Neuartige kryogene Penning-Falle für den Nachweis von Spin-Übergängen eines Protons und Bestimmung seines g-Faktors

In dieser Arbeit wird der Entwurf, der Aufbau, die Inbetriebnahme und die Charakterisierung einer neuartigen Penning-Falle im Rahmen des Experiments zur Bestimmung des g-Faktors des Protons präsentiert. Diese Falle zeichnet sich dadurch aus, dass die Magnetfeldlinien eines äußeren homogenen Magnetfeldes durch eine ferromagnetische Ringelektrode im Zentrum der Falle verzerrt werden. Der inhomogene Anteil des resultierenden Magnetfeldes, die sogenannte magnetische Flasche, lässt sich durch den Koeffizient B2 = 297(10) mT/mm2 des Terms zweiter Ordnung der Ortsabhängigkeit des Feldes quantifizieren. Eine solche ungewöhnlich starke Feldinhomogenität ist Grundvoraussetzung für den Nachweis der Spinausrichtung des Protons mittels des kontinuierlichen Stern-Gerlach-Effektes. Dieser Effekt basiert auf der im inhomogenen Magnetfeld entstehenden Kopplung des Spin-Freiheitsgrades des gefangenen Protons an eine seiner Eigenfrequenzen. Ein Spin-Übergang lässt sich so über einen Frequenzsprung detektieren. Dabei ist die nachzuweisende Änderung der Frequenz proportional zu B2 und zum im Fall des Protons extrem kleinen Verhältnis zwischen seinem magnetischen Moment nund seiner Masse. Die durch die benötigte hohe Inhomogenität des Magnetfeldes bedingten technischen Herausforderungen erfordern eine fundierte Kenntnis und Kontrolle der Eigenschaften der Penning-Falle sowie der experimentellen Bedingungen. Die in der vorliegenden Arbeit entwickelte Penning-Falle ermöglichte den erstmaligen zerstörungsfreien Nachweis von Spin-Quantensprüngen eines einzelnen gefangenen Protons, was einen Durchbruch für das Experiment zur direkten Bestimmung des g-Faktors mit der angestrebten relativen Genauigkeit von 10−9 darstellte. Mithilfe eines statistischen Verfahrens ließen sich die Larmor- und die Zyklotronfrequenz des Protons im inhomogenen Magnetfeld der Falle ermitteln. Daraus wurde der g-Faktor mit einer relativen Genauigkeit von 8,9 × 10−6 bestimmt. Die hier vorgestellten Messverfahren und der experimentelle Aufbau können auf ein äquivalentes Experiment zur Bestimmung des g-Faktors des Antiprotons zum Erreichen der gleichen Messgenauigkeit übertragen werden, womit der erste Schritt auf dem Weg zu einem neuen zwingenden Test der CPT-Symmetrie im baryonischen Sektor gemacht wäre.

Chemische und physikalische Charakterisierung von Aerosolpartikeln aus besonderen anthropogenen Emissionsquellen : ein integrativer Ansatz mittels online (HR-ToF-AMS)- und komplementärer offline (ATR-FTIR-Spektroskopie)-Analytik

Die Gesundheitseffekte von Aerosolpartikeln werden stark von ihren chemischen und physikalischen Eigenschaften und somit den jeweiligen Bildungsprozessen und Quellencharakteristika beeinflusst. Während die Hauptquellen der anthropogenen Partikelemissionen gut untersucht sind, stellen die spezifischen Emissionsmuster zahlreicher kleiner Aerosolquellen, welche lokal und temporär zu einer signifikanten Verschlechterung der Luftqualität beitragen können, ein Forschungsdesiderat dar.rnIn der vorliegenden Arbeit werden in kombinierten Labor- und Feldmessungen durch ein integratives Analysekonzept mittels online (HR-ToF-AMS ) und filterbasierter offline (ATR-FTIR-Spektroskopie ) Messverfahren die weitgehend unbekannten physikalischen und chemischen Eigenschaften der Emissionen besonderer anthropogener Aerosolquellen untersucht. Neben einem Fußballstadion als komplexe Mischung verschiedener Aerosolquellen wie Frittieren und Grillen, Zigarettenrauchen und Pyrotechnik werden die Emissionen durch Feuerwerkskörper, landwirtschaftliche Intensivtierhaltung (Legehennen), Tief- und Straßenbauarbeiten sowie abwasserbürtige Aerosolpartikel in die Studie mit eingebunden. Die primären Partikelemissionen der untersuchten Quellen sind vorrangig durch kleine Partikelgrößen (dp < 1 µm) und somit eine hohe Lungengängigkeit gekennzeichnet. Dagegen zeigen die Aerosolpartikel im Stall der landwirtschaftlichen Intensivtierhaltung sowie die Emissionen durch die Tiefbauarbeiten einen hohen Masseanteil von Partikeln dp > 1 µm. Der Fokus der Untersuchung liegt auf der chemischen Charakterisierung der organischen Partikelbestandteile, welche für viele Quellen die NR-PM1-Emissionen dominieren. Dabei zeigen sich wichtige quellenspezifische Unterschiede in der Zusammensetzung der organischen Aerosolfraktion. Die beim Abbrand von pyrotechnischen Gegenständen freigesetzten sowie die abwasserbürtigen Aerosolpartikel enthalten dagegen hohe relative Gehalte anorganischer Substanzen. Auch können in einigen spezifischen Emissionen Metallverbindungen in den AMS-Massenspektren nachgewiesen werden. Über die Charakterisierung der Emissionsmuster und -dynamiken hinaus werden für einige verschiedenfarbige Rauchpatronen sowie die Emissionen im Stall der Intensivtierhaltung Emissionsfaktoren bestimmt, die zur quantitativen Bilanzierung herangezogen werden können. In einem weiteren Schritt werden anhand der empirischen Daten die analytischen Limitierungen der Aerosolmassenspektrometrie wie die Interferenz organischer Fragmentionen durch (Hydrogen-)Carbonate und mögliche Auswertestrategien zur Überwindung dieser Grenzen vorgestellt und diskutiert.rnEine umfangreiche Methodenentwicklung zur Verbesserung der analytischen Aussagekraft von organischen AMS-Massenspektren zeigt, dass für bestimmte Partikeltypen einzelne Fragmentionen in den AMS-Massenspektren signifikant mit ausgewählten funktionellen Molekülgruppen der FTIR-Absorptionsspektren korrelieren. Bedingt durch ihre fehlende Spezifität ist eine allgemeingültige Interpretation von AMS-Fragmentionen als Marker für verschiedene funktionelle Gruppen nicht zulässig und häufig nur durch die Ergebnisse der komplementären FTIR-Spektroskopie möglich. Des Weiteren wurde die Verdampfung und Ionisation ausgewählter Metallverbindungen im AMS analysiert. Die Arbeit verdeutlicht, dass eine qualitative und quantitative Auswertung dieser Substanzen nicht ohne Weiteres möglich ist. Die Gründe hierfür liegen in einer fehlenden Reproduzierbarkeit des Verdampfungs- und Ionisationsprozesses aufgrund von Matrixeffekten sowie der in Abhängigkeit vorangegangener Analysen (Verdampferhistorie) in der Ionisationskammer und auf dem Verdampfer statt-findenden chemischen Reaktionen.rnDie Erkenntnisse der Arbeit erlauben eine Priorisierung der untersuchten anthropogenen Quellen nach bestimmten Messparametern und stellen für deren Partikelemissionen den Ausgangpunkt einer Risikobewertung von atmosphärischen Folgeprozessen sowie potentiell negativen Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit dar. rn

Improvements in production and storage of HP-129 Xe

Seit seiner Entdeckung im Jahre 1978 wurden für hyperpolarisiertes (HP) 129Xe zahlreiche Anwendungen gefunden. Aufgrund seiner hohen Verstärkung von NMR-Signalen wird es dabei typischerweise für Tracer- und Oberflächenstudien verwendet. Im gasförmigen Zustand ist es ein interessantes, klinisches Kontrastmittel, welches für dynamische Lungen MRT genutzt oder auch in Blut oder lipophilen Flüssigkeiten gelöst werden kann. Weiterhin findet HP-Xe auch in der Grundlagenphysik in He-Xe Co-Magnetometern Verwendung, mit welchen z. B. das elektrische Dipolmoment von Xe bestimmt werden soll, oder es dient zur Überprüfung auf Lorentz-Invarianzen. Alle diese Anwendungen profitieren von einem hohen Polarisationsgrad (PXe), um hohe Signalstärken und lange Lagerzeiten zu erreichen. rnIn dieser Arbeit wurden zwei mobile Xe-Polarisatoren konstruiert: einer für Experimente in der Grundlagenphysik mit einer Produktionsrate von 400 mbar·l/h mit PXe ≈ 5%. Der zweite Xe-Polarisator wurde für medizinische Anwendungen entwickelt und soll 1 bar l/h mit PXe > 20% erzeugen. Der letztere wurde noch nicht getestet. Die Arbeitsbedingungen des Xe-Polarisators für Grundlagenphysik (Strömung des Gasgemischs, Temperatur, Druck und Konzentration von Xe) wurden variiert, um einen höchstmöglichen Polarisationsgrad zu erzielen. Die maximale Polarisation von 5,6 % wurde bei Verwendung eine Gasmischung von 1% Xe bei einem Durchfluss von 200 ml/min, einer Temperatur von 150°C und einem Gesamtdruck von 4 bar erreicht. rnWeiterhin muss HP-Xe auch effizient gelagert werden, um Polarisationsverluste zu minimieren. Das ist besonders für solche Anwendungen notwendig, welche an einem entfernten Standort durchgeführt werden sollen oder auch wenn lange Spinkohärenzeiten gefordert sind, z.B. bei He-Xe Co-Magnetometern. rnHierbei bestand bisher die größte Schwierigkeit darin, die Reproduzierbarkeit der gemessenen Lagerzeiten sicherzustellen. In dieser Arbeit konnte die Spin-Gitter-Relaxationszeit (T1) von HP-129Xe in unbeschichteten, Rb-freien, sphärischen Zellen aus Aluminiumsilikatglas (GE-180) signifikant verbessert werden. Die T1–Zeit wurde in einem selbstgebauten Niederfeld-NMR-System (2 mT) sowohl für reines HP-Xe als auch für HP-Xe in Mischungen mit N2, SF6 und CO2 bestimmt. Bei diesen Experimenten wurde die maximale Relaxationszeit für reines Xe (85% 129 Xe) bei (4,6 ± 0,1) h festgestellt. Dabei lagen die typischen Wand-Relaxationszeiten bei ca. 18 h für Glaszellen mit einem Durchmesser von 10 cm. Des Weiteren wurde herausgefunden, dass CO2 eine unerwartet hohe Effizienz bei der Verkürzung der Lebensdauer der Xe-Xe Moleküle zeigte und somit zu einer deutlichen Verlängerung der gesamten T1-Zeit genutzt werden kann. rnIm Verlauf vieler Experimente wurde durch wiederholte Messungen mit der gleichen Zelle, ein "Alterungsprozess“ bei der Wandrelaxation identifiziert und untersucht. Dieser Effekt könnte leicht rückgängig gemacht werden, indem die anfängliche Reinigungsprozedur wiederholt wurde. Auf diese Weise kann eine konstante Wandrelaxation sichergestellt werden, durch die sehr reproduzierbare T1-Messungen möglich werden. rnSchließlich wurde die maximale Relaxationszeit für HP-Xe mit natürlicher Häufigkeit in Mischungen mit SF6 bestimmt. Überraschenderweise war dieser Wert um ca. 75% niedriger als der Wert für Xenon, das zu 85% mit 129Xe angereichert war. Dieser Effekt wurde durch drei unabhängige Experimente bestätigt, da er nicht von der bestehenden Theorie der Xe-Relaxation ableitbar ist. rnDie Polarisation von HP-Xe, PXe, wird normalerweise durch den Vergleich der NMR-Signale des HP-Xe mit einer thermischen polarisierten Probe (z. B. 1H2O oder Xe) bestimmt. Dabei beinhaltet der Vergleich unterschiedlicher Messungen an verschiedenen Proben (unterschiedlicher Druck, Signalintensität und Messverfahren) viele experimentelle Unsicherheiten, welche sich oft nicht leicht bestimmen lassen. Eine einfache, genaue und kostengünstige Methode zur Bestimmung von PXe durch eine direkte Messung der makroskopischen Magnetisierung in einem statischen Magnetfeld vermeidet alle diese Unsicherheiten. Dieses Verfahren kann Polarisationen von > 2 % mit einer Genauigkeit von maximal 10% fast ohne Polarisationsverlust bestimmen. Zusätzlich kann diese Methode ohne weitere Änderungen auch für Bestimmungen des Polarisationsgrades anderer HP-Gase verwendet werden.rn

Hydroakustische Methoden. Möglichkeiten und Grenzen zur Langzeitüberwachung archäologischer Denkmale im Flachwasser

Hydroakustische Methoden werden oft zur Vermessung von archäologischen Fundstellen und zur Objektsuche in der Flachwasserzone von Seen und Flüssen eingesetzt. In diesem Beitrag werden die technischen Grundlagen hydroakustischer Messverfahren erläutert und eine kurze Beschreibung üblicherweise eingesetzter Mess- geräte gegeben. Anschließend zeigen wir Beispiele von Vermessungen mit unterschiedlichen Singlebeam-Echo- loten, Multibeam-Echoloten, einem Sidescan-Sonar und einem Interferometrischen Sonar. Mit den Arbeiten aus dem Bodensee, Zürichsee und dem Vierwaldstättersee werden die Möglichkeiten und Grenzen der Hydroakus- tik in der Binnengewässerarchäologie erläutert.

Die Skala zur Erfassung des Sportlehrerverhaltens SESV

Einleitung Sportliche Aktivität ist für die körperliche und geistige Entwicklung von Kindern und Jugendlichen von enormer Bedeutung (Kubesch, 2002). Im Rahmen des Schulsports übt u.a. das Sportlehrerverhalten (u.a. Feedback, soziale Unterstützung) einen Einfluss auf die Sporteinstellung und die sportliche Leistung der Heranwachsenden aus (Brand, 2006). Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, die Entwicklung eines Messverfahrens zur Erfassung verschiedener relevanter Aspekte des Sportlehrerverhaltens zu beschreiben. Das Messverfahren stellt eine Adaptation des Coaching Behavior Questionnaire dar (CBQ; Williams et al., 2003). Methode Der CBQ ist ein Fragebogen, der in seiner ursprünglichen, englischsprachigen Form von Sportlern ausgefüllt wird und sich aus 15 Items zusammensetzt, mittels derer Sportler die wahrgenommene Unterstützung durch ihren Trainer und dessen Emotionalität auf vierstufigen Likert-Skalen (von 1 – stimme überhaupt nicht zu bis 4 – stimme voll und ganz zu) beschreiben können. Der CBQ wurde für die vorliegende Fragestellung an den Schulkontext angepasst, so dass Schüler das Verhalten ihres Sportlehrers hinsichtlich dessen Unterstützung und dessen Emotionalität beschreiben, weshalb diese Adaptation im Folgenden als Skala zur Erfassung des Sportlehrerverhaltens (SESV) bezeichnet wird. Zunächst wurden die ursprünglichen 15 Items von zwei englischsprachigen Muttersprachlern unabhängig voneinander ins Deutsche übersetzt. In einem nächsten Schritt füllten N = 176 Gymnasiasten (M/Alter = 14.12, SD/Alter = 2.25; 101 weiblich) einen Fragebogen aus, der neben dem Sportlehrerverhalten die Sporteinstellung (Brand, 2006), die Wettkampfängstlichkeit (Brand, Ehrlenspiel & Graf, 2009) sowie die Sportnote der Schüler erfasste. Ergebnisse und Diskussion Die interne Konsistenz der SESV lag im zufriedenstellenden Bereich (α = .85). Die Ergebnisse einer exploratorischen Faktorenanalyse unterstützen die angenommene Faktorenstruktur der Skala. Ein eher negatives Sportlehrerverhalten ging mit einer eher negativen Sporteinstellung, höherer Wettkampfängstlichkeit sowie einer schlechteren Sportnote einher. Die SESV ermöglicht eine ökonomische Erfassung des Sportlehrerverhaltens.

The Canyon System off Fimbulisen

In der vorliegenden Arbeit werden Daten einer systematischen Vermessung in der Lazarev Sea nahe des Fimbul-Ice-Shelfs (Fimbulisen) genutzt, die während der Expedition ANT XIX-2 mit dem Fächersonarsystem Hydrosweep DS-2 und dem Sedimentecholot Parasound erhoben wurden. Nach kurzer Darstellung der Hintergründe dieser durchgeführten Untersuchungen in dem Messgebiet wird allgemein auf wesentliche Aspekte der Hydroakustik hinsichtlich der Anwendung von Echolotsystemen eingegangen. Schwerpunktmäßig soll dabei der parametrischen Effekt, das Messprinzip parametrischer Sedimentecholote, behandelt werden. Nach anschließender Anführung zweier praktischer Anwendungen hydroakustischer Messverfahren anhand des Hydrosweep DS-2 und des Parasound-Systems wird eingehend deren Positionierung auf FS 'Polarstern' dargestellt, da sich bei der Aufbereitung der Messungen zeigte, dass sich das größte Problem der Daten beider Systeme in der minderwertigen Qualität der Navigationsdaten abzeichnete. Aus den bereinigten Tiefendaten der Fächersonarmessung wird ein digitales Geländemodell (DGM) mit einer Rasterweite von 100 m generiert. Dieses Modell liegt für die weitere Bearbeitung digital und in Form einer bathymetrischen Karte im Maßstab 1:250,000 vor, bei der die Topographie des Canyon-Systems nahe dem Fimbulisen durch Isolinien mit einer Aquidistanz von 50 m dargestellt wird. Die als Ergebnis der prozessierten Parasound-Daten erhaltenen Seismogramme, die gefiltert im digitalen Bildformat mit bekannter Start- und Endposition für einen definierten Tiefenbereich vorliegen, können zusammen mit dem DGM in einem dreidimensionalen Modell dargestellt werden. Dieses in digitaler Form vorliegende Modell kann durch den Nutzer interaktiv durchschritten und die darin enthaltenen Messergebnisse in ihrer Gesamtheit sowie in Detailansichten aus verschiedenen Perspektiven betrachtet werden, was das gegenseitige Verständnis und Einschätzung der Ergebnisse aus den beiden Messverfahren fördert. Diese gemeinsame Darstellungsweise eines digitalen Geländemodells in Kombination mit den Seismogramm-Bildern des Sedimentecholotes Parasound bietet sich auch hinsichtlich einer geologischen Klassifizierung der verschiedenen Echotypen und einer anschließenden Interpretation der Sedimentationsvorgänge in einem flächenhaft vermessenen Gebiet an.

Verhalten von Ladungsverstärkern bei verschiedenen Eingangsimpulsformen und -zeiten

In dieser Arbeit wird das Verhalten eines Ladungsverstärkers bei verschiedenen Eingangsimpulsformen und -zeiten untersucht. Als erstes wird der derzeitige Stand der Technik dargelegt und die Funktionsweise eines Ladungsverstärkers erläutert. Um die Messungen am Ladungsverstärker durchzuführen, wurde ein Messprogramm in LabView geschrieben und das verwendete Messsystem auf seine Tauglichkeit untersucht. Dazu wurde unter anderem eine Software entwickelt, die einen Ladungsverstärker simuliert. Nach einer kurzen Betrachtung möglicher Fehlereinflüsse, die bei der Digitalisierung von Messsignalen auftreten können, wurde eine Messunsicherheitsbetrachtung nach dem „Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement“ (GUM) durchgeführt. Um den gemessenen Übertragungskoeffizienten des Ladungsverstärkers mit dem herkömmlichen Kalibrierverfahren (sinusförmiges Eingangssignal) vergleichbar zu machen, wurde eine Fourier-Analyse der Messsignale angewendet. Für den Frequenzbereich unterhalb von 20 kHz ergibt sich eine gute Übereinstimmung des Übertragungsverhaltens des Ladungsverstärkers mit dem herkömmlichen Kalibierverfahren bei Anregungen mit verschiedenen impulsförmigen Eingangssignalen. Oberhalb von 20 kHz weichen die Ergebnisse der zwei Messverfahren voneinander ab, da die maximale Signalanstiegsrate des Ladungsverstärkers überschritten wird.

Entwurf eines Beobachters zur Kompensation von Latenzen des Bildverarbeitungssystems am automatisierten Kickertisch

Als Demonstrationsanlage für kooperative Steuer- und Regelverfahren wird ein Kickertisch so umgerüstet, dass Menschen nur ein Seite des Tisches bedienen, während die andere Seite durch einen kooperativen Verbund von mechatronischen Modulen gesteuert wird. Dazu wird die Ballposition durch ein optisches System erfasst und jede Spielstange durch eine eigene Steuerung kontrolliert, welche Daten von der Umgebung (z.B. Ballposition) und den anderen Stangen erhält und daraus die notwendigen Aktionen berechnet. In der aktuellen Umsetzung ist ein Bildverarbeitungssystem mit Hochgeschwindigkeitskamera im Einsatz.

Inlinefähige Charakterisierung von konzentrierten Dispersionen auf Basis einer statistischen Auswertung von Ultraschall-Partikelreflexionen

Gegenstand dieser Arbeit ist die Untersuchung der Eignung eines neuen Verfahrens zur Charakterisierung von hochkonzentrierten Dispersionen für die lückenlose Überwachung der Dispergiergüte direkt im Compoundierungsprozess. Dafür werden mit einer Ultraschallsonde in Reflexionsanordnung Schallwellen in eine Dispersion eingekoppelt und die durch die Partikel erzeugten Rückstreusignale nach einem statistischen Verfahren verarbeitet. Zunächst wird ein Überblick über die Prozessbedingungen beim Compoundieren gegeben und die Theorie hinter dem Messverfahren vorgestellt. Danach wird der physikalische Aufbau des genutzten Messsystems sowie die Verarbeitung der Messdaten durch die in LabView erstellte Messsoftware beschrieben. Anschließend werden Experimente durchgeführt um die Auswirkung von Messparametern wie z.B.die Anzahl der Einzelmessungen, die Art des Anregungssignals oder den Einfluss von Temperaturschwankungen auf die Messergebnisse zu untersuchen. Die Experimente zeigen, dass das neue Messverfahren grundsätzlich funktioniert. Allerdings weisen die Messergebnisse aufgrund der noch nicht optimal an das Messverfahren angepassten Ultraschallsonde eine hohe Empfindlichkeit gegenüber Temperaturschwankungen auf. Zum Abschluss der Arbeit werden daher einige Verbesserungsvorschläge bezüglich des Designs der Ultraschallsonde gemacht.

Economic competence and financial literacy of young adults. Status and challenges

This book will concentrate on economic competence and financial literacy of young adults in the US, Europe and South America. The subjects of the research are mainly individuals who have begun an apprenticeship or university education. Economic competence and financial literacy are of special interest for this group because they are usually in the unique position of being responsible for managing their own financial affairs autonomously, often for the first time. Furthermore, economic competence is key to social participation and active citizenship. (DIPF/Orig.)

Karl-Oswald Bauer / Andreas Bohn / Pierre Kemna / Niels Logemann: Pädagogische Qualität messen. Ein Handbuch. Münster/ New York/ München/ Berlin: Waxmann 2010 [Rezension]

Rezension von: Karl-Oswald Bauer / Andreas Bohn / Pierre Kemna / Niels Logemann: Pädagogische Qualität messen. Ein Handbuch. Münster/ New York/ München/ Berlin: Waxmann 2010 (184 S.; ISBN 978-3-8309-2415-9)

Martin Fischer / Matthias Becker / Georg Spöttl (Hrsg.). Kompetenzdiagnostik in der beruflichen Bildung, Probleme und Perspektiven. Frankfurt am Main: Peter Lang 2011 [Rezension]

Rezension von: Martin Fischer / Matthias Becker / Georg Spöttl (Hrsg.). Kompetenzdiagnostik in der beruflichen Bildung, Probleme und Perspektiven, Frankfurt am Main: Peter Lang 2011 (236 S.; ISBN 978-3-631-61660-4)

Der Zusammenhang von Männlichkeitskonstruktionen mit der Lern- und Leistungsmotivation bei Jungen. Ergebnisse einer empirischen Studie

Wenn pädagogische Institutionen u.a. über ihren Auftrag definiert werden, möglichst erfolgreiche Lern- und Bildungsprozesse ihrer Zielgruppe zu organisieren (und in diesem Sinne Leistung zu produzieren haben), so bedeuten Diagnosen einer Abhängigkeit der Leistung von der Geschlechtszugehörigkeit eine empfindliche Infragestellung der Qualität der Institution. Schule als pädagogische Institution kategorisiert Schüler_innen entlang der Lernerfolge und Leistungen, die sie erbringen. Seit durch die Ergebnisse internationaler Schulleistungsvergleiche die Kategorisierungen von Schüler_innen als leistungsstärker bzw. -schwächer wieder verstärkt mit ihrer Kategorisierung als Mädchen und Jungen in Zusammenhang gebracht werden, scheint es nahe zu liegen, geringere Schulerfolge von Jungen pauschalisierend mit ihrem Junge-Sein an sich in Verbindung zu bringen. Hier interveniert der Beitrag der AutorInnen zum Zusammenhang von Männlichkeitskonstruktionen mit der Lern- und Leistungsmotivation bei Jungen. Der Artikel stellt das Freiburger Jungeninventar vor, ein Instrument, das auf der Basis qualitativer Rekonstruktionen differenzierbarer Männlichkeiten entwickelt wurde und diese nun auch quantitativ und in Kombination mit anderen Variablen erfassbar macht. In ihrer Studie, in der das Freiburger Jungeninventar in Verbindung mit Instrumenten zur Erfassung von Lern- und Leistungsmotivation zum Einsatz kommt, zeigen die Autor_innen Zusammenhänge auf, die die Bedeutung der Vielfältigkeit von Männlichkeitskonstruktionen für schulisch institutionalisiertes Lernen unterstreicht. (DIPF/Orig.)

Mixed Signal CMOS ASIC mit integrierten frei verschaltbaren Photodioden und Signalvorverarbeitung zur adaptierbaren Ortsfrequenzfilterung

Die vorliegende Arbeit untersucht die Integrierbarkeit von Photodioden und zugehörigen Signalvorverarbeitungen mit dem preisgünstigen Standard-0,5-µm-Prozess bzw. 0,35-µm-CMOS-Prozess. Als Pilotanwendung wurde die Realisierung eines flexiblen Ortfrequenzfilters vorgesehen, der durch die Verschaltung und die Wichtung von integrierten Photodioden gebildet wird. Mit einem integrierten optoelektronischen Bauteil (Opto-ASIC) sollte die Funktionaliät eines CORREVIT®-Sensors (der Firma Corrsys 3D Sensors) aus Prismengitter, Feldlinse, Photodioden und Vorverstärker nachgebildet und seine Funktionalität erweitert werden. Dazu sollte dieser Opto-ASIC eine Photodiodenzeile enthalten, die im Unterschied zu dem bestehenden CORREVIT®-Sensor durch die programmierbare Verschaltung und die Wichtung der Signale der Photodioden unterschiedliche Ortsfrequenz-Bandpassfilter erzeugen sollte, um unterschiedliche Gitterkonstanten (Ortsfrequenzen) zur optimalen Anpassung des Sensors an die jeweilige Oberfläche realisieren zu können. Neue Ortsfrequenzfilter können mehrere Fehlereinflüsse handelsüblicher Sensoren größtenteils vermeiden. Dazu sollten die Filter symmetrisch sein und die Summen ihrer Wichtungen sollten zu Null werden. Die Photodioden als Elementarbauteile der Ortsfilter werden genau untersucht und optimiert, da die Eigenschaften der Photodioden die Qualität der Messsignale stark beeinflussen. Mit einem neuen entwickelten Messverfahren lässt sich die lokale Empfindlichekeit auf dem ASIC mit einer Auflösung ab 0,5 µm messen. Durch diese Messungen konnte die optimale Geometrie festgelegt werden. Es konnte gezeigt werden, dass die Empfindlichkeit der Photodioden in den Randbereichen (lateraler Bereich) erheblich höher ist als im Tiefenbereich (vertikaler Bereich). Es wurde deshalb vorgeschlagen, die Photodioden, die dann abhängig von der Struktur als Fingerdiode oder geschlitzte Diode bezeichnet wurden, in viele Teilflächen zu unterteilen. Zur Realisierung des Ortsfrequenzfilters wurde ein Schaltungssystem zur Signalverarbeitung und Verschaltung der Photodioden entwickelt. Dieser Schaltkreis setzt sich aus Transimpedanzverstärker, Diffenzverstärker, Schalter und einem Schieberegister zusammen.