermische Eigenschaften von Festkörpern

Standort:
Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie, Lise-Meitner Campus, Labor LS 126 (Arbeitsgruppe Prof. Meißner)
Inhalt:
Die thermischen Eigenschaften von Festkörpern (die spezifische Wärme cp, die Wärmeleitfähigkeit k und die thermische Leitfähigkeit D) werden am Beispiel von kristallinem Al2O3 (Saphir) im Temperaturbereich 40 K < T < 300 K studiert. Mittels der phänomenologischen Theorie der Wärmeleitung werden die Größen in einem instationärem Wärmepuls-Experiment bestimmt. Aufgabe ist es, die Messergebnisse mit den Vorhersagen der mikroskopische Theorie der Gitterschwingungen im Temperaturbereich 0 < T < ΘD zu vergleichen. (ΘD ist die sogenannte Debye-Temperatur, welche die höchstfrequenten Gitterschwingungen charakterisiert.)
Lernziele bzw. Methoden:
• Umgang mit Vakuum- und Tieftemperaturtechnik.
• Messung von μV-Spannungstransienten im ms-Bereich.
• Berechnung der thermischen Größen und Vergleich mit relevanten Literaturdaten.
• Konzept der Gitterschwingungen (Phononen) im kristallinen Festkörper.
Literatur:
Ibach, Lüth; Festkörperphysik: Einführung in die Grundlagen; Springer-Verlag; Berlin (2002)
Kittel; Einführung in die Festkörperphysik; Oldenbourg-Verlag; München (2006)
Enss, Hunklinger; Tieftemperaturphysik; Springer-Verlag; Berlin (2000)
Lüders, Oppen, Bergmann, Schaefer; Lehrbuch der Experimentalphysik - Band 1: Mechanik, Akustik, Wärme; deGruyter-Verlag; Berlin, New York (2008)

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