Integrierter Kurs 4: Atom- und Quantenphysik - Vorlesung (SS 24)

Sommersemester 2024

Prof. Dr. Guido Burkard (Theorieteil)
Prof. Dr. Elke Scheer (Experimenteller Teil)
 

Inhalte:

Quantenmechanik: Grundlegende Beobachtungen (Strahlungsgesetze, Experimente zu Welle-Teilchen Dualismus); Schrödingersche Wellengleichung; Modellsysteme (eindimensionale Probleme, harmonischer Oszillator); Formaler Rahmen der Quantenmechanik; Drehimpuls und Wasserstoff-Atom; Spin; Atomspektren und Periodensystem; zeitunabhängige quantenmechanische Störungstheorie (siehe Modulhandbuch)

Lernziele:

Die Studierenden sind in der Lage, die in der Vorlesung behandelten Inhalte wiederzugeben und zu erklären. Sie können den Unterschied zwischen klassischen und quantenmechanischen Systemen und deren Verhalten erklären und beide vergleichen. Sie kennen die zentralen Begriffe der Quantenmechanik, können diese erklären sowie in konkreten Situationen anwenden. Vorhersagen zu einfachen Modellsystemen vor allem im Bereich der Atomphysik können sie selbstständig treffen.
Sie können Aufgaben zu allen genannten Bereichen und genannten Kompetenzniveaus selbstständig lösen und sich dazu geeigneter mathematischer Hilfsmittel bedienen. Bei allen Themen nutzen sie geeignete Fachsprache sowie mathematischen Methoden.

Info-Folien aus der ersten Vorlesung finden Sie hier.

Vorlesung

(7 SWS)

Prof. Dr. Guido Burkard und Prof. Dr. Elke Scheer

Erste Vorlesung: Montag 08.04.202, 10:00 Uhr

Vorlesung in ZEuS

Skripte aus früheren Vorlesungen:
IK4-Scheer-Burkard-2010
IK4-Maret-Burkard-2012

Übungen Theorieteil

(2 SWS)

Erste Übung: Freitag 12.04.2024

Übungen in ZEuS

Übungsblätter - Theorieteil

• Übungsblatt 1
• Übungsblatt 2
• Übungsblatt 3
• Übungsblatt 4
• Übungsblatt 5
• Übungsblatt 6
• Übungsblatt 7
• Übungsblatt 8
• Übungsblatt 9
• Übungsblatt 10
• Übungsblatt 11
• Übungsblatt 12
• Übungsblatt 13

Klausurtermine

Bitte melden Sie sich rechtzeitig an (mindestens eine Woche vor dem jeweiligen Termin)!

Schriftliche Klausur (Bachelor):

• Theorie Teil: Mittwoch, 31.07.2024, 11:00-14:00 Uhr, Raum R711
• Experimenteller Teil: Mittwoch, 24.07.2024, 11:00-14:00 Uhr, Raum R711

Nachklausur (Bachelor):

• Theorie Teil: Montag, 23.09.2024, 8:00-11:00 Uhr, Raum R711
• Experimenteller Teil: Montag, 16.09.2024, 8:00-11:00 Uhr, Raum R711

Für den Theorieteil der Klausur gelten folgende Regeln bezüglich Hilfsmittel:

Es sind keine Hilfsmittel erlaubt, außer: 

• Schreibmaterial 
• zwei selbst beschriebene Seiten (handschriftlich oder maschinell, beides ist möglich).  Erlaubt sind entweder ein beidseitig beschriebenes Blatt oder zwei einseitig beschriebene Blätter. 

Zulassung zur Klausur

Bewertung der Übungsaufgaben und Zulassung zu den Klausuren

• mindestens 1/2 der möglichen Punkte aus den schriftlichen Lösungen der bepunkteten Aufgaben
• mindestens 1/2 der möglichen Kreuze aus den unbepunkteten Aufgaben
• Vorrechnen von mindestens 3 Aufgaben an der Tafel/in der online-Übung

Kriterien müssen jeweils für ExPhys und TheoPhys erreicht werden.
Achtung: Bei Wiederholung des IK4 müssen die Übungen wieder besucht werden und die begleitenden Studienleistungen erbracht werden.

Bitte Studierendenausweis und Lichtbildausweis mitbringen.

Bestehen des Moduls: Erfolgreiche begleitende Studienleistungen und Bestehen der Klausur. Die Modulnoten ergeben sich aus den jeweiligen Klausurnoten in ExPhys und TheoPhys.

Literatur (Quantenmechanik / Theorie Teil)

• Nolting, Grundkurs Theoretische Physik Band 5.1 & 5.2, Springer
• Schwabl, Quantenmechanik (QM I): Eine Einführung, Springer
• Messiah, Quantenmechanik Band 1+2, deGruyter
• Baym, Lectures on quantum mechanics, Benjamin

Weitere beliebte Lehrbücher

• Cohen-Tannoudji, Quantenmechanik Band 1+2, deGruyter
• Sakurai, Modern Quantum Mechanics, Addison-Wesley
• Feynman, Lectures on Physics Bd III

Klassiker

• Dirac, The principles of quantum mechanics, Oxford
• Landau, Lifshitz, Lehrbuch der Theoretischen Physik, Band 3, Verlag H. Deutsch