Physics III Quantum Physics

Einführung in die moderne Physik. Grundlagen der Quantenphysik werden vermittelt zur Beschreibung von Atomen und Molekülen.
 

Scheinvoraussetzungen

Es wird eine Klausur (2 Stunden) geschrieben. Die erzielten Punkte aus den Übungen werden auf die Klausuren angerechnet. 100% der Punkte aus den Übungen entsprechen 10% der Punkte in der Klausur.
 

Der Kurs wird in Moodle begleitet

 

Inhalt

  1. Entwicklung Atomvorstellung
    Atomismus von Materie,
    Atom-Masse, -Größe
    Elektron, Masse und Größe
    Einfache Atommodelle

  2. Entwicklung Quantenphysik
    Teilchencharakter von Photonen
    Hohlraumstrahlung
    Photoeffekt
    Comptoneffekt
    Wellencharakter von Teilchen
    Materiewellen
    Wellenfunktion
    Unbestimmtheitsrelation
    Atommodelle Linienstrahlung
    Bohr'sches Atomodell
    Quanteninterferenz

  3. Einführung Quantenmechanik
    Schrödingergleichung
    Anwendungen Schrödingergleichung
    freie Teilchen, Kastenpotential, Harmonischer Oszillator
    Kugelsymmetrische Potentiale
    Erwartungswerte und Operatoren

  4. Wasserstoffatom
    Schrödingergleichung für das Wasserstoffatom
    Lösung des Radialteils
    Quantenzahlen
    H Atom im Magnetfeld
    normaler Zeeman-Effekt
    Elektronenspin
    Feinstruktur anomaler Zeemaneffekt
    Komplette Beschreibung H Atom
    Hyperfeinstruktur Relativistische Korrekturen

  5. Mehrelektronen-Atome
    Pauli-Prinzip
    Helium-Atom
    Periodensystem
    Drehimpulskopplung

  6. Kopplung em-Strahlung Atome
    Einstein-Koeffizienten,
    Matrixelemente
    Auswahlregeln
    Lebensdauern
    Röntgenstrahlung
    Laser

  7. Moleküle
    H2 Molekül
    Chemische Bindung
    Rotation und Schwingung
    elektronische Übergänge
    Hybridisierung

 

Literatur

  • Demtröder: Experimentalphysik III
  • Haken, Wolf: Atom- und Quantenphysik
  • Alonso, Finn: Physik III (Quantenphysik und stat. Physik)