Physikalische Analytik

Warum verwendet man in der physikalischen Analytik für quantitative Untersuchungen der Zusammensetzung von Festkörpern hauptsächlich Methoden, bei denen entweder die Innerschalenelektronen oder die Massen der Atomkerne untersucht werden?

WelchenWellenlängen- (oder Energie-) Bereich haben Röntgenstrahlen? Welche Wellenlängen wird man bevorzugt zur Untersuchung heranziehen, wenn man etwas über die elektronische Struktur von Festkörpern wissen will? ERGÄNZUNG: Die elektronische Struktur von Festkörpern

Welche Wellenlängen müssen Teilchenwellen oder elektromagnetische Wellen haben, um für Kristallgitterbestimmungen sinnvoll zu sein?

Größenordnungen: Was ist der typische Abstand zwischen zwei Kernen in einem Festkörper? Was ist ein typischer Kernradius? Wie groß ist typischerweise ein Ionenradius?

Warum werden für die Analytik des oberflächennahen Bereiches einer Probe (wenige Atomlagen) hauptsächlich Methoden eingesetzt, bei denen geladene Teilchen verwendet werden, während für die Festkörperanalytik Röntgenstrahlen weitaus häufiger Anwendung finden?

Nennen Sie einige typische Anforderungen an ein Festkörperanalyseverfahren!

Warum werden viele (oberflächennahe) analytische Methoden im Vakuum durchgeführt?

Was ist die mittlere freie Weglänge (mittlere Weglänge zwischen zwei aufeinander folgenden Stößen) für ein Teilchen, welches sich (a) bei Atmosphärendruck in Luft bewegt, wenn die Streuung dieses Teilchens an Molekülen in der Luft durch einen geschätzten Wirkungsquerschnitt von etwa 1 nm2 beschrieben wird? (b), was ist die mittlere freie Weglänge bei 10^-7 mbar?

Um das wievielfache wird ein Teilchenstrahl bei den oben erwähnten Drücken (Atmosphärendruck, 10^-7 mbar; und einem Wirkungsquerschnitt von 1 nm2) abgeschwächt, wenn er 10 cm zurücklegt?

Was versteht man unter "molecular flow regime"?

Die mittlere inelastische freie Weglänge (d.h. die mittlere Weglänge zwischen zwei aufeinanderfolgenden inelastischen Stößen) eines Elektrons mittlerer Energie (1 keV) in einem Festkörper beträgt in etwa 1 nm. Um das wievielfache wird ein 1 keV-Elektronenstrahl abgeschwächt, wenn er eine (!) Atomlage einer Oberflächenverunreinigung auf einer Probe durchquert?

Welcher ungefähre Druckbereich (in mbar) wird als (a) Grob-, (b) Hoch- und (c) Ultrahochvakuum (UHV) bezeichnet?

Weshalb muss ein Ultrahochvakuumsystem auf über 100C ausgeheizt werden?

Erklären Sie das Prinzip einer Turbomolekularpumpe, einer Ionengetterpumpe, einer Sublimationspumpe bzw. einer Diffusionspumpe! ERGÄNZUNG: Weitere Vakuumpumpen

Warum ist im Allgemeinen die Pumpgeschwindigkeit von der Art des zu pumpenden Gases abhängig?

Warum ist eine Ionengetterpumpe schlecht zum Pumpen von Edelgasen geeignet?