Head related transfer functions (HRTFs) beschreiben die physikalischen Merkmale, die das auditorische System zur Lokalisation akustischer Schallquellen verwendet. In dieser Arbeit wird zunächst eine Apparatur präsentiert und validiert (TASP-System), die zur hochauflösenden HRTF- und Lokalisationsmessung verwendet werden kann. Die physikalischen Eigenschaften der HRTFs und der Einfluß von spektraler Glättung auf die Lokalisationsparameter wird in einem weiteren Abschnitt untersucht. Um die Robustheit des auditorischen Systems bzgl. Störung der individuellen Lokalisationsparameter zu untersuchen, werden weiterhin psychoakustische Diskriminationsexperimente beschrieben in denen spektrale und temporale Eigenschaften der HRTFs variiert wurden. Diese Experimente wurden sowohl in reflexionsfreier wie auch reflexionsbehafteter Umgebung durchgeführt. Schließlich wird der Einfluß eines monaural spektralen Lokalisationsmerkmals im Spektrum der Schallquelle (der durch spektrale Verwürflung des Quellspektrums eingefügt werden könnte) auf die Elevationswahrnehmung untersucht. <dt.>
Head related transfer functions describe the physical properties that can be used by the auditory system to localize acoustical sound sources. At first, a measurement setup (TASP-System) is presented and validated in this theesis, that is capable of measuring HRTFs with a high spatial resolution and that can also be used for psychacoustic localization measurements. The physical properties of HRTFs and the effect of spectral smoothing on the physical localization cues are investigated in another section. In order to investigate the perceptual robustness of the auditory system to distortions of the individual HRTFs, psychoacoustics discrimination experiments are described, in which temporal and spectral properties of the HRTFs are varied. These experiments were conducted in non-reverberant and reverberant environments. Lastly, the effect of a monaural spectral cue in the spectrum of the sound source (that could be introduced by 'spectral scrambling') on the elevation perception is investigated. <engl.>
Im Rahmen dieser Arbeit wurden die zeitlichen Fluktuationen eines resonatorintern frequenzverdoppelten Festkörperlasers experimentell und numerisch aus zwei Blickwinkeln betrachtet. Zum einen sollten die Fluktuationen mit einer einfachen elektronischen Regelung unterdrückt werden, wobei entsprechende Analysen eines Ratengleichungsmodells durchgeführt wurden. Dabei wurden die beiden orthogonalen Polarisationsrichtungen des unverdoppelten Laserlichts proportional-differentiell auf die Pumprate zurückgekoppelt. Zum anderen wurden die stochastischen und deterministischen Anteile in den Fluktuationen voneinander getrennt und einzeln untersucht. Dieses ist möglich, wenn davon ausgegangen werden kann, da sich die Dynamik des Lasers durch eine Gleichung vom Langevin-Typ beschreiben lät. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen weisen auf eine niedrigdimensional deterministische Dynamik mit stochastischen Anteilen hin. <dt.>
In the context of this thesis the temporal fluctuations of an intracavity frequency doubled solid state laser were regarded experimentally and numerically from two points of view. On the one hand the fluctuations should be suppressed with a simple electronic circuit, whereby appropriate analyses of a rate equation model were executed. The two orthogonal directions of polarization of the fundamental laser wavelength were fed back proportional-differentially to the pump rate. On the other hand the stochastic and deterministic parts in the fluctuations were separated from each other and examined individually. This is possible, if one can assume a description of the laser dynamics by an equation of Langevin type. The results of these investigations refer to a lowdimensional deterministic dynamics with stochastic parts. <engl.>
HochschulschriftNaturwissenschaftenGeschichtePhysikunterrichtSchülerVerstehenFaraday, MichaelElektrostatikKondensatorExperimentErklärungHermeneutikVerständlichkeitInterpretationSchulkindSchülerinLernenderUnterrichtWissenschaftNaturwissenschaftlerGeschichtsphilosophieVergangenheitPassives BauelementPhysikerChemikerDr. jur.Prof.HochschullehrerLondonKaiserlich Leopoldinisch-Carolinische Deutsche Akademie der NaturforscherKönigliche Akademie der WissenschaftenRoyal Institution of Great Britain22.09.1791-25.08.18671791-1867
Photovoltaische Pumpensysteme (PVP-Systeme) für die Trinkwasserversorgung und Bewässerung in ländlichen Regionen von Entwicklungsländern sind in letzter Zeit zunehmend in ihrer Aktzeptanz, Verläßlichkeit und Leistungsfähigkeit gestiegen. Sie sind heutzutage einer der bedeutendsten Anwendungsbereiche der Photovoltaik. Verschiedene PVP-Systeme werden mittlerweile auf dem Markt angeboten. Fragen bezüglich der Verbesserung des Wirkungsgrades, der Optimierung der Systemkomponenten und der Zuverlässigkeit der Systeme sind allerdings noch offen. In der vorliegenden Arbeit wird das Betriebsverhalten unterschiedlicher PVP-Systeme detailliert auf Grundlage von Computer-Simulationen untersucht. Für jedes System wurden mathematische Modelle entwickelt und in Simulationsberechnungen eingesetzt, deren Ergebnisse in Energieflussanalysen interpretiert wurden. Durch diese Analyse wurden die während des Betriebs der Systeme auftretenden Energieverluste bestimmt und quantifiziert, um damit ein genaues Verständnis des Betriebsverhaltens der Systeme zu erreichen, was wiederum zu einer Optimierung der Systeme führte. Eine neue Methode zur Evaluierung von PVP-Systemen wurden entwickelt und für die Analyse von PVP-Systemen angewendet, die zur Zeit in Brasilien eingesetzt werden. <dt.>
Photovoltaic pumping systems (PVP) for providing domestic, livestock and irrigation water supplies in remote areas have gained enormously in acceptance, reliability and performance and nowadays belong to the most significant applications of photovoltaic energy. Different PVP-system concepts are commercially available, however aspects concerning efficiency improvements, design optimization and system reliability continue to be open questions. In the present work, the operational behavior of different PVP-system concepts are investigated in great detail on the basis of computer simulation. For each system, mathematical models are developed and utilized in simulation calculations whose results are interpreted in energy flow analysis. Through such energetic analysis, the losses occurring during system operation are identified and quantified, thus promoting a precise understanding of the systems operational behavior, what leads consequently to system optimization. A method to evaluate PVP-systems in operation has been developed and applied in the analysis of PVP-plants installed in Brazil. <engl.>
In elektrischen Netzen mit hohem Windenergieanteil verursachen die hohen Schwankungen der Leistungsabgabe von Windenergieanlagen Probleme für die konventionelle Kraftwerkseinsatzplanung der Energieversorger. In der Dissertation wird ein Modell für eine 48-Stunden-Vorhersage entwickelt, das die Vorhersageergebnisse der allgemeinen Wettervorhersage räumlich verfeinert und auf die Standortgegebenheiten an der jeweiligen Windenergieanlage anpaßt. Es findet eine Anwendung des Modells statt, die Ergebnisse werden anhand von Messungen an insgesamt ca. 30 Windenergieanlagen-Standorten in Nord- und Mitteldeutschland verifiziert, diskutiert und bewertet. Eine Untersuchung der Unsicherheiten der Vorhersage zeigt die Möglichkeiten und Grenzen des Vorhersageverfahrens auf. Des weiteren werden die räumlichen Ausgleichseffekte eingehend untersucht, die entstehen, wenn Einzelvorhersagen räumlich zusammengefaßt werden. <dt.>
In electrical grids with a high penetration of wind energy the high fluctuations of the wind turbines power output cause problems for the conventional power plant scheduling of the energy suppliers. In the PhD thesis a model for a 48-hour-forecast is developed, which allows a spatial refinement of the general weather forecast and fits these results to the sites of the single wind turbines. The model is used and a verification of the results with measurements at about 30 wind turbine sites in north and middle Germany is done. The results are discussed and valued. An investigation of the uncertainties of the forecast shows possibilities and borders of the forecast model. Furtheron, spatial smoothing effects that arise by spatial summation are regarded in detail. <engl.>
In dieser Arbeit geht es um die Interpretation von Electron-Beam-Induced-Current(EBIC)-Messungen an CIS-Solarzellen. Die EBIC-Messungen werden sowohl im Proben-Querschnitt (JEBIC) als auch planar (PEBIC) durchgeführt. Bei der JEBIC-Auswertung wird das Signal mit der lateralen Dosis des e-Strahls entfaltet. Die Ortsauflösung der Methode verbessert sich hierdurch um zwei Größenordnungen. An die entfaltete Datei wird ein Modell gefittet, welches auch den Einfluß der Lumineszenz berücksichtigt. Es erlaubt die Bestimmung der Diffusionslänge und die Breite der Raumladungszone. Aus der Abhängigkeit der Diffusionslänge von der Strahlenenergie kann die Bulkdiffusionslänge und die Oberflächen-Rekombinations-Geschwindigkeit gewonnen werden. Bei den PEBIC-Messungen wird ein Modell zur Deutung der großen charakteristischen Längen erarbeitet. Im Modell wird das großräumige Fließen von Majoritäten betrachtet. Es erlaubt die Bestimmung des Schichtwiderstandes der CIS-Schicht. <dt.>
The thesis deals with the interpretation of Electron-Beam-Induced-Current (EBIC) measurements of CIS solar cells. EBIC measurements of the cross section (JEBIC) and a planar symmetry (PEBIC) are carried out. The data of JEBIC measurements is deconvoluted with the lateral dosis of the e-beam. By this the lateral resolution is improved by two orders of magnitude. After deconvolution a model is fitted to the data which accounts for luminescence and allows the determination of the diffuson length and the width of the space charge region. From the energy dependency of the diffusion length the surface recombination velocity is determined. PEBIC measurements show a characteristic length which is large compared to the thickness of the CIS-layer. It can be explained by a model for the majority charge-carriers accounting for the sheet resistance and the planar diod. With this model it is possible to determine the sheet resistance of the CIS-layer. <engl.>
Die Rasterwärmemikroskopie (RThM) ermöglicht die simultane Abbildung einer Probentopographie und -temperatur mit nm-Auflösung, wobei ein nadelförmiger Temperatursensor in geringem Abstand über die Probenoberfläche gerastert wird. Im Rahmen meiner Arbeit habe ich ein RThM auf der Basis eines Ultra-Hochvakuum-Rastertunnelmikroskops (UHV-RTM) aufgebaut und einen geeigneten und einfach herstellbaren Temperatursensor entwickelt. Ziel der Arbeit war die Untersuchung des Mechanismus des Wärmeübertrags zwischen Probe und Sensor bei sehr kleinen Abständen. Ich konnte zeigen, daß unter UHV-Bedingungen evaneszente Methoden der Wärmestrahlung den Wärmeübertrag dominieren. Der Wärmestrom nimmt exponentiell mit dem Abstand Probe-Sensor ab; die Abklinglänge liegt im Bereich von 10 nm. Aufgrund dieses Nahfeldeffektes des Wärmeübertrags liegt die räumliche Auflösung für die thermische Abbildung mit dem UHV-RThM im Bereich der Abklinglänge von 10 nm. Die thermische Auflösung liegt bei etwa 40 mK. Für die Interpretation der thermischen Abbildung wurde der Einfluß der Probentopographie auf den Wärmeübertrag untersucht. Bei der Abbildung stromdurchflossener Diodenstrukturen konnten anhand der gemessenen Temperaturverteilung die Probenbereiche mit erhöhter Dissipation an ausgezeichneten Stellen des Schottky-Kontakts der Diode identifiziert werden. <dt.>
The scanning thermal microscope (SThM) is an instrument to simultaneously probe the sample surface and its related temperature distribution. By scanning a needle-like temperature sensor in close proximity to the sample an nm-resolution is achieved. In this work I built a SThM on basis of an ultrahigh vacuum scanning tunneling microscope (UHV-SThM) and designed an appropriate temperature sensor which is also easy to manufacture. The objective of my work was to investigate the thermal heat transfer between a sensor tip and a sample at very close proximity. The dominant mechanism of heat transfer under UHV-conditions is shown to be the evanescent modes of the thermal radiation field. The heat transfer decreases exponentially with tip-sample distance on a typical length scale of 10 nm. Due to this proximity effect of heat transfer the lateral resolution of the UHV-SThM is in the order of 10 nm. The thermal resolution is about 40 mK. For an enhanced interpretation of the thermal image, the influence of the sample topography on the heat transfer has been investigated. Thermal scanning of diode structures under active operation discerns regions of elevated temperature due to an increased dissipation at localized areas of the schottky barrier of the diode. <engl.>
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