Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Mit Wellen die Bruchfestigkeit prüfen

28.02.2007
Wissenschaftler aus Hochschule und Industrie informierten sich über neueste Entwicklungen in der Physik beim 44. Gesprächskreis Rhein-Neckar - Berührungsfreies Verfahren zum Bestimmen der Bruchfestigkeit bestimmter Materialien vorgestellt

Wenn sich Physiker aus Hochschule und Industrie zu einer wissenschaftlichen Diskussion treffen, dann wird schnell die ganze Breite der physikalischen Forschung sichtbar. So auch beim 44. Gesprächskreis Rhein-Neckar, dem halbjährlichen Treffen von Physikern der Ruprecht-Karls-Universität Heidelberg und von Unternehmen aus dem Großraum Rhein-Neckar, das diesmal bei der Mannheimer Firma Pepperl + Fuchs stattfand, einem mittelständischen Unternehmen, das Komponenten und Systeme für die Automatisierungstechnik fertigt.

Grundlagenforschung und deren direkte Anwendung verband Professor Peter Hess vom Physikalisch-Chemischen Institut der Ruperto Carola mit nichtlinearen Formen von Wellen, den Solitonen und Schockwellen. Bei den Wasserwellen wurden die so genannten Solitonen bereits 1834 durch John Scott Russel entdeckt. Es handelt sich dabei um stabile Wellenpulse, die ihre Form nicht verändern, ganz im Gegensatz zu sonstigen Wasserwellen. "Wirft man einen Stein ins Wasser, so werden die dadurch erzeugten Wellen mit zunehmender Entfernung von ihrem Entstehungsort immer schwächer", zeigte Peter Hess die Unterschiede zu den Solitonen auf. Ein anderes Phänomen bei Solitonen ist, dass ein kleinerer Wellenpuls von einem größeren überholt werden kann, ohne dass sich beide zerstören. So stellen Solitonen stabile Wellenpakete mit Teilchencharakter dar.

Während Solitonen als Wasserwellen so schon seit mehr als 170 Jahren bekannt sind, wurden sie bei den elastischen Oberflächenwellen, die wie Wasserwellen etwa eine Wellenlänge tief in feste Materialien eindringen, erst vor wenigen Jahren nachgewiesen, indem sie durch gepulste Laser erzeugt wurden. Der Vergleich zwischen den durch Gravitationskräfte bedingten Wasserwellen und den auf zwischenmolekularen Kräften beruhenden elastischen Oberflächenwellen, wie beispielsweise Erdbebenwellen, verdeutlicht wichtige Unterschiede. Mit zunehmender so genannter Nichtlinearität bilden beide Wellenarten Schockfronten aus. Diese führen bei Wasserwellen zum "Brechen" der Welle, bei den elastischen Oberflächenwellen dissoziieren die Bindungen des Festkörpers bei zu starker Dehnung. Damit ergibt sich ein neues Verfahren zur Bestimmung der Bruchfestigkeit und Bindungsstärke von anisotropen Materialien wie etwa Silizium, das beispielsweise in so genannten Silizium Wafern in Solarzellen zum Einsatz kommt. Der Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, dass die Probe nicht berührt werden muss, nicht zerstört wird und die Bruchfestigkeit in allen Ebenen und Richtungen mit Wellenlängen im Mikrometerbereich untersucht werden kann.

Direkt aus dem angewandten Bereich kam das Thema von Dr. Andreas Faulstich von SIRONA Dental Systems aus Bensheim, der das Verfahren CEREC vorstellte. Mit diesem Verfahren ist die Vermessung von Zähnen im Mund und die anschließende Konstruktion und Fertigung von vollkeramischen Restaurationen möglich.

Ultrakalte Quantengase haben es dagegen Professor Selim Jochim vom Heidelberger Max-Planck Institut für Kernphysik angetan, der aufzeigte, dass die Ergebnisse aus Experimenten mit diesen Gasen eine Supraleitung oberhalb der Raumtemperatur nahe legen. Sehr aktuell ist auch das Forschungsgebiet, das Lars Gerding von den Freudenberg Forschungsdiensten aus Weinheim vorstellte, nämlich die Brennstoffzelle und die Bedeutung der geeigneten Dichtung, um die Gasverteilung und Abdichtung der Zellen zu gewährleisten.

Stefan Zeeh

Rückfragen bitte an:
Professor Dr. Peter Hess
Institut für Physikalische Chemie
Tel. 06221 545205
peter.hess@urz.uni-heidelberg.de
Rückfragen von Journalisten auch an:
Dr. Michael Schwarz
Pressesprecher der Universität Heidelberg
Tel. 06221 542310, Fax 542317
michael.schwarz@rektorat.uni-heidelberg.de
Irene Thewalt
Tel. 06221 542311, Fax 542317
presse@rektorat.uni-heidelberg.de

Dr. Michael Schwarz | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-heidelberg.de/presse

Weitere Berichte zu: Bruchfestigkeit Oberflächenwelle Soliton Wasserwelle Welle

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Die Sonne: Motor des Erdklimas
23.08.2017 | Generalverwaltung der Max-Planck-Gesellschaft, München

nachricht Entfesselte Magnetkraft
23.08.2017 | Generalverwaltung der Max-Planck-Gesellschaft, München

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Platz 2 für Helikopter-Designstudie aus Stade - Carbontechnologie-Studenten der PFH erfolgreich

Bereits lange vor dem Studienabschluss haben vier Studenten des PFH Hansecampus Stade ihr ingenieurwissenschaftliches Können eindrucksvoll unter Beweis gestellt: Malte Blask, Hagen Hagens, Nick Neubert und Rouven Weg haben bei einem internationalen Wettbewerb der American Helicopter Society (AHS International) den zweiten Platz belegt. Ihre Aufgabe war es, eine Designstudie für ein helikopterähnliches Fluggerät zu entwickeln, das 24 Stunden an einem Punkt in der Luft fliegen kann.

Die vier Kommilitonen sind im Studiengang Verbundwerkstoffe/Composites am Hansecampus Stade der PFH Private Hochschule Göttingen eingeschrieben. Seit elf...

Im Focus: Wissenschaftler entdecken seltene Ordnung von Elektronen in einem supraleitenden Kristall

In einem Artikel der aktuellen Ausgabe des Forschungsmagazins „Nature“ berichten Wissenschaftler vom Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe in Dresden von der Entdeckung eines seltenen Materiezustandes, bei dem sich die Elektronen in einem Kristall gemeinsam in einer Richtung bewegen. Diese Entdeckung berührt eine der offenen Fragestellungen im Bereich der Festkörperphysik: Was passiert, wenn sich Elektronen gemeinsam im Kollektiv verhalten, in sogenannten „stark korrelierten Elektronensystemen“, und wie „einigen sich“ die Elektronen auf ein gemeinsames Verhalten?

In den meisten Metallen beeinflussen sich Elektronen gegenseitig nur wenig und leiten Wärme und elektrischen Strom weitgehend unabhängig voneinander durch das...

Im Focus: Wie ein Bakterium von Methanol leben kann

Bei einem Bakterium, das Methanol als Nährstoff nutzen kann, identifizierten ETH-Forscher alle dafür benötigten Gene. Die Erkenntnis hilft, diesen Rohstoff für die Biotechnologie besser nutzbar zu machen.

Viele Chemiker erforschen derzeit, wie man aus den kleinen Kohlenstoffverbindungen Methan und Methanol grössere Moleküle herstellt. Denn Methan kommt auf der...

Im Focus: Topologische Quantenzustände einfach aufspüren

Durch gezieltes Aufheizen von Quantenmaterie können exotische Materiezustände aufgespürt werden. Zu diesem überraschenden Ergebnis kommen Theoretische Physiker um Nathan Goldman (Brüssel) und Peter Zoller (Innsbruck) in einer aktuellen Arbeit im Fachmagazin Science Advances. Sie liefern damit ein universell einsetzbares Werkzeug für die Suche nach topologischen Quantenzuständen.

In der Physik existieren gewisse Größen nur als ganzzahlige Vielfache elementarer und unteilbarer Bestandteile. Wie das antike Konzept des Atoms bezeugt, ist...

Im Focus: Unterwasserroboter soll nach einem Jahr in der arktischen Tiefsee auftauchen

Am Dienstag, den 22. August wird das Forschungsschiff Polarstern im norwegischen Tromsø zu einer besonderen Expedition in die Arktis starten: Der autonome Unterwasserroboter TRAMPER soll nach einem Jahr Einsatzzeit am arktischen Tiefseeboden auftauchen. Dieses Gerät und weitere robotische Systeme, die Tiefsee- und Weltraumforscher im Rahmen der Helmholtz-Allianz ROBEX gemeinsam entwickelt haben, werden nun knapp drei Wochen lang unter Realbedingungen getestet. ROBEX hat das Ziel, neue Technologien für die Erkundung schwer erreichbarer Gebiete mit extremen Umweltbedingungen zu entwickeln.

„Auftauchen wird der TRAMPER“, sagt Dr. Frank Wenzhöfer vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) selbstbewusst. Der...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Ein Feuerwerk der chemischen Forschung

24.08.2017 | Veranstaltungen

US-Spitzenforschung aus erster Hand: Karl Deisseroth spricht beim Neurologiekongress in Leipzig

24.08.2017 | Veranstaltungen

Die Zukunft des Leichtbaus: Mehr als nur Material einsparen

23.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Eisberge: Mathematisches Modell berechnet Abbruch von Schelfeis

24.08.2017 | Geowissenschaften

Besseres Monitoring der Korallenriffe mit dem HyperDiver

24.08.2017 | Geowissenschaften

Rauch von kanadischen Waldbränden bis nach Europa transportiert

24.08.2017 | Geowissenschaften