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Rotverschiebung - Universität Bielefeld

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<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

<strong>Universität</strong> <strong>Bielefeld</strong><br />

18.5.2009<br />

Benedict Kalus <strong>Rotverschiebung</strong>


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

Inhaltsverzeichnis<br />

1 Historisches<br />

2 gravitative <strong>Rotverschiebung</strong><br />

3 weitere Motivationen für den Mößbauer-Effekt<br />

4 Biographie von Rudolf Mößbauer<br />

5 vor Mößbauer<br />

6 Mößbauer-Experiment<br />

7 Mößbauereffekt<br />

8 Experiment von Rebka, Pound und Snyder<br />

9 Mößbauer-Spektroskopie<br />

Benedict Kalus <strong>Rotverschiebung</strong>


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

Historisches<br />

1911: Einstein leitet aus der Energieerhaltung<br />

gravitative <strong>Rotverschiebung</strong> her<br />

Benedict Kalus <strong>Rotverschiebung</strong>


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

Historisches<br />

1911: Einstein leitet aus der Energieerhaltung<br />

gravitative <strong>Rotverschiebung</strong> her<br />

1915: Allgemeine Relativitätstheorie<br />

Benedict Kalus <strong>Rotverschiebung</strong>


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

Historisches<br />

1911: Einstein leitet aus der Energieerhaltung<br />

gravitative <strong>Rotverschiebung</strong> her<br />

1915: Allgemeine Relativitätstheorie<br />

1925: Walter Sydney Adams weist <strong>Rotverschiebung</strong> am<br />

Weißen Zwerg Sirius B nach<br />

Benedict Kalus <strong>Rotverschiebung</strong>


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

Historisches<br />

1911: Einstein leitet aus der Energieerhaltung<br />

gravitative <strong>Rotverschiebung</strong> her<br />

1915: Allgemeine Relativitätstheorie<br />

1925: Walter Sydney Adams weist <strong>Rotverschiebung</strong> am<br />

Weißen Zwerg Sirius B nach<br />

an Weißen Zwergen gibt es auch <strong>Rotverschiebung</strong> durch<br />

Eigenbewegung<br />

Benedict Kalus <strong>Rotverschiebung</strong>


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

Historisches<br />

1911: Einstein leitet aus der Energieerhaltung<br />

gravitative <strong>Rotverschiebung</strong> her<br />

1915: Allgemeine Relativitätstheorie<br />

1925: Walter Sydney Adams weist <strong>Rotverschiebung</strong> am<br />

Weißen Zwerg Sirius B nach<br />

an Weißen Zwergen gibt es auch <strong>Rotverschiebung</strong> durch<br />

Eigenbewegung<br />

1962: Nachweis von Rebka, Pound und Snyder unter<br />

Ausnutzung des Mößbauer-Effektes<br />

Benedict Kalus <strong>Rotverschiebung</strong>


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

gravitative <strong>Rotverschiebung</strong><br />

Zeitdilatation ν ′ <br />

v 2<br />

= ν0 1 − c2 [Einstein, Relativity: the Special and the General Theories 1916]<br />

Benedict Kalus <strong>Rotverschiebung</strong>


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

gravitative <strong>Rotverschiebung</strong><br />

Zeitdilatation ν ′ <br />

v 2<br />

= ν0 1 − c2 Näherung: ν ′ <br />

= ν0 1 − 1 v<br />

2<br />

2<br />

c2 <br />

[Einstein, Relativity: the Special and the General Theories 1916]<br />

Benedict Kalus <strong>Rotverschiebung</strong>


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

gravitative <strong>Rotverschiebung</strong><br />

Zeitdilatation ν ′ <br />

v 2<br />

= ν0 1 − c2 Näherung: ν ′ <br />

= ν0 1 − 1 v<br />

2<br />

2<br />

c2 <br />

v = ωr<br />

[Einstein, Relativity: the Special and the General Theories 1916]<br />

Benedict Kalus <strong>Rotverschiebung</strong>


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

gravitative <strong>Rotverschiebung</strong><br />

Zeitdilatation ν ′ <br />

v 2<br />

= ν0 1 − c2 Näherung: ν ′ <br />

= ν0 1 − 1 v<br />

2<br />

2<br />

c2 <br />

v = ωr<br />

ν ′ <br />

= ν0 1 − 1<br />

c2 ω2r 2<br />

<br />

2<br />

[Einstein, Relativity: the Special and the General Theories 1916]<br />

Benedict Kalus <strong>Rotverschiebung</strong>


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

gravitative <strong>Rotverschiebung</strong><br />

Zeitdilatation ν ′ <br />

v 2<br />

= ν0 1 − c2 Näherung: ν ′ <br />

= ν0 1 − 1 v<br />

2<br />

2<br />

c2 <br />

v = ωr<br />

ν ′ <br />

= ν0 1 − 1<br />

c2 ω2r 2<br />

<br />

2<br />

Potentialdifferenz △Φ = − ω2 r 2<br />

2<br />

[Einstein, Relativity: the Special and the General Theories 1916]<br />

Benedict Kalus <strong>Rotverschiebung</strong>


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

gravitative <strong>Rotverschiebung</strong><br />

Zeitdilatation ν ′ <br />

v 2<br />

= ν0 1 − c2 Näherung: ν ′ <br />

= ν0 1 − 1 v<br />

2<br />

2<br />

c2 <br />

v = ωr<br />

ν ′ <br />

= ν0 1 − 1<br />

c2 ω2r 2<br />

<br />

2<br />

Potentialdifferenz △Φ = − ω2r 2<br />

2<br />

ν ′ <br />

= ν0 1 + △Φ<br />

c2 <br />

[Einstein, Relativity: the Special and the General Theories 1916]<br />

Benedict Kalus <strong>Rotverschiebung</strong>


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

gravitative <strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus <strong>Rotverschiebung</strong>


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

Schwarzschildradius<br />

Welche Frequenz hat das Licht in weiter Entfernung?<br />

Benedict Kalus <strong>Rotverschiebung</strong>


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

Schwarzschildradius<br />

Welche Frequenz hat das Licht in weiter Entfernung?<br />

exakte Gleichung: ν ′ <br />

= ν0<br />

Benedict Kalus <strong>Rotverschiebung</strong><br />

1 − 2GM<br />

Rc 2


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

Schwarzschildradius<br />

Welche Frequenz hat das Licht in weiter Entfernung?<br />

exakte Gleichung: ν ′ <br />

= ν0<br />

2GM<br />

Rc 2 = 1 ⇒ ν ′ = 0<br />

Benedict Kalus <strong>Rotverschiebung</strong><br />

1 − 2GM<br />

Rc 2


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

Schwarzschildradius<br />

Welche Frequenz hat das Licht in weiter Entfernung?<br />

exakte Gleichung: ν ′ <br />

= ν0<br />

2GM<br />

Rc 2 = 1 ⇒ ν ′ = 0<br />

RS = 2GM<br />

c 2<br />

Benedict Kalus <strong>Rotverschiebung</strong><br />

1 − 2GM<br />

Rc 2


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

Schwarzschildradius<br />

Welche Frequenz hat das Licht in weiter Entfernung?<br />

exakte Gleichung: ν ′ <br />

= ν0<br />

1 − 2GM<br />

Rc2 2GM<br />

Rc2 = 1 ⇒ ν ′ = 0<br />

RS = 2GM<br />

c2 Erde: RS = 0.9cm, Sonne: RS = 3km<br />

Benedict Kalus <strong>Rotverschiebung</strong>


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

weitere Motivationen für den Mößbauer-Effekt<br />

Allgemeine Relativitätstheorie konnte experimentell<br />

nachgewiesen werden<br />

Benedict Kalus <strong>Rotverschiebung</strong>


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

weitere Motivationen für den Mößbauer-Effekt<br />

Allgemeine Relativitätstheorie konnte experimentell<br />

nachgewiesen werden<br />

Mößbauer-Effekt erlaubt Untersuchung von Objekten,<br />

die kleiner als die natürliche Linienbreite des γ-Quants<br />

sind<br />

Benedict Kalus <strong>Rotverschiebung</strong>


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

weitere Motivationen für den Mößbauer-Effekt<br />

Allgemeine Relativitätstheorie konnte experimentell<br />

nachgewiesen werden<br />

Mößbauer-Effekt erlaubt Untersuchung von Objekten,<br />

die kleiner als die natürliche Linienbreite des γ-Quants<br />

sind<br />

Präzisionsmessungen in der Festkörperphysik,<br />

Materialforschung und Chemie sind nur mit Hilfe des<br />

Mößbauer-Effekts möglich<br />

Benedict Kalus <strong>Rotverschiebung</strong>


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

Rudolf Mößbauer<br />

Benedict Kalus <strong>Rotverschiebung</strong>


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

Biographie von Rudolf Mößbauer<br />

geboren am 31.1.1929 in München<br />

Benedict Kalus <strong>Rotverschiebung</strong>


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

Biographie von Rudolf Mößbauer<br />

geboren am 31.1.1929 in München<br />

1955-1957 Experimente für seine Dissertation zum<br />

Thema „Kernresonanz-Fluoreszenz von Gammastrahlen<br />

im Iridium 191“am Max-Planck-Institut für medizinische<br />

Forschung<br />

Benedict Kalus <strong>Rotverschiebung</strong>


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

Biographie von Rudolf Mößbauer<br />

geboren am 31.1.1929 in München<br />

1955-1957 Experimente für seine Dissertation zum<br />

Thema „Kernresonanz-Fluoreszenz von Gammastrahlen<br />

im Iridium 191“am Max-Planck-Institut für medizinische<br />

Forschung<br />

1958 Promotion an der TU München und direkter<br />

Nachweis des Mößbauereffekts<br />

Benedict Kalus <strong>Rotverschiebung</strong>


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

Biographie von Rudolf Mößbauer<br />

geboren am 31.1.1929 in München<br />

1955-1957 Experimente für seine Dissertation zum<br />

Thema „Kernresonanz-Fluoreszenz von Gammastrahlen<br />

im Iridium 191“am Max-Planck-Institut für medizinische<br />

Forschung<br />

1958 Promotion an der TU München und direkter<br />

Nachweis des Mößbauereffekts<br />

1961 Nobelpreis zusammen mit Robert Hofstadter<br />

Benedict Kalus <strong>Rotverschiebung</strong>


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

vor Mößbauer<br />

es konnten keine Energiebereiche innerhalb der<br />

untersucht werden<br />

„natürlichen Linienbreite“Γ = <br />

τ<br />

[Mößbauer, Nobel Lecture 1961]<br />

Benedict Kalus <strong>Rotverschiebung</strong>


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

vor Mößbauer<br />

es konnten keine Energiebereiche innerhalb der<br />

untersucht werden<br />

„natürlichen Linienbreite“Γ = <br />

τ<br />

der Impuls eines γ-Quants lässt den Kern einen<br />

deutlichen Rückstoß erfahren<br />

[Mößbauer, Nobel Lecture 1961]<br />

Benedict Kalus <strong>Rotverschiebung</strong>


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

vor Mößbauer<br />

es konnten keine Energiebereiche innerhalb der<br />

untersucht werden<br />

„natürlichen Linienbreite“Γ = <br />

τ<br />

der Impuls eines γ-Quants lässt den Kern einen<br />

deutlichen Rückstoß erfahren<br />

für den Rückstoß des Kerns wird Energie benötigt, die<br />

dem γ-Quant fehlt<br />

[Mößbauer, Nobel Lecture 1961]<br />

Benedict Kalus <strong>Rotverschiebung</strong>


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

vor Mößbauer<br />

es konnten keine Energiebereiche innerhalb der<br />

untersucht werden<br />

„natürlichen Linienbreite“Γ = <br />

τ<br />

der Impuls eines γ-Quants lässt den Kern einen<br />

deutlichen Rückstoß erfahren<br />

für den Rückstoß des Kerns wird Energie benötigt, die<br />

dem γ-Quant fehlt<br />

ein Kern kann nur dann ein γ-Quant absorbieren, wenn<br />

er und der emittierende Kern vorher mit der doppelten<br />

Rückstoßgeschwindigkeit aufeinander zugeflogen sind<br />

[Mößbauer, Nobel Lecture 1961]<br />

Benedict Kalus <strong>Rotverschiebung</strong>


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

Mößbauer-Experiment<br />

[http://nobelprize.org/nobel_ prizes/physics/laureates/1961/mossbauer-lecture.html]<br />

Benedict Kalus <strong>Rotverschiebung</strong>


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

Mößbauer-Experiment<br />

γ-Quant kann im gleichen Material nicht resonant<br />

absorbiert werden, weil die doppelte Rückstoßenergie<br />

ER = p2 γ<br />

2m1 fehlt.<br />

Eγ = pγc = △E − ER<br />

Benedict Kalus <strong>Rotverschiebung</strong>


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

Mößbauer-Experiment<br />

γ-Quant kann im gleichen Material nicht resonant<br />

absorbiert werden, weil die doppelte Rückstoßenergie<br />

ER = p2 γ<br />

2m1 fehlt.<br />

Eγ = pγc = △E − ER<br />

⇒ Dopplereffekt ausnutzen mit schnell rotierenden<br />

Quellen von γ-Strahlung<br />

Benedict Kalus <strong>Rotverschiebung</strong>


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

Mößbauer-Experiment<br />

γ-Quant kann im gleichen Material nicht resonant<br />

absorbiert werden, weil die doppelte Rückstoßenergie<br />

ER = p2 γ<br />

2m1 fehlt.<br />

Eγ = pγc = △E − ER<br />

⇒ Dopplereffekt ausnutzen mit schnell rotierenden<br />

Quellen von γ-Strahlung<br />

lineare Näherung des Dopplereffekts:<br />

2ER ≈ v<br />

c Eγ = βEγ<br />

⇒ v ≈ 2ERc<br />

Benedict Kalus <strong>Rotverschiebung</strong><br />


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

Mößbauer-Experiment<br />

Welche Geschwindigkeit braucht 191 Ir mit Eγ = 129eV,<br />

ER = 94meV für Resonanz<br />

Benedict Kalus <strong>Rotverschiebung</strong>


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

Mößbauer-Experiment<br />

Welche Geschwindigkeit braucht 191 Ir mit Eγ = 129eV,<br />

ER = 94meV für Resonanz<br />

v =<br />

2c · 94meV<br />

129eV<br />

= 450m<br />

s<br />

Benedict Kalus <strong>Rotverschiebung</strong><br />

= 1620km<br />

h


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

Mößbauer-Experiment<br />

Welche Geschwindigkeit braucht 191 Ir mit Eγ = 129eV,<br />

ER = 94meV für Resonanz<br />

2c · 94meV<br />

v = = 450m<br />

129eV s<br />

Mößbauer kühlte das Iridium ab<br />

Benedict Kalus <strong>Rotverschiebung</strong><br />

= 1620km<br />

h


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

Mößbauer-Experiment<br />

Welche Geschwindigkeit braucht 191 Ir mit Eγ = 129eV,<br />

ER = 94meV für Resonanz<br />

2c · 94meV<br />

v = = 450m<br />

129eV s<br />

Mößbauer kühlte das Iridium ab<br />

= 1620km<br />

h<br />

Beobachtung: Resonanzabsorption bei wenigen cm<br />

s !!!<br />

Benedict Kalus <strong>Rotverschiebung</strong>


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

Mößbauer-Experiment<br />

Welche Geschwindigkeit braucht 191 Ir mit Eγ = 129eV,<br />

ER = 94meV für Resonanz<br />

2c · 94meV<br />

v = = 450m<br />

129eV s<br />

Mößbauer kühlte das Iridium ab<br />

= 1620km<br />

h<br />

Beobachtung: Resonanzabsorption bei wenigen cm<br />

s !!!<br />

⇒ die γ-Quanten haben so gut wie keine<br />

Rückstoßenergie verloren!<br />

Benedict Kalus <strong>Rotverschiebung</strong>


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

Wie ist das möglich?<br />

Betrachten wir noch einmal die Rückstoßenergie:<br />

ER = Eγ<br />

2m1c 2<br />

Benedict Kalus <strong>Rotverschiebung</strong>


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

Wie ist das möglich?<br />

Betrachten wir noch einmal die Rückstoßenergie:<br />

ER = Eγ<br />

2m1c 2<br />

⇒ die Masse muss viel größer sein als vorher<br />

angenommen<br />

Benedict Kalus <strong>Rotverschiebung</strong>


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

Wie ist das möglich?<br />

Betrachten wir noch einmal die Rückstoßenergie:<br />

ER = Eγ<br />

2m1c 2<br />

⇒ die Masse muss viel größer sein als vorher<br />

angenommen<br />

Antwort: das gesamte Gitter eines Festkörpers<br />

absorbiert das γ-Quant<br />

Benedict Kalus <strong>Rotverschiebung</strong>


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

Mößbauereffekt<br />

rückstoßfreie Emission oder Absorption eines<br />

Gamma-Quants durch einen Atomkern im Festkörper<br />

Benedict Kalus <strong>Rotverschiebung</strong>


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

Mößbauereffekt<br />

rückstoßfreie Emission oder Absorption eines<br />

Gamma-Quants durch einen Atomkern im Festkörper<br />

dabei darf kein Phonon angeregt werden<br />

Benedict Kalus <strong>Rotverschiebung</strong>


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

Mößbauereffekt<br />

rückstoßfreie Emission oder Absorption eines<br />

Gamma-Quants durch einen Atomkern im Festkörper<br />

dabei darf kein Phonon angeregt werden<br />

Wahrscheinlichkeit ⇔ Debye-Waller-Faktor (DWF)<br />

Benedict Kalus <strong>Rotverschiebung</strong>


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

Mößbauereffekt<br />

rückstoßfreie Emission oder Absorption eines<br />

Gamma-Quants durch einen Atomkern im Festkörper<br />

dabei darf kein Phonon angeregt werden<br />

Wahrscheinlichkeit ⇔ Debye-Waller-Faktor (DWF)<br />

hängt von der Bandstruktur der Phononen (und damit<br />

von der Temperatur) ab<br />

Benedict Kalus <strong>Rotverschiebung</strong>


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

Phonon<br />

Quasiteilchen zur quantenmechanischen Beschreibung<br />

von Gitterschwingungen<br />

[Frenkel, Wave Mechanics 1932]<br />

Benedict Kalus <strong>Rotverschiebung</strong>


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

Phonon<br />

Quasiteilchen zur quantenmechanischen Beschreibung<br />

von Gitterschwingungen<br />

delokalisiert<br />

[Frenkel, Wave Mechanics 1932]<br />

Benedict Kalus <strong>Rotverschiebung</strong>


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

Mößbauer-Experiment von Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

wollten 1960 zeigen, dass die Energie von Photonen<br />

vom Gravitationsfeld abhängig ist<br />

d.h. Uhren gehen in unterschiedlichen<br />

Gravitationsfeldern verschieden<br />

Benedict Kalus <strong>Rotverschiebung</strong>


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

Mößbauer-Experiment von Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

wollten 1960 zeigen, dass die Energie von Photonen<br />

vom Gravitationsfeld abhängig ist<br />

d.h. Uhren gehen in unterschiedlichen<br />

Gravitationsfeldern verschieden<br />

aus der ART folgt: die Frequenz eines Photons in der<br />

Höhe H ist um die winzige Frequenz △ν verschoben<br />

Benedict Kalus <strong>Rotverschiebung</strong>


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

Mößbauer-Experiment von Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

wollten 1960 zeigen, dass die Energie von Photonen<br />

vom Gravitationsfeld abhängig ist<br />

d.h. Uhren gehen in unterschiedlichen<br />

Gravitationsfeldern verschieden<br />

aus der ART folgt: die Frequenz eines Photons in der<br />

Höhe H ist um die winzige Frequenz △ν verschoben<br />

⇒ einzige Möglichkeit Mößbauer-Effekt ausnutzen!<br />

Benedict Kalus <strong>Rotverschiebung</strong>


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

Mößbauer-Experiment von Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Quelle und Absorber: 57 Fe auf einem Lautsprecher mit<br />

10Hz<br />

Benedict Kalus <strong>Rotverschiebung</strong>


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

Mößbauer-Experiment von Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Quelle und Absorber: 57 Fe auf einem Lautsprecher mit<br />

10Hz<br />

Höhe des Jefferson-Towers (Harvard): H = 22.6m<br />

Benedict Kalus <strong>Rotverschiebung</strong>


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

Mößbauer-Experiment von Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Quelle und Absorber: 57 Fe auf einem Lautsprecher mit<br />

10Hz<br />

Höhe des Jefferson-Towers (Harvard): H = 22.6m<br />

Gravitationspotential: ΦG(H) = − MG<br />

R+H<br />

Benedict Kalus <strong>Rotverschiebung</strong>


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

Mößbauer-Experiment von Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Quelle und Absorber: 57 Fe auf einem Lautsprecher mit<br />

10Hz<br />

Höhe des Jefferson-Towers (Harvard): H = 22.6m<br />

Gravitationspotential: ΦG(H) = − MG<br />

R+H<br />

Frequenz ν ′ laut ART: ν ′ <br />

(R + H) ≈ ν0(R)<br />

Benedict Kalus <strong>Rotverschiebung</strong><br />

1 + △ΦG<br />

c 2


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

Mößbauer-Experiment von Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Quelle und Absorber: 57 Fe auf einem Lautsprecher mit<br />

10Hz<br />

Höhe des Jefferson-Towers (Harvard): H = 22.6m<br />

Gravitationspotential: ΦG(H) = − MG<br />

R+H<br />

Frequenz ν ′ laut ART: ν ′ <br />

(R + H) ≈ ν0(R) 1 + △ΦG<br />

c2 <br />

für H


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

Mößbauer-Experiment von Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Quelle und Absorber: 57 Fe auf einem Lautsprecher mit<br />

10Hz<br />

Höhe des Jefferson-Towers (Harvard): H = 22.6m<br />

Gravitationspotential: ΦG(H) = − MG<br />

R+H<br />

Frequenz ν ′ laut ART: ν ′ <br />

(R + H) ≈ ν0(R) 1 + △ΦG<br />

c2 <br />

für H


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

Mößbauer-Experiment von Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Quelle und Absorber: 57 Fe auf einem Lautsprecher mit<br />

10Hz<br />

Höhe des Jefferson-Towers (Harvard): H = 22.6m<br />

Gravitationspotential: ΦG(H) = − MG<br />

R+H<br />

Frequenz ν ′ laut ART: ν ′ <br />

(R + H) ≈ ν0(R) 1 + △ΦG<br />

c2 <br />

für H


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

Mößbauer-Experiment von Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Quelle und Absorber: 57 Fe auf einem Lautsprecher mit<br />

10Hz<br />

Höhe des Jefferson-Towers (Harvard): H = 22.6m<br />

Gravitationspotential: ΦG(H) = − MG<br />

R+H<br />

Frequenz ν ′ laut ART: ν ′ <br />

(R + H) ≈ ν0(R) 1 + △ΦG<br />

c2 <br />

für H


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

Mößbauer-Experiment von Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Quelle und Absorber: 57 Fe auf einem Lautsprecher mit<br />

10Hz<br />

Höhe des Jefferson-Towers (Harvard): H = 22.6m<br />

Gravitationspotential: ΦG(H) = − MG<br />

R+H<br />

Frequenz ν ′ laut ART: ν ′ <br />

(R + H) ≈ ν0(R) 1 + △ΦG<br />

c2 <br />

für H


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

Mößbauer-Experiment von Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Quelle und Absorber: 57 Fe auf einem Lautsprecher mit<br />

10Hz<br />

Höhe des Jefferson-Towers (Harvard): H = 22.6m<br />

Gravitationspotential: ΦG(H) = − MG<br />

R+H<br />

Frequenz ν ′ laut ART: ν ′ <br />

(R + H) ≈ ν0(R) 1 + △ΦG<br />

c2 <br />

für H


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

Versuchsaufbau von Rebka, Pound und Snyder<br />

Benedict Kalus <strong>Rotverschiebung</strong>


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

Beobachtung<br />

trotz langer Messzeit kein Effekt<br />

Benedict Kalus <strong>Rotverschiebung</strong>


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

Beobachtung<br />

trotz langer Messzeit kein Effekt<br />

Temperaturunterschiede zwischen Quelle und Absorber<br />

führen auch zur Verschiebung der Resonanzabsorption<br />

Benedict Kalus <strong>Rotverschiebung</strong>


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

Beobachtung<br />

trotz langer Messzeit kein Effekt<br />

Temperaturunterschiede zwischen Quelle und Absorber<br />

führen auch zur Verschiebung der Resonanzabsorption<br />

bei stabilisierter Temperatur konnte die Allgemeine<br />

Relativitätstheorie nachgewiesen werden<br />

Benedict Kalus <strong>Rotverschiebung</strong>


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

Mößbauer-Spektroskopie<br />

hyperfeine Modulation eines Gammastrahlers durch<br />

Bewegung<br />

[Gütlich, Chemie in unserer Zeit 1970]<br />

Benedict Kalus <strong>Rotverschiebung</strong>


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

Mößbauer-Spektroskopie<br />

hyperfeine Modulation eines Gammastrahlers durch<br />

Bewegung<br />

verschiedene Materialien nehmen ein entsprechendes<br />

Transmissionsspektrum auf<br />

[Gütlich, Chemie in unserer Zeit 1970]<br />

Benedict Kalus <strong>Rotverschiebung</strong>


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

Mößbauer-Spektroskopie<br />

hyperfeine Modulation eines Gammastrahlers durch<br />

Bewegung<br />

verschiedene Materialien nehmen ein entsprechendes<br />

Transmissionsspektrum auf<br />

man kann Aussagen zu chemische Elementen treffen,<br />

ohne die Probe zu zerstören<br />

[Gütlich, Chemie in unserer Zeit 1970]<br />

Benedict Kalus <strong>Rotverschiebung</strong>


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

Mößbauer-Spektroskopie<br />

hyperfeine Modulation eines Gammastrahlers durch<br />

Bewegung<br />

verschiedene Materialien nehmen ein entsprechendes<br />

Transmissionsspektrum auf<br />

man kann Aussagen zu chemische Elementen treffen,<br />

ohne die Probe zu zerstören<br />

wird auch auf dem Mars eingesetzt<br />

[Gütlich, Chemie in unserer Zeit 1970]<br />

Benedict Kalus <strong>Rotverschiebung</strong>


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

Mößbauer-Spektrum des Marsfelsens Clovis<br />

[http://iacgu32.chemie.uni-mainz.de/merpics/gt.jpg]<br />

Benedict Kalus <strong>Rotverschiebung</strong>


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

Ende<br />

Danke für’s Zuhören<br />

Benedict Kalus <strong>Rotverschiebung</strong>


<strong>Rotverschiebung</strong><br />

Benedict Kalus<br />

Historisches<br />

gravitative<br />

<strong>Rotverschiebung</strong><br />

weitere<br />

Motivationen für<br />

den<br />

Mößbauer-Effekt<br />

Biographie von<br />

Rudolf Mößbauer<br />

vor Mößbauer<br />

Mößbauer-<br />

Experiment<br />

Mößbauereffekt<br />

Experiment von<br />

Rebka, Pound und<br />

Snyder<br />

Mößbauer-<br />

Spektroskopie<br />

Ende<br />

Danke für’s Zuhören<br />

Fragen<br />

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