Quantenstatistik. Sommersemester Stephan Paul Physik Department E18 TU-München
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- Oskar Salzmann
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1 Sommersemester 2005 Stephan Paul Physik Department E18 TU-München
2 Allgemeine Info s Info s ( Klausuren 05 (Freischuss- und Nachholklausuren) Ergebnisse hängen aus am Lehrstuhl E18 Infos über die Webseite Übungen Eintragung in die Übungsgruppen via WWW 7 Gruppen sind vorgesehen - Übungsleiter: Jan Friedrich (Physik - E18) Betreuer: Boris Grube, Anne-Marie Fuchs, Roland Kuhn, Axel Mueller, Sebastian Neubert, Quirin Walzel, Jan Friedrich - Übungsaufgaben werden am Dienstag ausgeteilt Auch als download verfügbar Aufgaben im Netz, Dienstags in der Vorlesung Punkteverteilung wie im WS DVP Klausur 2005 Datum: September 2005 (wird vom Prüfungsamt mitgeteilt) 2 Klausuren hintereinander (Optik/Quantenphysik Atome/Moleküle/Wärme) je 1.5 Stunden 2
3 Hinweise zur Vorlesung Literatur - W.Demtröder Atome, Moleküle und Festkörper (Springer) - Skriptum R. Gross ( - T. Mayer-Kuckuck, Atomphysik, (Teubner) Feynman Lectures III - G.M. Kalvius Physik IV (Oldenbourg) - H.Daniel Atome Festkörper (W. de Gruyter) - Schwabl Quantenmechanik (Springer) - Haken & Wolf Atomphysik und Quantenmechanik - S. Brandt, H.D. Dahmen, T. Stroh - Interactive Quantum-Mechanics (Springer) Infos zur Vorlesung Transparente und Vorlesungsmitschrift als PDF im Internet - Versuchsbeschreibungen im Internet 3
4 Inhalt der Vorlesung Einführung in die Quantenmechanik - Kurzkurs... Mehr und fundierter in der theoretischen Physik Atomphysik - Struktur des Atoms (Experimentelle Anstrengungen) - Atommodelle - Wasserstoffatom - Zustandsaufspaltungen - Zweielektronensysteme - Vielelektronensysteme - Übergänge - Experimentelle Techniken Molekülphysik - Elektronenzustände und Orbitale - Rotationszustände - Vibrationen - Übergänge - Hybridisierung und chemische Bindung Statistik und Wärme - Spezifische Wärme und Entropie - Statistische Beschreibungen - 4
5 Vorlesungsplanung SS 2005 Vorlesungs- Nummer Datum Spezielle Aufgaben Stoff Versuche Einführung, Gruppenaufteilung Quantenmechanik: Wiederholung WS, Wellenfunktion, statistische Deutung Gruppen-aufteilung Schrödingegleichung, Eigenwerte, Operatoren Operatoren, Winkelanteil der Wellenfuntkion, Wahrscheinlichkeitsinterpretationen Applet Winklefunktionen Unterscheidbarkeit, Spin1, Wirkungsquerschnitt Ende Wirkungsquerschnitt, Rutherforstreuung, Bohrsches Atommodell Radiale Wellenfunktion des Wasserstoff, Separation der Koordinaten, Loesungen Applet Rutherforstreuung Applet Rutherforstreuung, Applet Bohrsches Atommodell, Versuch Balmerserie Aplet Bohrsches Atommodell, Applet Radiale Wellenfkt, Wahrscheinlichkeits-funktionen Himmelfahrt Zeeman-Effekt, Spektrographen Vakuum), Relativistische Korrekturen, Spin 2,Spin-Bahn Kopplung Versuche Zeeman Feinstruktur, Stoerungsrechnung, Versuch Natrium D-Linien mit Gitter Pfingsten Hyperfeinaufspaltung, Zeeman-effekt der HFS, Anomaler Zeeman Effekt 5
6 Vorlesungsplanung SS Lamb-shift, QED, Lambs-Versuch, Einfuehrung Heliumatom Fronleichnam Zweiteilchenwellenfunktion, Pauliprinzip,Mehrteilchenszust aende, Heliumatom,Vielelektronatome, Schalenmodell der Atomhuelle Applet Elektronzustaende - Achtung - ist falsch was die Spinstellungen betrifft Hundsche Regeln, Periodensystem, Drehimpulkskopplungen Anregungen Aufspaltungen, Roentgenspektren Emission/Absoprtion von Strahlung in Atomen, atomare Uebergaenge Bindung von Atomen, Das Wasserstoffmolekuel Ueberhang
7 Welle-Teilchen Elektron Photon Durchgang Metallfolie Elektron Photon Streuung an MgO Kristallkante 7
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3. Geben Sie ein Bespiel, wie man Bra und Ket Notation nützen kann.
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[ H, L 2 ]=[ H, L z. ]=[ L 2, L z. U r = Warum haben wir soviel Zeit mit L 2 verbracht? = x 2 2. r 1 2. y 2 2. z 2 = 2. r 2 2 r
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Warum haben wir soviel Zeit mit L 2 verbracht? = x 2 2 y 2 2 z 2 = 2 r 2 2 r r 1 2 L r 2 ħ 2 11. Das Wasserstoffatom H = p2 2 U r μ = Masse (statt m, da m später als Quantenzahl verwendet wird) U r = e2
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