Experimentalphysk III: Atom- und Quantenphysik (V4Ü1)
Prof. Dr. Karl-Heinz Kampert
WUSEL-Eintrag der Vorlesung.
WUSEL-Eintrag der Übung. Bitte die Übungen belegen!
Termin Vorlesung:
Montags und Freitags 8:30-10:00, HS 04 (Beginn am 07.10.2019)
Übungen:
Vorläufige Planung:
Gruppe A: Do. 12:15-13:00, F.13.15 (Beginn 17.10.2019)
Gruppe B: Do. 12:15-13:00, F.13.17 (Beginn 17.10.2019)
[Gruppe C: Mi. 16:00-16:45, F.13.15 (Beginn 16.10.2019)]
Abgabe der Übungszettel für die Übungsgruppen der laufenden Woche jeweils Dienstags bis 11:00 im Briefkasten vor dem Büro F.11.14;
Ausgabe der Übungszettel für die nachfolgende Woche zum gleichen Zeitpunkt auf dieser Webseite.
Übungsaufgaben:
Ü01 , Ü02 , Ü03, Ü04 , Ü05, Ü06, Ü07, Ü08, Ü09, U10, Ü11, Ü12, Ü13, Ü14
Inhalt:
1. Einführung (Folien)
2. Experimentelle Grundlagen der AtomphysikMasse und Größe der Atome (Folien)
- Innere Struktur der Atome (Folien)
- Rutherfordstreuung
- Das Photon (Folien)
- Schwarzkörperstrahlung
- Photoeffekt
- Thomson- und Rayleigh-Streuung (Folien)
- Compton-Streuung
- Elektronen als Welle (Folien)
- Elektronen- und Ionenoptik
3. Elemente der Quantenmechanik (I)
- Wellenpakete (Folien)
- Heisenbergsche Unschärferelation
- Konsequenzen aus der Unschärferelation
4. Die Quantenstruktur der Atome
- Bohrsche Postulate (Folien)
- Rydberg-Atome
- Weitere ungewöhnliche Atome
- Sommerfeld-Erweiterung
5. Elemente der Quantenmechanik (II)
- Konzept der Wahrscheinlichkeitsdichten (Folien)
- Schrödinger-Gleichung
- Operatoren & Erwartungswerte, Eigenwerte & Eigenfunktionen
- Teilchen im Kastenpotential (Folien)
- Teilchen im Potential eines harmonischen Oszllators
- Teilchen an einer Potentialstufe (Folien)
6. Das Wasserstoffatom
- Näherung mit einem Kastenpotential (1-dim und 3-dimensional) (Folien)
- Lösung der Schrödinger-Gleichung: Winkelanteil
- Lösung der Schrödinger-Gleichung: Radialanteil (Folien)
- Energiezustände und Entartung von Zuständen (Folien)
- QM Erwartungswerte und Vertauschbarkeit von Operatoren (Folien)
- Drehimpulse in der QM
- Vertauschungsrelationen für Drehimpulse
- Alkaliatome (Folien)
- Magnetische Momente Stern-Gerlach Experiment
- Spin-Bahn Kopplung und Feinstruktur-Aufspaltung (Folien)
- Kernspin und Hyperfeinstruktur-Aufspaltung (Folien)
- Lamb-Verschiebung
7. Atome in elektrischen und magnetischen Felder
- Normaler and Anomaler Zeeman-Effekt (Folien)
- Stark-Effekt (Folien)
- Elektronen- und Kernspin-Resonanz
- Linienbreite und Linienform
8. Spin-Funktionen und Aspekte der relativistischen QM
- Spin-Operatorem und -Funktionen als Zwei-Niveau System (Folien)
- Klein-Gordon Gleichung
- Dirac-Gleichung
- Löchertheorie und Stückelberg-Feynman Deutung (Folien)
9. Mehrelektronensysteme
- Das Helium-Atom
- Mehrelektronensysteme (Folien)
- Das Periodensystem der Elemente
- Addition von Drehimpulsen
- Hartree-Fock Verfahren
- Röntgenstrahlung (Folien)
10. Laser und Maser
- Funktionsprinzip und Laserbedingung (Folien)
- Lasertypen und Beispiele von Anwendungen (Folien)
- Bose-Einstein Kondensat
- MASER
11. Molekülphysik
- Das H2+ Ion (Folien)
- Linear Combination of Atomic Orbitals (LCAO) (Folien)
- Das H2-Molekül
- Chemische Bindung
- Born-Oppenheimer Näherung
- Rotations- und Schwingungszustände
- Franck-Condon Prinzip
- Hybridisierung
- Raman-Effekt
Literatur:
H. Haken, H.C. Wolf
Atom- und Quantenphysik
Springer
T. Mayer-Kuckuk
Atomphysik
Teubner
W. Demtröder
Experimentalphysik 3
Springer
D. Halliday et al.
Physik
Wiley-CH
Evaluationsergebnisse
Vielen Dank, die Ergebnisse der Vorlesung- und Übungsevaluation sind sehr gut ausgefallen! Die Kritiken und Anregungen berücksichtigen wir gerne zur weiteren Verbesserung dieser Lehrveranstaltung.