PHY141 Physik IV / Moderne Physik II

Allgemeine Informationen

Dozent: Prof. Thomas Greber
Assistenten:

Alexander Bismark,

Arne Reimers,

Gabriela Rodriguez Araujo
Philipp Wallimann

Link im Vorlesungsverzeichnis: PHY141

Vorlesungen:

(Beginn: 21. Februar 2022)

Prüfung (schriftlich):

 

Sprechstunde bei Dozent

 

Montag: 13:00 - 14.45: Raum Y16G15

Mittwoch: 10.15 - 11.00: Raum Y16G15

Montag 20. Juni: 10:00-12:00; Raum Y21F65

Probe-Prüfung (Deckblatt) (PDF, 252 KB)

Mittwoch: 12:15-13:00: Raum Y36K88

Übungen:

(Beginn: 23. Februar 2022)

Mittwoch: 11.15 - 12.00

Räume:

22-F-68 (Bismark);

16-G-15 (Reimers);

23-G-04 (Rodriguez);

22-F-62 (Wallimann)

Praktikum:

Blockkurs in den Semesterferien (Juni) nach dem FS (Modul: PHY132)

Informationen und Praktikumsunterlagen

Info

Informationen zum Modul und Leistungsnachweis

  • Das Modul bietet eine Vertiefung in die Grundlagen der modernen Physik, also insbesondere der Quantenmechanik und baut auf PHY131 auf.
  • Besuch der Übungen; 60% aller Übungen gelöst (Punkte nur bei Anwesenheit); mindestens 2 mal an der Tafel vorrechnen
  • Bestehen der schriftlichen Prüfung
  • Das Modul ergibt insgesamt 5 ECTS-Punkte

Inhalt

Der Inhalt wird anhand der Liste der 100Worte (PDF, 80 KB) entwickelt.

Periodensystem, Nuklidkarte
Alpha-Zerfall, Gamow Faktor
Spin, Stern-Gerlach Experiment
Spin Bahn Kopplung, Na-Spektrum
Drehimpuls, Zeeman Effekt
Spinmanipulation, Bloch Kugel
Moleküle, London-Heitler Modell,
Quantisierte Leitfähigkeit, Landauer-Büttiker Formel
Coulomb-Blockade
MASER und LASER, das Townes Experiment
Die Phase der Wellenfunktion, Josephson Junction

 

Vorlesungsplan:

Datum

V

Stoff Begleitmaterial

220221

1

Einführung

1. gebundene Zustände

Spin, Periodensystem, Nuklidkarte

U1 (PDF, 87 KB)

PT (2003) (PDF, 3 MB)

WT 1 (PDF, 3 MB)

Slides 1 (PDF, 2 MB)

220223

2

Kerne

2. metastabile Zustände

Alpha Zerfall, Gamow Faktor

WT 2 (PDF, 4 MB)

Slides 2 (PDF, 842 KB)

220228

3

3. An- und Abregung, Fermi's golden Rule, Dipolauswahlregeln

4. Feinstruktur, Spin Bahn Kopplung

U2 (PDF, 137 KB)

WT 3 (PDF, 6 MB)

Slides 3 (PDF, 2 MB)

220302

4 Lamb Shift

WT 4 (PDF, 2 MB)

Slides 4 (PDF, 525 KB)

220307

5 5. Hyperfeinstruktur, 21 cm, Mößbauer Effekt 1

U3 (PDF, 111 KB)

WT 5 (PDF, 6 MB)

Slides 5 (PDF, 2 MB)

220309

6 Mößbauer Effekt 2

WT 6 (PDF, 4 MB)

Slides 6 (PDF, 2 MB)

220314

7

6. Zustände der Atome,

Termsymbole, Helium,

Zeeman Effekt 1

U4 (PDF, 110 KB)

Nature (1951) (PDF, 111 KB)

WT7 (PDF, 7 MB)

Slides 7 (PDF, 2 MB)

220316

8 Zeeman Effekt 2

WT8 (PDF, 3 MB)

Slides 8 (PDF, 3 MB)

220321

9

Paschen Back,

8. Einstein de Haas Effekt

9. Kernspinresonanz 1 (Kap. 6.10 Aegerter Hengsberger)

U5 (PDF, 564 KB)

WT9 (PDF, 4 MB)

Slides 9 (PDF, 1 MB)

220323

10 Kernspinresonanz 2

WT10 (PDF, 4 MB)

Slides 10 (PDF, 73 KB)

220328

11

Kernspinresonanz 3

10. Statistische Physik 1

Boltzmann Statistik

U6 (PDF, 139 KB)

WT11 (PDF, 6 MB)

Slides 11 (PDF, 446 KB)

220330

12 Statistische Physik 2, Quantenstatistik

WT12 (PDF, 757 KB)

Slides 12 (PDF, 1 MB)

220404

13

Statistische Physik 3

11. Spontane und stimulierte Eission, Einsteinkoeffizienten

U7 (PDF, 132 KB)

WT13 (PDF, 5 MB)

Slides 13 (PDF, 852 KB)

220406

14

Laser,

12. Photonen

WT14 (PDF, 2 MB)

Slides 14 (PDF, 1 MB)

220411

15 Polarisation

U8 (PDF, 324 KB)

WT15 (PDF, 7 MB)

Slides 15 (PDF, 1 MB)

220413

16 Brewster, HBT

Nature HBT Sirius (1956) (PDF, 977 KB)

Nature HBT He (2007) (PDF, 305 KB)

WT16 (PDF, 4 MB)

Slides 16 (PDF, 9 MB)

220418

  Ostermontag  

220420

  Osterferien  

220425

  Sechseläuten  

220427

17

13. Moleküle 1

Bindungsarten

WT17 (PDF, 2 MB)

Slides 17 (PDF, 418 KB)

220502

18

Moleküle 2

Lennard-Jones

Born-Mayer

U9 (PDF, 186 KB)

WT18 (PDF, 3 MB)

Slides 18 (PDF, 522 KB)

220504

19

Moleküle 3

Heitler-London

WT19 (PDF, 4 MB)

Slides 19 (PDF, 94 KB)

220509

20

Moleküle 4

Ortho und para Wasserstoff

U10 (PDF, 149 KB)

WT20 (PDF, 6 MB)

Slides 20 (PDF, 1 MB)

220511

21

Moleküle 5

Ammoniak, MASER (Kapitel in Feynman 3)

WT21 (PDF, 4 MB)

Slides 21 (PDF, 194 KB)

220516

22 Transport 1 Drude

U11 (PDF, 242 KB)

WT22 (PDF, 6 MB)

Slides 22 (PDF, 931 KB)

220518

23 Transport 2 Büttiker

WT23 (PDF, 3 MB)

Slides 23 (PDF, 604 KB)

220523

24 Transport 3 Supraleitung, Phänomenologie

U12 (PDF, 160 KB)

WT24 (PDF, 6 MB)

Slides 24 (PDF, 2 MB)

220525

25 Transport 4 Supraleitung, Wellenfunktion, Josephson Junction

WT25 (PDF, 4 MB)

Slides 25 (PDF, 716 KB)

220530

  Probeprüfung  

220601

  Fragestunde Slides 26 (PDF, 1 MB)

 

Übungen

Gruppeneinteilung 23. Februar

 

Literatur

Referenzen in den Vorlesungsunterlagen.

Modern Physics, P.A. Tipler, R.A. Llewellyn

Experimentalphysik 3, W. Demtröder

Feynman-Vorlesungen über Physik Quantenmechanik

Atomphysik, T. Mayer-Kuckuk

Skript Physik III + IV (C. Aegerter, M. Hengsberger)