Installation von Oracle Application Express

Oracle Application Express (APEX) ist ein Rapid Development Tool für Oracle Datenbanken und ermöglicht die Erstellung von webbasierten Anwendungen. Bei Oracle 11g wird zwar schon APEX mit installiert, jedoch in der älteren 3.1-Version. Im folgenden wird beschrieben, wie die neue Version von APEX installiert werden kann und der Embedded PL/SQL Gateway für den Zugriff eingerichtet wird.

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Unterlagen zu den Linux-Kursen am Institut für Lehrerfortbildung Mülheim (IfL)

In den Jahren 2001 und 2002 war ich als Dozent für Linux-Kurse am Institut für Lehrerforbildung Mülheim (IfL) eingeladen. Dabei wurde zunächst in beiden Halbjahren des Jahres 2001 ein Linux Grundlagen-Kurs abgehalten, wobei die Teilnehmer an die Installation eines Linux-Systems und die erste Bedienung eines Linux-Systems herangeführt wurden. Im Aufbaukurs in den beiden Halbjahren des Jahres 2002 ging es dann um die Administration von verschiedenen Server-Komponenten eines Linux-Systems. Die zum Linux Grundlagenkurs bereitgestellten Unterlagen können nachfolgend heruntergeladen werden.

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Linux: Konzepte und Bedienung

Dieses Skript ist entstanden als Unterlage für einen Linux-Kurs in der Realschule Ascheberg. Dabei werden die Themen Systemstart sowie das Arbeiten auf der Kommandozeile behandelt. Dazu gehört auch eine Einführung in Shell-Programmierung mit den verfügbaren Programmierelementen wie Schleifen, Verzweigungen und Funktionen. Beigefügt ist auch eine Kommandoreferenz zu den „wichtigsten“ Linux-Befehlen.

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bash: Formulierung von Bedingungen

Für die Formulierung von Bedingungen, wie sie für die Kontrollstrukturen benötigt werden, wird bei der bash ein integriertes (buildin) Kommando verwendet, das test-Kommando. Mit diesem können unterschiedliche Bedingungen definiert werden, wobei sowohl zeichenbasierte und nummerische Bedingungen als auch Bedingungen auf Dateien und Verzeichnisse möglich sind. Weiterhin können mehrere Bedingungen miteinander verknüpft werden.

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bash: Parametersubstitution

Unter dem Begriff der Parametersubstitution stellt die bash einige Kommandos zur Verfügung, die die Bearbeitung von Zeichenketten in Variablen ermöglichen. Die Syntax hierfür lautet in der Regel ${var__muster}, wobei __ für ein bis zwei Sonderzeichen steht, die die Bearbeitung näher spezifizieren. Zu beachten ist, dass die Variable var ohne vorangestelltes Dollarzeichen ($) angesprochen werden, außer wenn Vergleichsmuster aus einer Variablen gelesen werden sollen.

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GnuPlot

GnuPlot ist ein kommandozeilenorientiertes und interaktives wissenschaftliches Plotprogramm, welches die Möglichkeit gibt, Daten und Funktionen graphisch darzustellen. Dabei können neben x-y-Diagrammen ebenso 3D-Diagramm gezeichnet werden und in verschiedene Ausgabeformate gespeichert werden. GnuPlot ist für verschiedene Betriebssysteme und Architekturen als Quelltext verfügbar, zu beziehen unter http://www.gnuplot.info. Für Windows, DOS und OS/2 stehen auch fertig kompilierte Binaries zur Verfügung.

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Projektdokumentation der Abschlussprüfung zum Fachinformatiker FR Systemintegration

Im Sommer 2001 hab ich meine Abschlußprüfung zum Fachinformatiker FR Systemintegration ablegen. Für den praktischen Teil habe ich mir als Projekt die „Erstellung eines Lösungspaketes zur Benutzerverwaltung auf einem Linux-Server“ ausgesucht. Dabei entstand das Projekt aus meiner Tätigkeit als Systemverwalter an der Realschule Ascheberg, wo das Problem bestand, allen Schülern einen eigenen Account auf dem primären File-Server bereitzustellen.

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Grace/XmGrace

Grace/XmGrace ist ein WYSIWYG 2D Plot-Programm für numerische Daten auf X-Windows Systemen und M*tif. Es läuft auf praktisch allen unixartigen Betriebssystemen, zusätzlich ist es auf VMS, OS/2 und Win9*/NT/2000/XP portiert worden (wobei einige kleine Eigenschaften fehlen).

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Zugriff auf SRIX4k RFID-Chip mit einem OmniKey 5321 Lesegerät

Der SRIX4k ist ein kontaktloser, 13,56 MHz RFID-Chip mit einem 4kB EEPROM von ST. Nach der Produktbeschreibung sollte der OmniKey 5321 von HID diesen Chip auslesen können. Wie sich aber erst nach vielen erfolglosen Versuchen herausstellte, ist dies mit den Informationen aus dem Entwicklerhandbuch zum OmniKey nicht möglich. Der Support von HID konnte dann weiterhelfen und gab den Hinweis, wie ein Zugriff auf den SRIX4k-Chip möglich ist und wird nachfolgend beschrieben.

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Beispiel zur Fata Morgana

In der folgenden Betrachtung soll das folgende Beispiel zur Fata Morgana berechnet werden. Der Brechungsindex in Luft möge senkrecht nach oben um 0,01 % pro Meter kontinuierlich abnehmen. In welcher Höhe wird ein Lichtstrahl total reflektiert (Winkel mit der Horizontalen = 0), wenn er ursprünglich einen Winkel von 45° mit der Horizontalen bildet? Die Erdkrümmung soll dabei nicht berücksichtigt werden.

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Fabry-Pérot-Etalon

Das Fabry-Pérot-Interferometer (FPI) wurde 1897 von den französischen Physikern Charles Fabry und Alfred Pérot entwickelt. Dies besteht entweder aus einer planparallel geschliffenen Platte aus transmissionsfähigem Material, auf dessen Außenflächen ein reflektierende Schicht aufgebracht wurde, oder aus zwei einseitig verspiegelten Platten, deren reflektierende Flächen parallel zueinander angeordnet sind. Entscheiden für das FPI ist die sehr hohe Parallelität der Platten. FPIs mit festem Spiegelabstand werden auch als Fabry-Pérot-Etalon (FPE) bezeichnet.

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Normaler Zeeman-Effekt

Der Zeeman-Effekt beschreibt die Aufspaltung von Spektrallinien unter Einwirkung eines äußeren Magnetfeldes auf das emittierende Atom. Die Aufspaltung der Spektrallinien wurde erstmals von dem Physiker Pieter Zeeman 1896 bei der Untersuchung der Spektrallinien von Natrium unter dem Einfluss eines äußeren Magnetfeldes beobachtet. Die Auswirkungen des Effekts sind klein und erfordert für deren Untersuchung Spektralapparate mit sehr hoher Auflösung. Schon kurz nach der Entdeckung konnte Hendrik Antoon Lorentz den Zeeman-Effekt mit der klassischen Elektronentheorie weitgehend erklären, auch wenn erst die Quantenmechanik eine vollständige Beschreibung liefert. Im Folgenden wird die Betrachtung auf den normalen Zeeman-Effekt eingeschränkt, der nur auftritt, wenn sich der Gesamtspin aller Elektronen eines Atoms zu Null addiert. Ein von außen angelegtes Magnetfeld wirkt dann nur noch auf den Bahndrehimpuls der Elektronen.

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Origin-Problem: Unbenutzbare Dialoge

Hin und wieder passiert es in Origin, das ein Dialog (z. B. der NLFit-Dialog zur Nicht-Linearen Anpassung) in einer Form dargestellt wird, dass keine Änderung der Fit-Parameter mehr möglich ist (siehe Abbildung). Hier ist die Größe des oberen Teils des Dialogs zu klein und ist mit der Maus auch nicht mehr zu vergrößern. Eine Neuinstallation von Origin und Löschen der Einstellungen im Profilverzeichnis oder den globalen Origin-Einstellungen (unter ProgramData\OriginLab) bringt dabei keine Veränderung.

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Kursunterlagen: Erstellen von Dokumenten mit LaTeX

Im April 2011 hab ich für die Doktoranden am Leibniz-Institut für analytische Wissenschaften – ISAS – e.V. einen Workshop zum Erstellen von Dokumenten mit LaTeX durchgeführt. Dabei wurden in diesem Workshop die Installation von LaTeX, das erste LaTeX-Dokument, Möglichkeiten der Textstrukturierung, Einfügen von Abbildungen, Tabellen und Formeln behandelt. Weiterhin wurden die Möglichkeiten behandelt, wie verschiedene Verzeichnisse wie Inhaltsverzeichnis, Tabellenverzeichnis und Literaturverzeichnisse erstellt werden können sowie die Möglichkeit, sich eigene Kommandos zu definieren, um wiederkehrende Aufgaben zu vereinfachen. Die für diesen Workshop erstellten Unterlagen können nachfolgend heruntergeladen werden.

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Berechnung der Bindungsenergie von Neon mittels Lennard-Jones-Potential

Das Lennard-Jones-Potential ist eine Näherung für die Wechselwirkung zwischen ungeladenen, nicht chemisch aneinander gebundenen Atomen und wird in der physikalischen Chemie sowie der Atom- und Molekülphysik verwendet. In dieser kurzen Betrachtung soll die Bindungsenergie von Neon in der bcc-Struktur in Abhängigkeit von ε und je Atom mit Hilfe des Lennard-Jones-Potentials berechnet werden.

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Radienverhältnis der CsCl- und NaCl-Kristallstruktur

Das CsCl- und NaCl-Gitter sind typische Ionenkristallstrukturen. Die meisten Ionenkristalle kristallisieren im NaCl-Gittertyp mit Koordinationszahl 6, obwohl das CsCl-Gitter mit einer Koordinationszahl von 8 energetisch bevorzugt ist. Ursache hierfür ist der Radius des Kations, wobei dieses meist viel kleiner als der Radius des Anions ist. Bei einem bestimmten Radienverhältnis berühren sich die Anionen und eine weitere Verkleinerung des Kations ändert dann die Coulombenergie nicht mehr. Dies hat zur Folge, dass die NaCl-Struktur energetisch günstiger wird.

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Registrierung einer Dateiendung zum Öffnen mit dem Standardtexteditor

Daten einzulesen, zu analysieren und die Ergebnisse in eine Ausgabedatei zu schreiben ist eine Anforderung, die häufiger an eine selbstentwickelte Software gestellt wird. Als Ausgabedatei wird dabei häufiger eine normale Textdatei verwendet, die eine der Aufgabe entsprechende Struktur besitzt. Da es sich hierbei um eine spezielle Textdatei handelt ist es günstiger, diese nicht mit dem Dateisuffix “.txt” oder “.dat” zu versehen, sondern ein eigenes Dateisuffix zu verwenden. Hiermit wird sofort ersichtlich, dass es sich um eine Ausgabedatei der Software XY mit entsprechender Struktur handelt.

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Bewegungsgleichung und Dispersionsrelation der transversalen Schwingung eines ebenen quadratischen Gitters

Nachfolgend soll die Bewegungsgleichung sowie die Dispersionsrelation für die transversale Schwingung eines ebenen quadratisches Gitters aus identischen Atomen hergeleitet werden.

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Beispiel zum Stefan-Boltzmann-Strahlungsgesetz: Temperatur der Erde

Die Sonne sei ein perfekter schwarzer Strahler mit dem Radius rS = 6,95 · 108 m, der Oberflächentemperatur von TS = 5800 K und dem mittleren Abstand Sonne-Erde von dS-E = 1,496·1011 m. Berechnet werden sollen im folgenden

  • die mittlere Leistungsdichte (in W/m2) der Sonnenstrahlung im Abstand dS-E von der Sonne sowie
  • die Temperatur der Erde unter der Annahme, die Erde wäre ein perfekter schwarzer Körper und würde nur durch die Sonne geheizt.
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Eigenfunktion des Impulsoperators

In der folgenden Betrachtung soll überprüft werden, ob die Wellenfunktion der freien Elektronen und die Blochfunktion für gebundene Elektronen Eigenfunktionen des Impulsoperators $\hat{\Vec{p}} = -i\hslash\Nabla_{\Vec{r}}$ sind.

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Lichtgeschwindigkeit nach Fizeau

Die Größe der Lichtgeschwindigkeit soll nach der Methode von Fizeau (Zahnradmethode) bestimmen werden und es soll ein Zahnrad mit 240 Zähnen benutzt werden. Mit welcher Frequenz f muss das Zahnrad rotieren, damit das Licht, welches beim ersten Durchgang durch eine »Zahnlücke« triff t, auf dem Rückweg durch einen dazwischengetretenen Zahn nicht mehr beobachtet werden kann? Der Spiegel, der den Lichtstrahl reflektiert, soll in 16 km Entfernung vom Zahnrad stehen. Zähne und Lücken seien auf dem Zahnrad gleich verteilt.

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Winkel zwischen Ebenen in einem kubischen Kristall

[latexpage] Die primitive Gittervektoren eines kubischen Kristalls lassen sich mit den kartesischen Einheitsvektoren $\Vec{e}_x$, $\Vec{e}_y$ und $\Vec{e}_z$ ausdrücken als\[\Vec{a}_1 = a\Vec{e}_x\qquad,\qquad\Vec{a}_2 = a\Vec{e}_y\qquad\text{\textsf{und}}\qquad\Vec{a}_3 = a\Vec{e}_z\]wobei a die Gitterkonstante bezeichnet. Für…

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LaTeX tabellarisch – Tabellen mit LaTeX setzen

Für den Satz von Tabellen gibt es standardmäßig 3 Umgebungen, die dies ermöglichen. Weitere Umgebungen mit zusätzlichen Möglichkeiten sind über Zusatzpakete verfügbar. Die Syntax dieser Standardumgebungen sind: \begin{array}[pos]{sp_form} ... Zeilen…

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Ermittlung der Potenzsummenformel

Im dieser Betrachtung soll die Potenzsummenformel

\dpi{120} \bg_white \fn_phv \sum_{i=1}^{n} i^{k} = \frac{n^{k+1}}{n+1}+\frac{n^k}{2}+\sum_{j=2}^{k} a_{j,1} \frac{n^{k+1-j}k!}{j(k+1-j)!}

in einzelnen Schritten ermittelt und hergeleitet werden. Hierbei wird beim einfachsten Zusammenhang mit k = 0 begonnen und die Formel und Beweisführung für höhere k-Ebenen weiter ausgeführt. Zum Einsatz kommt u. a. das Koeffizientenschema.

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Aussagenlogik

Die Aussagenlogik ist sicherlich ein grundlegendes mathematisches Gerüst für weitere mathematische Überlegungen und damit wohl eine der wichtigen Voraussetzungen, um ein mathematisches Verständnis aufzubauen und mathematische Zusammenhänge kurz und prägnant zu definieren und beschreiben. In dieser Zusammenstellung werden die einzelnen logischen Verknüpfungstypen vorgestellt, Begriffe für die Aussagenlogik definiert und Regeln für die Arbeit mit der Aussagenlogik herausgearbeitet.

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Mengenlehre

Die Menge ist nach Georg Cantor, dem Begründer der Mengenlehre, eine Zusammenfassung von bestimmten, wohlunterschiedlichen Objekten unserer Anschauung oder unseres Denkens zu einem Ganzen. Für ein Objekt x und eine Menge M steht fest, ob das Objekt zu dieser gehört oder nicht, man sagt auch x ist ein Element bzw. kein Element von der Menge M.

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Quantoren

Quantoren sind Operatoren in der Prädikatenlogik und werden dazu verwendet, mathematische Aussagen noch kürzer und prägnanter zu formulieren. Für die Formulierungen »für alle. . .« und »es existiert. . .« werden zwei neue Symbole eingeführt, die Quantoren.

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Phononenzustandsdichte eines 2D-Gitters mit einatomiger Basis

In dieser kurzen Betrachtung soll die Frequenzabhängigkeit der Phononenzustandsdichte D(ω) für kleine Frequenzen ω im Falle eines isotropen zweidimensionalen Gitters mit einatomiger Basis ermittelt und mit dem eindimensionalen sowie dreidimensionalen Fall verglichen werden.

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Anregung von Wasserstoffatomen in einen Rydberg-Zustand

Wasserstoffatome lassen sich durch Strahlungsabsorption von Laserlicht in hoch angeregte Zustände (sog. Rydberg-Zustände mit n » 1) versetzen. Die erforderlichen Wellenlängen liegen jedoch im tiefen UV und Strahlung mit ausreichender Intensität lässt sich nur sehr schwierig erzeugen. Mann kann diesen Prozess jedoch in zwei Stufen ablaufen lassen:

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Linienspektrum des Helium-Ions

Im Spektrum von ionisiertem Helium (Z = 2e) findet man eine Serie von Spektrallinien, bei der jede zweite Linie nahezu exakt mit einer Balmer-Linie des atomaren Wasserstoffs zusammenfällt, während die anderen dazwischen liegen.

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Ladungsdichteverteilung in vollbesetzten Elektronenschalen

Im Modell unabhängiger Teilchen erfolgt die Beschreibung jedes Elektrons durch eine Bahn-Wellenfunktion $\psi_{n,l,m}$. Die zugehörige räumliche Ladungsdichteverteilung ist durch $\varrho(r,\vartheta,\varphi) = e\left|\psi_{n,l,m}\right|^2$ gegeben. In dieser kurzen Betrachtung soll am Beispiel der L-Schale (n = 2) gezeigt werden, dass bei voller Besetzung der Elektronenschale, d. h. eine Besetzung mit 2n2 Elektronen, die gesamte zeitlich gemittelte Ladungsdichteverteilung kugelsymmetrisch ist.

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Unschärferelation im Bohrschen Atommodell

In der folgenden Betrachtung soll gezeigt werden, dass die Unschärferelation für ein Elektron auf einer Kreisbahn im Wasserstoff-Atom in der Form $\Delta L \cdot \Delta \theta \geq \hslash$ ausgedrückt werden kann, wenn $L$ den Drehimpuls und $\theta$ den Winkel bezeichnen.

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Detection of dissolved metals using a liquid electrode dielectric barrier discharge

Analysis of dissolved metals in liquid samples using a dielectric barrier discharge with flowing liquid electrode has been studied. Inside a fused-silica capillary the discharge is ignited between the liquid surface and a tungsten electrode, driven by a pulsed high voltage. In this manner the flowing liquid acts as second electrode itself and the wall of the capillary as dielectric barrier. Due to a pulsation of the electrode gap the discharge is sustainable for one hour and more. Calibration measurements are performed for several alkali, alkaline earth metals and silver. With a flow rate of 20 µL min-1 detection limits between 0.02 mg L-1 for potassium and 6.9 mg L-1 for barium are determined. Application as metal detection system for environmental liquid samples as well as monitoring device in flow systems seems possible.

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Characterization of a DBD plasma jet for soft ionization

A source for soft ionization of organic molecules is presented in this paper. It is based on an atmospheric pressure dielectric barrier plasma jet, whereby the plasma is ignited inside a glass capillary surrounded by two ring electrodes. The length of the plasma jet depends on the applied gas and the gas flow. Pure He, Ne and Ar are used as operating gases. To characterize the mechanisms, which are responsible for soft ionization, spatially resolved optical emission spectrometry (OES) measurements were implemented. A special focus was put beside the emission of the different element lines also on the intensity variation of the N2 and N2+ lines, which are involved in the ionization process.

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Elektrolyte

Als Elektrolyt wird eine in der Regel flüssige Substanz bezeichnet, welche beim Anlegen eines elektrischen Feldes den elektrischen Stromdurch die gerichtete Bewegung von Ionen zu leiten vermag (Ionenleiter). Ionisierte Gase und Plasmen, die ebenfalls Ionenleiter sind, werden nicht zu den Elektrolyten gezählt. Im Gegensatz dazu ist die elektrische Leitfähigkeit von Metallen durch das freie Elektronengas im Metallverbund gegeben.

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Grundlagen der Gaschromatographie

Gaschromatographie ist die Bezeichnung für eine Chromatographie zur Trennung von Stoffgemischen, die gasförmig vorliegen oder sich unzersetzt verdampfen lassen, wobei als mobile Phase ein Gas dient. Man unterscheidet dabei die Gas-Flüssigkeits-Verteilungschromatographie (GLC, von engl.: Gas Liquid Chromatography) von der Adsorptions-Gaschromatographie (GSC, von engl.: Gas Solid Chromatography). Im ersten Fall benutzt man wenig flüchtige Flüssigkeiten (Trennflüssigkeiten) wie Paraffine, Siliconöle, Apiezonfett, Wachse, polymere Ester und Ether u. a., die auf ein indifferentes Trägermaterial aus Kieselgur, Tonerde, Celite, Schamottemehl, Glas, PTFE-Pulver etc., aufgebracht sind. Dieses benetzte Trägermaterial wird in Rohre von einigen Millimetern Durchmesser und einigen Metern Länge gefüllt.
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Beispiel zum Photoeffekt bei Kalium

Licht mit eine Wellenlänge von 300 nm falle auf Kalium. Die emittierten Elektronen haben eine maximale kinetische Energie Ekin = 2,03 eV. Berechnet werden sollen im folgenden die Energie der einfallenden Photonen und die Austrittsarbeit für Kalium, die maximale kinetische Energie der emittierten Elektronen, wenn das einfallende Licht eine Wellenlänge von 430 nm besitzt sowie die Grenzwellenlänge des Photoeffekts für Kalium.

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Zeitliche Ausdehnung und Unschärferelation eines Wellenpaketes

Für die Erzeugung eines räumlich lokalisierten Wellenpaketes können unendlich viele Wellen der Form exp{-i(ωt – kx)} in einem Wellenzahl-Intervall zwischen k0 – Δk/2 und k0+Δk/2 überlagert werden. Um ein zeitlich konzentriertes Wellenpaket zu erhalten, kann diese Überlagerung auch für Wellen in einem Frequenz-Intervall zwischen ω0Δω/2 und ω0 + Δω/2 durchgeführt werden und das Wellenpaket in der Form
\[
\psi(x,t) = C(\omega_0)\int_{\omega_0 – \Delta\omega/2}^{\omega_0 + \Delta\omega/2} \exp\left\{-i(\omega t – kx)\right\}\dif{\omega}
\]
dargestellt werden.

In der folgenden Betrachtung soll das Integral unter Verwendung einer Taylor-Entwicklung für k(ω) in der Umgebung von ω0 gelöst werden. Weiterhin wird gezeigt, dass die zeitliche Ausdehung des Wellenpaketes gegeben ist durch Δt = 4π/Δω und dass daraus die Unschärefelation ΔE·Δt=2h folgt. (mehr …)

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Wasserstoffatome im Magnetfeld: Zeeman- oder Paschen-Back-Effekt?

Befinden sich Wasserstoffatome in einem Magnetfeld, so spalten die Emissionslinien aufgrund des Zeeman-Effekts oder Paschen-Back-Effekts auf. Im Folgenden soll untersucht werden, ob die Aufspaltung der $H_\alpha$-Linie ($n = 2 \leftarrow n = 3$) bei Wasserstoffatomen, die sich in einem Magnetfeld von B = 4,734 T durch den anormalen Zeeman-Effekt oder Paschen-Back-Effekt verursacht wird.
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Erzwungene gedämpfte Schwingung

Als Schwingung (Oszillation) bezeichnet man den zeitlichen Verlauf einer Zustandsänderung, wenn ein System aufgrund einer Störung aus dem Gleichgewicht gebracht wird und über eine rücktreibende Kraft wieder in Richtung des Ausgangszustandes gezwungen wird. Dabei wird eine Energieumwandlung zwischen zwei Energieformen durchgeführt. Bei einer ungedämpften harmonischen Schwingung wird angenommen, dass keine Energieverluste stattfinden und stellt einen idealisierten Fall dar. Werden Energieverluste z. B. durch Reibung berücksichtigt, bezeichnet man dieses System als gedämpfte Schwingung. Wird das schwingende System durch ein äußeres System angetrieben, d. h. eine periodische Kraft von außen auf das schwingende System ausgeübt, wird dies als erzwungene gedämpfte Schwingung bezeichnet. Im Folgenden sollen diese drei Systeme etwas näher betrachtet werden.

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