Berlin 2008 – wissenschaftliches Programm
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DD: Fachverband Didaktik der Physik
DD 7: Postersitzung
DD 7.2: Poster
Montag, 25. Februar 2008, 15:45–17:45, Poster E
Demonstrationsexperimente mit Paulfallen — •Stephan Schulz2, Robert Wöstenfeld1, Robert Kastl1, Ferdinand Schmidt-Kaler2 und Volkhard Nordmeier1 — 1Freie Universität Berlin, Didaktik der Physik, Arnimallee 14, 14195 Berlin — 2Universität Ulm, Institut für Quanteninformationsverarbeitung, Albert-Einstein-Allee 11, 89069 Ulm
Paulfallen speichern elektrisch geladene Teilchen in einem oszillierenden elektrischen Quadrupolfeld. Für die Entwicklung und Realisierung der nach ihm benannten elektrischen Quadrupolfallen erhielt Wolfgang Paul 1989 den Nobelpreis.
Aufgrund der charakteristischen Eigenschaften von Paulfallen eignen sich diese inbesondere für die Demonstration zur Speicherung und Manipulation elektrisch geladener Teilchen in Ausbildung und Unterricht. Einzelne Ionen oder auch Ionenkristalle können in diesen Fallen gespeichert und räumlich manipuliert werden. Neben konventioniellen Ringfallen, die bereits mit einfachen Mitteln der Schulphysik realisiert werden können, werden für die Manipulation von Ionenkristallen lineare segmentierte Ionenfallen verwendet, die das Aufspalten, Verschieben und Zusammenfügen von linearen Ionenketten mit elektrischen Feldern erlauben.
Es werden Techniken zur Charakterisierung der verschiedenen Ionenfallen vorgestellt, die z.B. eine genaue Messung der spezifischen Ladung von makroskopischen Teilchen erlauben. Erweiterungen für Messungen und die Anwendung als Demonstrationsversuch werden präsentiert und diskutiert.