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Tieftemperaturphysik

59,99 €

inkl. gesetzl. MwSt., Versandkostenfrei

Beschreibung

Produktdetails

Einband

Taschenbuch

Erscheinungsdatum

04.10.2012

Verlag

Springer Berlin

Seitenzahl

465

Maße (L/B/H)

23,5/15,5/2,6 cm

Gewicht

721 g

Auflage

Softcover reprint of the original 1st ed. 2000

Sprache

Deutsch

ISBN

978-3-642-63202-0

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Taschenbuch

Erscheinungsdatum

04.10.2012

Verlag

Springer Berlin

Seitenzahl

465

Maße (L/B/H)

23,5/15,5/2,6 cm

Gewicht

721 g

Auflage

Softcover reprint of the original 1st ed. 2000

Sprache

Deutsch

ISBN

978-3-642-63202-0

Herstelleradresse

Springer-Verlag KG
Sachsenplatz 4-6
1201 Wien
AT

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  • 1. Helium — Grundlegende Eigenschaften.- 1.1 Allgemeines.- 1.2 Van der Waals-Bindung.- 1.3 Thermodynamische Eigenschaften.- 1.3.1 Dichte.- 1.3.2 Spezifische Wärme.- 1.3.3 Latente Wärme.- 1.4 Phasendiagramm.- 1.4.1 4He.- 1.4.2 3He.- 2. Suprafluides 4He—Helium-II.- 2.1 Experimentelle Beobachtungen.- 2.1.1 Viskosität und Suprafluidität.- 2.1.2 Becherexperimente.- 2.1.3 Thermomechanischer Effekt.- 2.1.4 Wärmetransport.- 2.1.5 Zweiter Schall.- 2.2 Zwei-Flüssigkeits-Modell.- 2.2.1 Zwei-Flüssigkeits-Hydrodynamik.- 2.2.2 Schallausbreitung.- 2.2.3 Viskositätsmessungen und Becherexperimente.- 2.2.4 Andronikashvili-Experiment.- 2.2.5 Thermomechanischer Effekt.- 2.2.6 Wärmetransport.- 2.2.7 Impuls des Wärmeflusses.- 2.3 Bose-Einstein-Kondensation.- 2.3.1 Ideales Bose-Gas.- 2.3.2 Helium.- 2.4 Anregungsspektrum von Helium-II.- 2.4.1 Phononen und Rotonen.- 2.4.2 Spezifische Wärme.- 2.4.3 Konzept der kritischen Geschwindigkeit VIII Inhaltsverzeichnis.- 2.5 Quantisierung der Zirkulation.- 2.5.1 Wellenfunktion der suprafluiden Komponente.- 2.5.2 Helium-II unter Rotation.- 2.6 Kritische Geschwindigkeit—Experimente.- 2.6.1 Bewegung von Ionen in flüssigem Helium.- 2.6.2 Flußexperimente.- 2.7 Kritisches Verhalten am ?-Punkt.- 2.7.1 Spezifische Wärme.- 3. Normalfluides 3He.- 3.1 Ideales Fermi-Gas — Vergleich mit flüssigem 3He.- 3.1.1 Spezifische Wärme.- 3.1.2 Suszeptibilität.- 3.1.3 Transporteigenschaften.- 3.1.4 Quantitativer Vergleich: 3He und ideales Fermi-Gas.- 3.2 Schmelzkurve.- 3.3 Landau-Theorie der Fermi-Flüssigkeit.- 3.3.1 Quasiteilchenkonzept.- 3.3.2 Wechselwirkungsfunktion.- 3.3.3 Anwendung der Landau-Theorie auf normalfluides 3He.- 3.4 Nullter Schall.- 3.4.1 Longitudinale Schallausbreitung.- 3.4.2 Transversale Schallausbreitung.- 3.4.3 Stoßfreie Spinwellen.- 3.4.4 Abschließende Bemerkungen zur Landau-Theorie.- 4. Suprafluides 3He.- 4.1 Grundlegende experimentelle Beobachtungen.- 4.1.1 Phasendiagramm.- 4.1.2 Spezifische Wärme.- 4.1.3 Suprafluidität.- 4.1.4 Relevanz des Zwei-Flüssigkeits-Modells für 3He.- 4.1.5 Kernspinresonanz (NMR).- 4.2 Quantenzustände von suprafluidem 3He.- 4.3 Eigenschaften der suprafluiden Phasen von 3He.- 4.3.1 3He A-Phase.- 4.3.2 Textur.- 4.3.3 3He-A1 und 3He-B.- 4.3.4 Energielücke.- 4.3.5 Suprafluides 3He unter Rotation.- 4.3.6 Kollektive Anregungen — Schallausbreitung.- 5. 3He/4He-Mischungen.- 5.1 Spezifische Wärme und Phasendiagramm.- 5.1.1 Verdünnte Lösungen von 3He in Helium-II.- 5.2 Normalfluide Komponente.- 5.2.1 Andronikashvili-Experiment.- 5.2.2 Osmotischer Druck.- 5.3 Transporteigenschaften.- 5.3.1 Wärmetransport.- 5.3.2 Viskosität.- 5.3.3 Selbstdiffusionskoeffizient.- 6. Phononen.- 6.1 Spezifische Wärme — Debyesche Theorie.- 6.1.1 Bedeutung der Debye-Temperatur.- 6.1.2 Zweidimensionale Systeme.- 6.2 Wärmetransport.- 6.2.1 Experimentelle Bestimmung der Wärmeleitfähigkeit.- 6.2.2 Temperaturverlauf der Wärmeleitfähigkeit in dielektrischen Kristallen.- 6.2.3 Phonon-Phonon-Streuung.- 6.2.4 Defektstreuung.- 6.3 Einfluß von N-Prozessen auf den Wärmetransport.- 6.3.1 Poiseuille-Fluß.- 6.3.2 Zweiter Schall.- 6.4 Ballistische Ausbreitung von Phononen.- 6.4.1 Phononenfokussierung.- 6.4.2 Zeitaufgelöste Messungen der Phononenausbreitung.- 7. Leitungselektronen.- 7.1 Spezifische Wärme.- 7.1.1 Leitungselektronen in einfachen Metallen.- 7.1.2 Metalle mit „schweren“ Elektronen.- 7.2 Elektrische Leitfähigkeit.- 7.2.1 Boltzmann-Gleichung, Ladungstransport.- 7.2.2 Matthiesensche Regel.- 7.2.3 Streuung von Elektronen an Verunreinigungen.- 7.2.4 Elektron-Phonon-Streuung.- 7.2.5 Elektron-Magnon-Streuung.- 7.3 Thermische Leitfähigkeit von Metallen.- 7.4 Kondo-Effekt.- 7.4.1 Einfluß der freien Elektronen auf lokale magnetische Momente.- 7.4.2 Streuung von Leitungselektronen an lokalisierten magnetischen Momenten.- 7.4.3 Kondo-Widerstand.- 7.5 Schwer-Fermion-Systeme.- 7.5.1 Elektrischer Widerstand.- 7.5.2 Suszeptibilität.- 7.5.3 Spezifische Wärme.- 8. Spins.- 8.1 Paramagnetische Systeme — Isolierte Spins.- 8.1.1 Magnetisches Moment.- 8.1.2 Suszeptibilität.- 8.1.3 Spezifische Wärme.- 8.2 Spinwellen — Magnonen.- 8.2.1 Ferromagnete.- 8.2.2 Antiferromagnete.- 8.3 Spingläser.- 8.4 Magnetische Ordnung von Kernspins.- 8.4.1 Systeme mit starker Elektron-Kern-Kopplung.- 8.4.2 Systeme mit schwacher Elektron-Kern-Kopplung.- 8.5 Negative Spintemperaturen.- 8.5.1 Thermodynamik bei negativen Temperaturen.- 8.5.2 Kernordnung.- 8.5.3 Stimulierte Emission.- 9. Tunnelsysteme.- 9.1 Beschreibung als Zwei-Niveau-Systeme.- 9.1.1 Doppelmuldenpotentiale.- 9.1.2 Kopplung an elektrische und elastische Felder.- 9.1.3 Relaxationsprozesse.- 9.1.4 Relaxationszeiten.- 9.1.5 Resonante Wechselwirkung.- 9.2 Isolierte Tunnelsysteme in Kristallen.- 9.2.1 Termschema.- 9.2.2 Spezifische Wärme.- 9.2.3 Einfluß auf die Wärmeleitung von dielektrischen Kristallenx.- 9.2.4 Level-Crossing.- 9.2.5 Dielektrische Suszeptibilität.- 9.2.6 Schallgeschwindigkeit.- 9.3 Wechselwirkende Tunnelsysteme in Kristallen.- 9.3.1 Dielektrische Eigenschaften.- 9.3.2 Theoretische Beschreibung.- 9.3.3 Dielektrische Suszeptibilität im Modell von Würger.- 9.4 Asymmetrische Tunnelsysteme in Kristallen.- 9.4.1 Nb:O,H und Nb:O,D.- 9.4.2 CN- in KBr:KCl.- 9.5 Amorphe Dielektrika.- 9.5.1 Spezifische Wärme.- 9.5.2 Einfluß auf die Wärmeleitfähigkeit.- 9.5.3 Relaxationsabsorption.- 9.5.4 Resonante Absorption.- 9.5.5 Schallgeschwindigkeit und Dielektrizitätskonstantex.- 9.6 Metallische Gläser.- 9.7 Echoexperimente.- 10. Supraleitung.- 10.1 Experimentelle Beobachtungen.- 10.1.1 Sprungtemperatur.- 10.1.2 Meißner-Ochsenfeld-Effekt.- 10.1.3 Supraleiter 1. Art.- 10.1.4 Supraleiter 2. Art.- 10.2 Thermodynamik der Supraleitung.- 10.3 Phänomenologische Beschreibung.- 10.3.1 London-Gleichung.- 10.3.2 Pippard-Gleichung.- 10.3.3 Ginzburg-Landau-Theorie.- 10.4 Mikroskopische Theorie der Supraleitung.- 10.4.1 Cooper-Paare.- 10.4.2 BCS-Grundzustand.- 10.4.3 Anregung des BCS-Grundzustandes.- 10.4.4 BCS-Zustand bei endlicher Temperatur.- 10.4.5 Nachweis einer Energielücke.- 10.4.6 Tunnelexperimente.- 10.4.7 Kritischer Strom und kritisches Magnetfeld.- 10.5 Makroskopische Wellenfunktion.- 10.5.1 Flußquantisierung.- 10.5.2 Paartunneln — Josephson-Effekte.- 10.5.3 Supraleitende Magnetometer — SQUID.- 10.6 Supraleitung in speziellen Materialien.- 10.6.1 Magnetische Supraleiter.- 10.6.2 Schwer-Fermion-Supraleiter.- 10.6.3 Organische Supraleiter.- 10.6.4 Hochtemperatursupraleiter.- 11. Erzeugung tiefer Temperaturen.- 11.1 Verflüssigung von Gasen.- 11.1.1 Kühlung mit Expansionsmaschinen.- 11.1.2 Joule-Thomson-Entspannung.- 11.2 Einfache Heliumkryostate.- 11.2.1 Badkryostat.- 11.2.2 Verdampferkryostate.- 11.3 Verdünnungskryostat.- 11.3.1 Kühlmechanismus.- 11.3.2 Prinzipieller Aufbau eines Verdünnungskryostaten .....- 11.3.3 Problem des Wärmewiderstands.- 11.3.4 Kühlleistung.- 11.4 Pomeranchuk-Kühlung.- 11.4.1 Kühlung durch Verfestigung von 3He.- 11.4.2 Technische Realisierung.- 11.4.3 Kühlleistung.- 11.5 Adiabatische Entmagnetisierung.- 11.5.1 Kühlmechanismus.- 11.5.2 Kühlkapazität und Endtemperatur.- 11.5.3 Elektronenspin — Paramagnetische Salze.- 11.6 Kühlung durch Kernentmagnetisierung.- 11.6.1 Elektron-Kern-Kopplung.- 11.6.2 Einfluß von Wärmeeinträgen.- 11.6.3 Wärmelecks.- 11.6.4 Technische Realisierung.- 12. Thermometrie.- 12.1 Primärthermometer.- 12.1.1 Gasthermometer.- 12.1.2 Dampfdruckthermometer.- 12.1.3 3He-Schmelzkurventhermometer.- 12.1.4 Rauschthermometer.- 12.1.5 Supraleiter-Fixpunkt-Thermometer.- 12.1.6 Kernorientierungsthermometer.- 12.1.7 Mössbauer-Effekt-Thermometer.- 12.1.8 Osmotischer Druck von 3He in 4He.- 12.2 Sekundärthermometer.- 12.2.1 Widerstandsthermometer.- 12.2.2 Thermoelemente.- 12.2.3 Kapazitätsthermometer.- 12.2.4 Magnetisierungsthermometer.- 12.2.5 Kernspinresonanzthermometer.