Moderne Physik I (Atome u. Moleküle)

für Lehramt Gymnasium

 

 

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Letzte Änderung: Friday, February 18, 2011

 

Vorlesung Mo 8-10, Phy 9.2.01; Fr 8-10, H34

 

Prof. Dr. John Lupton

 

Auswertung der Klausur

 

Übungen (erste Übung in der ersten Novemberwoche):

 

Mi 15-17, Phy 5.1.03 (diese Übung wird teilweise auf Englisch gehalten, Herr Swart spricht aber auch Deutsch)

2 x Do 12-14, Phy 9.1.09 und Phy 2.0.31

 

(Johannes Kern, Stefan Solbrig, Ingmar Swart)

 

 

Ziel: Eine kurze Einführung in die Moderne Physik; Überblick über einfache Quantensysteme und Verständnis der Relevanz in unserer heutigen Welt; Ursprung der elektronischen Struktur von Atomen und Molekülen.

 

Inhalte: http://www.physik.uni-regensburg.de/studium/inhalte/Struktur-der-Materie-I.html

 

Bücher:

 

‚Was ist Was’ Moderne Physik (im Ernst!)

 

und ruhig mal auf Wikipedia schauen (sowohl auf .de und .org!)

 

Tippler Moderne Physik

(hier steht eigentlich alles drin, aber wenig Details)

 

Hänsel und Neumann Physik: Moleküle und Festkörper (Spektrum Verlag)

(ganz gute Übersicht)

 

Demtröder Molekulare Physik (Wiley)

(etwas sehr detailliert)

 

Reinhold Quantentheorie der Moleküle (Teubner)

(ganz übersichtlich und relativ preiswert)

 

Bransden und Joachain, Physics of Atoms and Molecules (Prentice Hall)

 

Atkins Molecular Quantum Mechanics

 

Haken Wolf, Atom- und Quantenphysik, sowie Molekülphysik und Quantenchemie (Springer)

(der Standard, aber recht detailliert)

Demtröder Experimentalphysik 3, Atome, Moleküle und Festkörper (Springer)

(Einführung und Überblick)

 

 

Die Vorlesung richtet sich im wesentlichen nach der Version von Herrn Professor Schüller. Das Skript von ihm ist sicherlich hilfreich und wird großzügigerweise zur Verfügung gestellt: Teil I, Teil II, Teil III, Teil IV.

 

 

Es gibt eine Klausur am Ende des Semesters. Nach Absprache mit den am 18.10. Anwesenden ist Vorraussetzung zum Bestehen des Moduls, 50 % aller Standard Übungsaufgaben (also denen ohne „J) zu rechnen (ohne Benotung). Dazu wird am Anfang der Übungsstunde angegeben, welche Aufgaben gerechnet wurden. Der Übungsgruppenleiter bittet dann jemanden an die Tafel zum Vorrechnen.

 

 

Übungsblätter

 

Übung 1

Übung 2

Übung 3

Übung 4

Übung 5

Übung 6

Übung 7

Übung 8

Übung 9

Übung 10

Übung 11

Übung 12

 

 

 

 

Vorlesungsplan (sehr vorläufig)

 

18.10.

Ursprünge der Quantentheorie, Welle-Teilchen Dualismus

 

22.10

Photoelektrischer Effekt, Compton, Photoelektronenspektroskopie, Rutherford, Bohr, Franck-Hertz, Röntgen

 

25.10.

Planck/Schwarzstrahler

Ü1 (wird am ~3.11. besprochen)

29.10.

Stern-Gerlach, De Broglie, Davisson Germer

Ü2 (~10.11)

5.11.

Wellen

 

8.11.

Heisenberg, Erwartungswerte

Ü3

12.11

Schrödinger Glg.

 

15.11.

Teilchen im Kasten, Reflexion an Barrieren

Ü4

19.11

Tunneln, endliche Potentialtöpfe, gekoppelte Töpfe, kov. Bindung, Maser

 

22.11

Harmonischer Oszillator, Moleküle, Schwingungen

Ü5

26.11

Schrödinger im Zentralfeld

 

29.11

Drehimpuls und Quantenmechanik, Zeeman Effekt, H Atom

Ü6

3.12

H Atom, Wellenfunktionen

 

6.12

Spektroskopie

Ü7

10.12

EM Felder und Licht-Materie WW

 

13.12

Dipolnäherung und Auswahlregeln

Ü8 (~22.12)

17.12

Übergänge, Fermi Regel

 

20.12

Der Laser und moderne Experimente (Bose Einstein, Laserkühlung)

 

7.1

Vorlesungsfrei lt. StMWFK

 

10.1

Feinstrukturaufspaltung und Doppler-freie Spektroskopie, Hyperfeinstruktur

Ü9 (~19.1.)

14.1

Zeeman Effekt, ESR, MRI, Müonspinrotation, Stark-Effekt

 

17.1

Alkali Atome, Helium

Ü10

21.1

Pauli Prinzip, Spin Wellenfunktionen

 

24.1

N-Elektronen Atome, Näherungsmethoden, Aufbau des Periodensystems, L-S, j-j Kopplung

Ü11

28.1

Moleküle, LCAO

 

31.1

Franck Condon, Jablonski, Raman, IR Spektroskopie

Ü12 (~9.2.)

4.2

Hybridisierung, pi-Systeme; molekulare Anregungen, Exzitonen, Wechselwirkungen, Auger Effekt

 

7.2

Puffer / Wiederholung

 

11.2

Klausur