Physik IV Molekülphysik, Kernphysik, Elementarteilchenphysik

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1 Physik IV Molekülphysik, Kernphysik, Elementarteilchenphysik Organisatorisches 1. Kontakt RaumNo: LS19/ Infos zur Vorlesung lectures - Folien zur Vorlesung - Übungsblätter - aktuelle Informationen/Termine 3. Übungen ab Mittwoch, Uhr und , andere Termine? insgesamt 3-4 Gruppen (M. Wiesenmayer/N. Heinemann, M. Bauer) 4. Schein bestandene Klausur (Mi , Uhr) Zulassung zur Klausur: Anwesenheit Übungen 2x erfolgreiches Vorrechnen in den Übungen (Bewertung des Vorrechnens geht in die Gesamtnote ein) 5. Vorlesungstermin???

2 Physik IV Molekülphysik, Kernphysik, Elementarteilchenphysik Inhaltsübersicht 1. Laser 2. Molekülphysik 3. Kernphysik 4. Elementarteilchenphysik

3 Physik IV Molekülphysik, Kernphysik, Elementarteilchenphysik Literatur 1. Laser Demtröder, Experimentalphysik 3, Springer Kneubühl, Laser, Teubner Träger, Springer Handbook of Laser and Optics, Springer 2. Molekülphysik Haken/Wolf, Molekülphysik und Quantenchemie, Springer Atkins, Physikalische Chemie, Wiley-VCH 3. und 4. Kernphysik und Elementarteilchenphysik Demtröder, Experimentalphysik 4, Springer Mayer-Kuckuck, Kernphysik, Teubner Bergmann/Schäfer, Experimentalphysik Band 4, de Gruyter

4 Physik IV Molekülphysik, Kernphysik, Elementarteilchenphysik Inhaltsübersicht 1. Laser 2. Molekülphysik 3. Kernphysik 4. Elementarteilchenphysik

5 1.1 Einführung Historie, zeitliche und örtliche Kohärenz 1.2 Emission und Absorption e.-m. Strahlung (WH) Induzierte und spontane Übergänge, Einsteinkoeffizienten 1.3 Prinzip des Lasers Strahlungsverstärkung, Schwellenbedingung, Besetzungsinversion, Bilanzgleichung 1.4 Laser im Wellenbild optische Resonatoren longitudinale und transversale Moden, Frequenzspektrum, Beugungsverluste, Einmodenlaser 1.5 Technische Realisierung von Lasern Lasertypen: Festkörper-, Flüssigkeits- und Gaslaser 1.6 Kurzpulslaser Güteschaltung, Modenkopplung, zeitaufgelöste Spektroskopie mit gepulsten Lasern

6 1.1 Einführung Nobelpreise und Laser seit S. Chu,C. Cohen-Tannoudji W. D. Phillips, "für ihre Entwicklung von Methoden zum Kühlen und Einfangen von Atomen mit Hilfe von Laserlicht " 1999 A.H. Zewail, "für seine Studien des Übergangszustands chemischer Reaktionen mit Hilfe der Femtosekundenspektroskopie" 2001 E.A. Cornell, W. Ketterle und C. E. Wieman, "für die Erzeugung der Bose-Einstein- Kondensation in verdünnten Gasen aus Alkaliatomen, und für frühe grundsätzliche Studien über die Eigenschaften der Kondensate " 2005 R. Glauber, "für Beiträge zur Quantentheorie der optischen Kohärenz " T. Hänsch und J.L. Hall, "für Beiträge zur Entwicklung der laserbasierten Präzisionsspektrographie, einschließlich der Technik des optischen Frequenzkamms"

7 Nobelpreis 1964 Theorie des Lasers 1.1 Einführung C.H. Townes N.G. Basov A.M. Prokhorov Vorgeschlagenes Aufbau eines Rubinlasers von Schawlow und Townes

8 Wiederholung: Einführung Anwendungen Historie Entwicklung zum Laser Eigenschaften von Laserlicht hohe Monochromatizität zeitliche Kohärenz beugungsbegrenzte Divergenz räumliche Kohärenz

9 Physik IV Molekülphysik, Kernphysik, Elementarteilchenphysik Organisatorisches 1. Folien zur Vorlesung lectures USER: student PASSWORD: hin29 2. Übungsblätter immer Mittwochs als hardcopy lectures freier Zugang 3. Einteilung Übungsgruppen.vorläufig

10 1.2 Prinzip des Lasers Ultrakurzer Laserpuls mit einer zeitlichen Breite von sec. bei einer Wellenlänge von 800 nm entspricht dies nur etwa 2 optischen Zyklen. Mögliche Reaktionskanäle bei Wechselwirkung hochintensiver Laserstrahlung mit Materie.

11 Wiederholung: Emission und Absorption elektro-magnetischer Strahlung Übergangswahrscheinlichkeiten und Einsteinkoeffizienten - Absorption - stimulierte Emission - spontane Emission W W = B w ν (ν ) B ki ki ind. Em. ik = ki w ν ( ν spont. Em. 1 = ki = τ W ik A ) Verhältnis der Übergangsraten unter folgenden Vorraussetzungen - stationäres Gleichgewicht: Absorptionsrate = Emissionsrate - thermisches Gleichgewicht