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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:

Mi. 10:15-11:45, HS 04 (Beginn am 13.10.2017) 

Fr. 8:30-10:00, HS 04


Termin Übung:

Gruppe A: Do. 12:15-13:00, D.10.08 (Beginn 19.10.2016)
Gruppe B: Do. 12:15-13:00, F.13.15 (Beginn 19.10.2016)

Abgabe der Übungszettel für die Übungsgruppen der laufenden Woche jeweils Dienstags bis 18:00 im Briefkasten vor dem Büro F11.14; Ausgabe der Übungszettel für die nachfolgende Woche zum gleichen Zeitpunkt auf dieser Webseite.

Kontakt: Dr. Christian Pauly, F.11.03, -2625.

Übungsaufgaben: Ü01, Ü02, Ü03, Ü04, Ü05, Ü06, Ü07, Ü08, Ü09, Ü10, Ü11, Ü12, Ü13, Ü14

Hier das Ergebnis der Evaluation der Übungen und der Vorlesung.
Vielen Dank für die positiven Bewertungen und Anregungen!


Inhalt:

1. Einführung (VL01)

2. Experimentelle Grundlagen der AtomphysikMasse und Größe der Atome (VL02)

  • Innere Struktur der Atome
  • Rutherfordstreuung (VL03)
  • Das Photon
  • Schwarzkörperstrahlung
  • Photoeffekt (VL04)
  • Thomson- und Rayleigh-Streeung
  • Compton-Streuung (VL05)
  • Elektronen als Welle
  • Elektronen- und Ionenoptik (VL06)

3. Elemente der Quantenmechanik

  • Wellenpakete
  • Heisenbergsche Unschärferelation (VL07)
  • Konsequenzen aus der Unschärferelation

4. Die Quantenstruktur der Atome

  • Borsche Postulate
  • Rydberg-Atome
  • Weitere ungewöhnliche Atome (VL08)
  • Sommerfeld-Erweiterung

5. Elemente der Quantenmechanik

  • Konzept der Wahrscheinlichkeitsdichten
  • Schrödinger-Gleichung
  • Operatoren & Erwartungswerte, Eigenwerte & Eigenfunktionen (VL09)
  • Teilchen im Kastenpotential (VL10)
  • Teilchen im Potential eines harmonischen Oszllators
  • Teilchen an einer Potentialstufe (VL11)

6. Das Wasserstoffatom

  • Näherung mit einem Kastenpotential (1-dim und 3-dimensional) (VL12)
  • Lösung der Schrödinger-Gleichung: Winkelanteil (VL13)
  • Lösung der Schrödinger-Gleichung: Radialanteil
  • Energiezustände und Entartung von Zuständen (VL14)
  • QM Erwartungswerte und Vertauschbarkeit von Operatoren
  • Drehimpulse in der QM (VL15)
  • Vertauschungsrelationen für Drehimpulse
  • Alkaliatome
  • Magnetische Momente Stern-Gerlach Experiment (VL16)
  • Spin-Bahn Kopplung und Feinstruktur-Aufspaltung (VL17)
  • Kernspin und Hyperfeinstruktur-Aufspaltung (VL18)
  • Lamb-Verschiebung

7. Atome in elektrischen und magnetischen Felder

  • Normaler and Anomaler Zeeman-Effekt (VL19)
  • Stark-Effekt (VL20)
  • Elektronen- und Kernspin-Resonanz
  • Linienbreite und Linienform

8. Spin-Funktionen und Aspekte der relativistischen QM (VL21)

  • Spin-Operatorem und -Funktionen als Zwei-Niveau System
  • Klein-Gordon Gleichung
  • Dirac-Gleichung
  • Löchertheorie und Stückelberg-Feynman Deutung (VL22)

9. Mehrelektronensysteme

  • Das Helium-Atom
  • Mehrelektronensysteme (VL23)
  • Das Periodensystem der Elemente
  • Addition von Drehimpulsen
  • Hartree-Fock Verfahren
  • Röntgenstrahlung (VL24)
  • Laser und Bsp. von Anwendungen (VL25)
  • Bose-Einstein Kondensat
  • MASER (VL26)

10. Molekülphysik

  • Das H2+ Ion (VL27)
  • Linear Combination of Atomic Orbitals (LCAO)
  • Das H2-Molekül
  • Chemische Bindung (VL28)
  • 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