Experimentalphysk III: Atom- und Quantenphysik
Prof. Dr. Karl-Heinz Kampert
Die Vorlesung und Übung (V4Ü1).
WUSEL-Eintrag der Vorlesung.
WUSEL-Eintrag der Übung. Bitte die Übungen belegen!
Termin Vorlesung:
Di. 8:30-10:00, F.13.11 (Beginn am 18.10.2016)
Fr. 8:30-10:00, HS 04
Termin Übung:
Do. 12:15-13:00, F.13.15 (Beginn 20.10.2016)
Kontakt: Sonja Schröder, F.11.03, 3736.
Übungsaufgaben: Ü01 , Ü02 , Ü03, Ü04, Ü05, Ü06, Ü07, Ü08, Ü09, Ü10, Ü11, Ü12, Ü13, Ü14
Inhalt:
1. Einführung (VL1)
2. Experimentelle Grundlagen der AtomphysikMasse und Größe der Atome (VL2)
- Innere Struktur der Atome
- Rutherfordstreuung (VL3)
- Das Photon
- Schwarzkörperstrahlung
- Photoeffekt (VL4, Tafelschrieb)
- Thomson- und Rayleigh-Streeung
- Compton-Streuung
- Elektronen als Welle (VL5, Tafelschrieb)
- Elektronen- und Ionenoptik
3. Elemente der Quantenmechanik (VL6)
- Wellenpakete
- Heisenbergsche Unschärferelation
- Konsequenzen aus der Unschärferelation (VL7, Tafelschrieb)
4. Die Quantenstruktur der Atome
- Borsche Postulate
- Rydberg-Atome
- Weitere ungewöhnliche Atome (VL8)
- Sommerfeld-Erweiterung
5. Elemente der Quantenmechanik
- Konzept der Wahrscheinlichkeitsdichten
- Schrödinger-Gleichung
- Operatoren & Erwartungswerte, Eigenwerte & Eigenfunktionen
- Teilchen im Kastenpotential (VL9)
- Teilchen im Potential eines harmonischen Oszllators (VL10)
- Teilchen an einer Potentialstufe (VL11, Tafelschrieb)
6. Das Wasserstoffatom
- Näherung mit einem Kastenpotential (1-dim und 3-dimensional)
- Lösung der Schrödinger-Gleichung: Winkelanteil (VL12)
- Lösung der Schrödinger-Gleichung: Radialanteil (VL13, Tafelschrieb)
- Energiezustände und Entartung von Zuständen
- QM Erwartungswerte und Vertauschbarkeit von Operatoren (VL14)
- Drehimpulse in der QM
- Vertauschungsrelationen für Drehimpulse (VL15, Tafelschrieb)
- Alkaliatome
- Magnetische Momente Stern-Gerlach Experiment (VL16)
- Spin-Bahn Kopplung und Feinstruktur-Aufspaltung
- Kernspin und Hyperfeinstruktur-Aufspaltung (VL17, Tafelschrieb)
- Lamb-Verschiebung (VL18)
7. Atome in elektrischen und magnetischen Felder
- Normaler and Anomaler Zeeman-Effekt (VL19)
- Stark-Effekt (VL20, Tafelschrieb)
- Elektronen- und Kernspin-Resonanz
8. Spin-Funktionen und Aspekte der relativistischen QM
- Spin-Operatorem und -Funktionen als Zwei-Niveau System (VL21)
- Klein-Gordon Gleichung
- Dirac-Gleichung
- Löchertheorie und Stückelberg-Feynman Deutung (VL22, Tafelschrieb)
9. Mehrelektronensysteme
- Das Helium-Atom
- Mehrelektronensysteme (VL23)
- Das Periodensystem der Elemente
- Addition von Drehimpulsen
- Hartree-Fock Verfahren
- Röntgenstrahlung (VL24, Tafelschrieb)
- Laser und Bsp. von Anwendungen (VL25)
- Bose-Einstein Kondensat
- MASER (VL26, Tafelschrieb)
10. Molekülphysik
- Das H2+ Ion
- Linear Combination of Atomic Orbitals (LCAO) (VL27)
- Das H2-Molekül
- Chemische Bindung
- Born-Oppenheimer Näherung (VL28. Tafelschrieb)
- 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
Ergebnisse der Vorlesung- und Übungsumfrage im Vergleich:
