Phy141 Physik IV / Moderne Physik II

Dieses Modul gibt eine Vertiefung in die experimentellen Grundlagen der modernen Physik, also insbesondere der Quantenmechanik und der Atomphysik. Es ist eine Fortsetzung von PHY131 Physik III, das eine Einführung in experimentelle Grundlagen von Quantenmechanik und Relativitätstheorie umfasst.

Das Modul besteht aus einer Vorlesung (4 Lektionen in ungeraden Wochen, 2 Lektionen in geraden Wochen), sowie Übungen alle zwei Wochen alternierend mit der Vorlesung. Ausserdem enthält das Modul ein Praktikum als Blockkurs in der vorlesungsfreien Zeit (eine Woche im Juni). Das Modul wird mit einer mündlichen Prüfung Anfang Juni abgeschlossen und ergibt im Total 7 ECTS. Für Studierende des Nebenfachs sowie des Hauptfachs für 120 ECTS gibt es das gleiche Modul auch ohne begleitendes Praktikum. Dieses hat die Nummer PHY149 und gibt im Total 5 ECTS.

Lernziele: Am Ende der Veranstaltung sollten Studierende folgende Fähigkeiten erworben haben:

1. Ursprünge des normalen und anomalen Zeeman Effekts kennen

2. Eigenschaften von Drehimpulsen und Spins in der Quantenmechanik verstehen

3. Den Ursprung des Periodensystems aus der Atomphysik herleiten können

4. Prinzipien des Lasers verstehen und anwenden.

5. Verschränkte Zustände und deren Eigenschaften beschreiben können

Leistungsnachweis:

- genügende Note in der Schlussprüfung, sowie im Praktikum. Zusätzlich 60 % der Übungen sinnvoll bearbeitet

Literatur:

Die in der Vorlesung gezeigten Folien sind unten verfügbar.

Weitere Literatur:

- Demtröder, Experimentalphysik 3, Springer

- Feynman lectures Band 3, Addison-Wesley

- Mayer-Kuckuck, Atomphysik, Täubner 

- Tipler, moderne Physik

- Haken, Wolf, Atom- und Quantenphysik

- Skript zu den Vorlesungen Physik III und Atomphysik I von R. Engfer (PDF, 3430 KB)

Vorläufiger Plan Inhalt (in Semesterwochen):

Wochen 1/2: Repetition Physik III und Wellenlehre; Spin-Bahn Kopplung; 

Wochen 3/4: Feinstruktur; relativistische Korrekturen; Zeeman-Effekt; 

Wochen 5/6: Hyperfeinstruktur; Lamb-Shift; Periodensystem; Hund’sche Regeln

Wochen 7/8: Moleküle und Wechselwirkungen

Wochen 9/10: Überlagerung von Zuständen und Oszillationen

Wochen 11/12: Prinzipien des Lasers

Wochen 13/14: Verschränkte Systeme; Bell’sche Ungleichngen

In der Vorlesung gezeigte Powerpoint Folien: 

Teil 1 (Version 11.02.19) (PDF, 19474 KB)

Podcasts der Vorlesungen 

Notizen aus der Vorlesung

Übungsblätter

Näherungen von irrationalen Zahlen und Naturkonstanten (PDF, 78 KB)

Blatt 1 (PDF, 105 KB)

Lösungen der Übungsblätter

Praktikum

Informationen zum Praktikum finden Sie hier.