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Atomic Nuclear Physics

Experimentalphysik 3: Atome, Moleküle und Festkörper by Wolfgang Demtröder

By Wolfgang Demtröder

Das vorliegende Buch ist der dritte Band der beliebten vierbändigen Reihe zur Experimentalphysik von Professor Demtröder. Die Lehrinhalte der Atom-, Molekül- und Festkörperphysik werden nach dem Konzept der Reihe leicht verständlich, übersichtlich und dabei möglichst quantitativ präsentiert. Durchgerechnete Beispiele im textual content, Übungsaufgaben nach jedem Kapitel und ausführliche Lösungen am Ende des Buches erleichtern Studierenden, den Stoff zu bewältigen und regen zur eigenen Mitarbeit an. Abbildungen, Definitionen und wichtige Formeln sind zweifarbig gestaltet, um das Wesentliche deutlich herauszustellen. Viele Illustrationen sowie einige Farbtafeln zu ausgesuchten Themen tragen zur Motivation bei und bringen Spaß bei der Arbeit mit diesem Buch.

Die fünfte Auflage wurde korrigiert, überarbeitet und präsentiert sich in einem neuen, übersichtlichen Format.

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Die bisher größte Auflösung von Strukturen auf leitenden Oberflächen erzielt man mit dem von Gerd Binnig ( 1947) und Heinrich Rohrer ( 1933) 1984 entwickelten Rastertunnelmikroskop [28], das wie das Feldemissions-Mikroskop auf der Feldemission von Elektronen beruht (Abb. 26). Für diese Erfindung erhielten die beiden Forscher zusammen mit Ernst Ruska 1986 den Nobelpreis. Auch hier wird eine sehr fein geätzte Wolframspitze verwendet, die jetzt allerdings über einen raffinierten dreidimensionalen Justiermechanismus an eine beliebige Stelle einer zu untersuchenden elektrisch leitenden Oberfläche gebracht werden kann [29–32].

90ı sin # D 2z sin # : Man erhält Werte für a, die je nach Kristall zwischen 0,1–0,5 nm liegen. Da die Radien r der Kristallatome kleiner sein müssen als ihr Abstand, ergeben sich Atomgrößen unterhalb von 0,1– 0,5 nm (siehe Abschn. 4). Zur Illustration des wohl genauesten Messverfahrens für Atomabstände ist in Abb. 12 das Prinzip eines modernen Röntgeninterferometers in vereinfachter Form schematisch gezeigt [12], das aus drei parallelen Kristallscheiben besteht und analog zu einem optischen Mach-Zehnder-Interferometer aufgebaut ist.

Mit freundlicher Genehmigung von Dr. Eigler Das Verfahren funktioniert auch mit Molekülen, wie von Rieder und Mitarbeitern (FU Berlin) am Beispiel von COMolekülen demonstriert wurde [34], die auf einer Kupferoberfläche so gezielt deponiert wurden, dass die Buchstaben FU (für Freie Universität) sichtbar wurden (Abb. 31). Für einen Überblick der verschiedenen Techniken wird auf [35, 36] verwiesen. Interessante Anwendungen hat das Kraftmikroskop in der Zellbiologie gefunden, wo es die molekulare Anordnung unterschiedlicher Membranproteine mit ihrer dreidimensionalen Struktur sichtbar machen kann.

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