Halbleiterphysik/ Strahlungswandlung
Veranstaltungs-Nr.: 8.1.20
Versuch 12: Granulare Medien – Maxwellscher Dämon
Art: F-PraktikumVeranstalter: G.H. Bauer/A. Kittel/J. Peinke
Zeit und Ort: W1A-0-003
Interessenten:
Voraussetzungen: Pflichtveranstaltungen der Semester 1-6 und gehörige Neugier
Inhalt:
Das dynamische Verhalten von granularer Materie (Schüttgüter) ist eine sehr aktuelle Fragestellung in der experimentellen und der theoretischen Physik, weil es für unzählige Prozesse und unterschiedliche Medien (Getreide, Düngemittel, Kunststoffe, Arzneimittel,...) äußerst bedeutsam ist, im Grunde aber ist es wenig verstanden. (Zitat in Physics Today "jedes Unternehmen, welches sich mit der Verarbeitung von Pulvern und Pudern beschäftigt, weist die doppelten Investitionskosten für Anlagenbau auf, gegenüber solche, die Flüssigkeiten verarbeiten").
Granulare Materialien besitzen Eigenschaften, die für "klassischen" Stoffe in ihren unterschiedlichen Aggregatzuständen (fest, flüssig, gasförmig) nicht beobachtet werden. Sie können allerdings den unter-schiedlichen Aggregatzuständen ähnliche Zustände annehmen, wenn sie entsprechend mechanisch an-geregt werden. Die Beschreibung des Verhaltens solch granularer Medien entzieht sich demzufolge denen der klassischen Thermodynamik.
Ziel des – derzeit im Aufbau befindlichen - F-Praktikumsversuches ist es, die physikalischen Ansätze zur Beschreibung granularer Materie mit exemplarischen Experimenten zur Dynamik näher zu bringen; mit dem Teilversuch Maxwellscher Dämon werden zusätzlich Effekte der Energie- und Impuls-Dissi-pation für elastische Wechselwirkungen in einem Ensemble mit begrenzter Teilchenzahl untersucht.In der Folge In der Folge sollen noch zwei weiter Experimente hinzukommen. Eine rotierende Trommel gefüllt mit Granualat mit deren Hilfe die Dissipationseffekte quantitativ erfasst werden sollen. Sowie eine schiefe Ebene mit der Segregationseffekte (Aufschwimmen großer Partikel) untersucht wird.