This book offers a concise introduction to the angular momentum, one of the most fundamental quantities in all of quantum mechanics. Beginning with the quantization of angular momentum, spin angular momentum, and the orbital angular momentum, the author goes on to discuss the Clebsch-Gordan coefficients for a two-component system. After developing the necessary mathematics, specifically spherical tensors and tensor operators, the author then investigates the 3-"j," 6-"j," and 9-"j" symbols. Throughout, the author provides practical applications to atomic, molecular, and nuclear physics. These include partial-wave expansions, the emission and absorption of particles, the proton and electron quadrupole moment, matrix element calculation in practice, and the properties of the symmetrical top molecule.

Das vorliegende Taschenbuch soll weder ein Lehrbuch fur den werdenden Experten auf dem Gebiet der Hoch- energiephysik noch eine Monographie fur den Spezialisten dieses Teilgebietes der Physik sein. Es ist ein Versuch, den tiefgreifenden Wandel im Verstandnis der Mikro- welt, wie er sich in der zweiten Halfte der siebziger Jahre vollzog, einem breiteren interessierten Leserkreis nahc- zubringen. Die wohl wesentlichsten Impulse waren die Entdeckung der neuen Teilchen in der Hadronenspektro- skopie, der experimentelle Nachweis des neutralen Stro- mes in der schwachen Wechselwirkung und der Nachweis der Substruktur der Hadronen beim Studium der tief- inelastischen Lepton-Hadron-Streuung. Durch diese Ent- deckungen erhielten Modelle wie etwa das Quark-Modell ein neues Gewicht. Von besonderer Bedeutung erwiesen sich die Entdeckungen jedoch fur das Verstandnis der fundamentalen Krafte der Natur wie beispielsweise die Zusammenfassung der elektromagnetischen und schwachen Wechselwirkungen durch eine Feldtheorie. Das vorliegende Taschenbuch ist in erster Linie fur Fachkollegen gedacht, die auf anderen Teilgebieten der Physik, sei es in der Industrie, der Hochschule, dem Forschungsinstitut oder der Schule, arbeiten. Aber auch Diplomanden oder Wissenschaftler angrenzender Dis- ziplinen koennen es nutzen, um sich einen UEberblick uber den erreichten Stand und die Probleme der Hochenergie- physik zu verschaffen. 6 Vorwort Mein besonderer Dank gilt dem Kollegen Prof. Dr. U. KUNDT fur die vielen Hinweise und Anregungen bei der Konzeption und Abfassung des Manuskripts. Frau J. NOTTROT: r' danke ich fur ihre grosse Hilfe bei seiner Herstellung. August 1979 KARL LANIUS Inhaltsverzeichnis 1. Einleitung . . . . . . . . . . 9 Symmetrien und Erhaltungssatze 2.

In der Quantentheorie werden Observable durch Operatoren im Hilbert-Raum dargestellt. Der dafA1/4r geeignete mathematische Rahmen sind die Cx - Algebren, welche Matrizen und komplexe Funktionen verallgemeinern. Allerdings benAtigt man in der Physik auch unbeschrAnkte Operatoren, deren Problematik eigens untersucht werden muA. Dementsprechend werden zunAchst mathematische Fragen studiert und dann die Methoden auf atomare Systeme angewandt. Obgleich man auAer dem Wasserstoffatom kaum explizit lAsbare Probleme findet, lassen sich nicht nur allgemeine qualitative Fragen, etwa bezA1/4glich des Energiespektrums und Streuverhaltens, beantworten, sondern auch quantitativ kann man auch fA1/4r kompliziertere Systeme fA1/4r meAbare GrAAen Schranken teils befriedigender Genauigkeit finden. Inhaltsverzeichnis: Einleitung: Die Struktur der Quantentheorie; GrAAenordnungen atomarer Systeme.- Die mathematische Formulierung der Quantenmechanik: Lineare RAume; Algebren; Darstellungen im Hilbertraum; Einparametrige Gruppen; UnbeschrAnkte Operatoren und quadratische Formen.- Quantendynamik: Das Weyl-System; Der Drehimpuls; Die Zeitentwicklung; Der Limes t; StArungstheorie; StationAre Streutheorie.- Atomare Systeme: Das Wasserstoffatom; Das H-Atom in AuAeren Feldern; Heliumartige Atome; Streuung am einfachen Atom; Komplexe Atome; Kernbewegung und einfache MolekA1/4le.

Dieses Buch bezweckt die Bereitstellung einer Einfiihrung in die Praxis und Theorie der NMR-Spektroskopie, die es dem studentischen Leser ermoglicht, das Protonenresonanzspektrum einer einfachen un- bekannten organischen Verbindung aufzunehmen und zu deuten. Zwar enthalten die meisten einfiihrenden Lehrbticher der organi- schen Chemie eine Darstellung der NMR-Spektroskopie, jedoch ist die Besprechung gewohnIich ziemlich knapp. Auch viele Laboratoriums- vorschriften der organischen Chemie erwahnen die NMR- Spektroskopie, aber nur einige besprechen die Deutung der Spektren; selten wird eriautert, wie die Probe zu praparieren und wie das Spek- trum aufzunehmen ist. Nachdem nunmehr NMR ein so bedeutsamer Teil der organischen Chemie geworden ist und Protonenresonanzspek- trometer weithin verfiigbar sind, glauben wir, daB viele Dozenten und Studenten der Theorie und Praxis der NMR-Spektroskopie mehr Auf- merksamkeit zu widmen wtinschen. Dieses kurze Einfiihrungsbuch ist daher so angeIegt, daB es eine umfassendere Darstellung erieichtert. In den ersten Kapiteln werden der NMR-Effekt eingefiihrt und die drei Hauptmerkmale eines NMR-Spektrums beschrieben: die Unterschiede in der chemischen Verschiebung, das Integral und die Linienaufspal- tung infolge von Spin-Spin-Wechselwirkung. Sod ann wird die Auf- spaitung 1. Ordnung gezeigt und besprochen; dann werden von der 1. Ordnung abweichende, komplizierte Aufspaltungsbiider beschrie- ben. Die magnetische Aquivalenz wird exakt definiert. Kap. 7 ist der Deutung der Protonenresonanzspektren einer Anzahl von Verbindun- gen bekannter Struktur gewidmet und eriautert, wie die Interpretation der Spektren unbekannter Verbindungen anzupacken ist. Zwei KapiteI beschreiben dann praktische Aspekte der Probenvorbereitung und der Spektrenaufnahme, und ein SchluBkapiteI erwahnt einige weitere An- wendungen und Techniken der NMR-Spektrometrie.

, Moechten die ungeheuren Moeglichkeiten, die mit der Verwertung der Kernumwand- lungen verbunden sind, zum Segen der Menschheit und nicht zu ihrer Vernich- tung fuhren! 0Tro HAHN Es bedarf wohl keiner besonderen Betonung, dass die Atom-und Kernphysik in den letzten Jahrzehnten immer mehr an Bedeutung gewonnen haben. Mit fortschreitender Vertiefung der Erkenntnisse, der Verwendung immer neuer und gewaltigerer technischer Hilfsmittel in der Forschung und der von Jahr zu Jahr groesser werdenden praktischen Bedeutung wachsen naturgemass auch das lgemeine Interesse und der Wunsch nach einer zusammenfassenden Darstellung aller damit verbundenen Grundfragen. Diesem Zweck moechte dieses Buch dienen, das zudem moeglichst ubersichtlich und leicht verstandlich sein soll. Es will vor allem den Studierenden unserer Fachschulen, den Hochschulstudenten, fur welche die Physik nicht Hauptfach ist, und allen gebildeten Laien eine Hilfe sein, denen nur elementare mathematische Kenntnisse zur Verfugung stehen. Das Eindringen in die eigentliche Theorie setzt bekanntlich umfangreiche mathematische Hilfsmittel voraus. Um so starker tritt andererseits das Be- durfnis nach anschaulicher Vorstellung a!lf, was wiederum auf Schwierigkeiten stoesst, weil die Hauptgegenstande, um die es hier geht - das Atom, die Elementarteilchen und Energie- quanten-, der unmittelbaren Anschauung nicht zuganglich sind. Wenn es der Verfasser dennoch versucht, weitgehend bildliehe Darstellungen heranzuziehen, dann muss betont werden, dass es sich nur um Modell-, also Hilfsvorstellungen handelt, die das Verstandnis erleichtern sollen, keinesfalls aber um naturgetreue, vergroesserte Wiedergaben der wirklichen Verhaltnisse. In ahnlicher Weise werden auch manche theoretische Grundlagen, z. B. die Unscharfe- beziehung, mit moeglichst anschaulichen Mitteln erlautert.

Fusion neutron sources have many important practical uses, such as irradiation testing of materials and components, facilitating the production of various isotopes such as tritium, driving subcritical cores, characterizing spent nuclear fuel, and manufacturing medical isotopes. All these applications can be potentially improved by achieving higher neutron yields and fluxes in compact fusion neutron sources (CFNSs). This publication is a compilation arising from an IAEA coordinated research project on this topic and presents the project's main results and findings with the aim of supporting stakeholders in the development of CFNSs in the transition from conceptual to engineering design.

Das Problem der mechanischen Beanspruchung von Festkorpern wird aus wissenschaftlichem Interesse, aber auch auf Grund seiner eminent praktischen Bedeutung seit langem studiert. Die fruhen theoretischen Arbeiten der Kontinuumsmechanik legten zunachst idealisierend isotropes Verhalten des Werkstuckes zu- grunde, seit langerem werden aber auch anisotrope Medien in den Kreis der Betrachtungen gezogen. In den zwanziger Jahren unseres Jahrhunderts entstand eine zweite Arbeitsrichtung, die sich mit diesen Fragen, ausgehend von kristallphysikalischen Grundlagen, beschaftigt. Die Moglichkeit der Zuchtung groBer Kristalle und die durch Rontgenstrahlbeugung gegebene Struktur- und Texturforschung standen an der Wiege der neuen Richtung, in der die Anisotropie des elastischen und plastischen Verhal- tens im Mittelpunkt steht. Diese Arbeiten werden heute welt- weit in groBem Umfang betrieben, besonders auch unter Beruck- sichtigung der Bedeutung von Gitterfehlern. Auf den internationalen Kongressen der Gesellschaft fur an- gewandte Mathematik und Mechanik haben wahrend einer Reihe von Jahren Vertreter beider Arbeitsrichtungen uber ihre Ergebnisse berichtet. Leider flaute diese Zusammenarbeit immer mehr ab und etwa seit Ende des Zweiten Weltkrieges haben sich beide Gruppen weitgehend isoliert. Die so wichtige Kenntnis der Er- gebnisse der sachlich verwandten Nachbargruppe ist leider auf beiden Seiten sehr zuruckgegangen.

The book is a guide to the practical application of statistics in data analysis typically encountered in the physical sciences. Students and researchers who work with experimental data will find this a valuable text. The topics include probability, random variables, Monte Carlo techniques, statistical tests, parameter estimation, and unfolding methods.

Optics has been part of scientific enquiry from its beginning and remains a key element of modern science. This book provides a concise treatment of physical optics starting with a brief summary of geometrical optics. Scalar diffraction theory is introduced to describe wave propagation and diffraction effects and provides the basis for Fourier methods for treating more complex diffraction problems. The rest of the book treats the physics underlying some important instruments for spectral analysis and optical metrology, reflection and transmission at dielectric surfaces and the polarization of light. This undergraduate-level text aims to aid understanding of optical applications in physical, engineering and life sciences or more advanced topics in modern optics.

The hands of humans split the atom and reshaped the world. Gradually revealing a sublime nightmare that begins with spontaneous nuclear fission in the protozoic and ends with the omnicide of the human race, The Manhattan Project traces the military, cultural, and scientific history of the development of nuclear weapons and nuclear power through searing lyric, procedural, and visual poetry. Ken Hunt's poetry considers contemporary life-life in the nuclear age-broadly and deeply. It dances through the liminal zones between routine and disaster, between life and death, between creation and destruction. From the mundane to the extraordinary, Hunt's poems expose the depth to which the nuclear has impacted every aspect of the everyday, and question humanity's ability to avoid our destruction. Challenging the complicity of the scientists who created devastating weapons, exploring the espionage of the nuclear arms race, and exposing the role of human error in nuclear disaster, The Manhattan Project is a necropastoral exploration of the literal and figurative fallout of the nuclear age. These poems wail like a meltdown siren, condemning anthropocentric thinking for its self-destructive arrogance.

No one has ever seen a quark. Yet physicists seem to know quite a lot about the properties and behavior of these ubiquitous elementary particles. Here a top researcher introduces us to a fascinating but invisible realm that is part of our everyday life. Timothy Smith tells us what we know about quarks--and how we know it.

Though the quarks that make science headlines are typically laboratory creations generated under extreme conditions, most quarks occur naturally. They reside in the protons and neutrons that make up almost all of the universe's known matter, from human DNA to distant nebulae, from books and tables to neutron stars. Smith explains what these quarks are, how they act, and why physicists believe in them sight unseen. How do quarks arrange themselves? What other combinations can nature make? How do quarks hold nuclei together? What else is happening in their hidden worlds? It turns out that these questions can be answered using a few simple principles, such as the old standby: opposites attract. With these few principles, Smith shows how quarks dance around each other and explains what physicists mean when they refer to "up" and "down" quarks and talk about a quark's color, flavor, and spin.

Smith also explains how we know what we know about these oddly aloof particles, which are eternally confined inside larger particles. He explains how quark experiments are mounted and how massive accelerators, targets, and detectors work together to collect the data that scientists use to infer what quarks are up to.

A nonmathematical tour of the quark world, this book is written for students, educators, and all who enjoy scientific exploration--whether they seek a taste of subnuclear physics or just wonder about nature on the smallest of scales.