402-0053-00L  Physik II

SemesterHerbstsemester 2016
DozierendeU. Keller
Periodizitätjährlich wiederkehrende Veranstaltung
LehrspracheDeutsch



Lehrveranstaltungen

NummerTitelUmfangDozierende
402-0053-00 VPhysik II4 Std.
Di09:45-11:30HPH G 3 »
Mi13:45-15:30HPH G 3 »
U. Keller
402-0053-00 UPhysik II2 Std.
Di12:45-14:30HCI H 2.1 »
12:45-14:30HIL B 21 »
12:45-14:30HIL E 10.1 »
12:45-14:30HIL F 10.3 »
12:45-14:30HIT F 32 »
12:45-14:30HIT H 51 »
12:45-14:30HIT J 51 »
12:45-14:30HIT J 52 »
12:45-14:30HIT J 53 »
U. Keller

Katalogdaten

KurzbeschreibungDas Ziel der Physik II Vorlesung ist eine Einführung in die Quantenmechanik (Lehrsprache Deutsch)
LernzielDie gegenwärtige Entwicklungen der Ingenieurwissenschaften verlangen, dass auch StudentInnen dieser Fächer die Grundlagen der Quantenmechanik und Festkörperphysik (mit den Bandstrukturen) beherrschen. Es ist das Ziel dieser Vorlesung das Gebiet der Quantenmechanik auf einem Weg einzuführen, der zwar elementar ist, es aber ermöglicht die quantenmechanische Begriffe auf die verschiedensten Situationen anzuwenden.
InhaltKap. 1-Teil 1 Die Grundlagen der elektromagnetischen Wellen und der Quantenphysik
Wärmestrahlung, Elektromagnetisches Spektrum, Ausgangspunkt Maxwellgleichungen und Materialgleichungen für die Herleitung der Wellengleichung (Skript wird verteilt), Lösung der Wellengleichung: ebene Welle, Wellenfronten, Dispersion, Photoelektrische Emission, Photonen, Dualismus Teilchen-Welle bei Photonen, Interferenz, Wellenpacket (Skript wird verteilt)

Kap. 1-Teil 2 Die Grundlagen der Quantenphysik
Streuung von Strahlungen durch freie Elektronen, Compton-Effekt, Impuls von Photonen, Bohrsche Atommodell und stationäre Zustände, Impulserhaltung bei Absorption und Emission von Photonen, Dualismus Teilchen-Welle bei Elektronen, Materiewelle, Beugung (Skript wird verteilt), Heisenbergsche Unschärferelationen

Kapitel 2: Quantenmechanik
Wellenfunktion und Wahrscheinlichkeitsdichte, Schödingergleichung, freies Teilchen, Dispersion der Materiewelle, Potentialstufe, Tunneleffekt, Teilchen im Potentialkasten, harmonische Oszillator, zeitabhängige Schrödingergleichung, formale Theorie der Quantenmechanik (Operator, Observable, Eigenwert, Erwartungswert, Kommutator)

Kapitel 3: Atome mit einem Elektron
Wasserstoffatom, Quantisierung des Drehimpulses, Einelektronen-Wellenfunktion in Zentralfeldern (Atomorbitale), Zeeman-Effekt, Elektronenspin, Spin-Bahn-Wechselwirkung

Kapitel 4: Atome mit vielen Elektronen
Born-Oppenheimer Näherung, Heliumatom, Ausschliessungsprinzip von Pauli, Periodensystem, Elektronenstruktur der Atome, Röntgenspektren, Auswahlregeln

Kapitel 5: Moleküle
Wasserstoffmolekül-Ion, Molekülwellenfunktion zweiatomiger Moleküle, Kovalente Bindung, Hybrid-Orbital, Molekulare Rotation und Schwingung

Kapitel 6 und 13: Festkörper und Quantenstatistik
Typen der Festkörper, Bändermodell der Festkörper, "Tight Binding Model" explizit hergeleitet, Modell der freien Elektronen, Elektronenbewegung in einer periodischen Struktur, "effective mass approximation", Leiter, Isolator und Halbleiter, Quantentheorie der elektrischen Leitfähigkeit, Fermienergie, Löcher, Strahlungsübergänge in Festkörpern, Fermi-Dirac Statistik, Zustandsdichte, Bose-Einstein Statistik, Herleitung Planchsche Strahlungsgesetz, Elektronen in Metallen und Halbleiter (Anwendung der Fermi-Dirac Verteilung), Dotierungen in Halbleitern
SkriptEs wird nur für spezielle Themen Skripte verteilt (online)
LiteraturLehrbuch
Alonso, Marcelo / Finn, Edward J.
Quantenphysik und Statistische Physik
5. Auflage aus 2011
978-3-486-71340-4
Link
Voraussetzungen / BesonderesVoraussetzungen: Physik I.

Leistungskontrolle

Information zur Leistungskontrolle (gültig bis die Lerneinheit neu gelesen wird)
Leistungskontrolle als Semesterkurs
Im Prüfungsblock fürBachelor-Studiengang Elektrotechnik und Informationstechnologie 2012; Ausgabe 24.02.2016 (Prüfungsblock 1)
Bachelor-Studiengang Elektrotechnik und Informationstechnologie 2016; Ausgabe 31.10.2017 (Prüfungsblock 1)
ECTS Kreditpunkte8 KP
PrüfendeU. Keller
FormSessionsprüfung
PrüfungsspracheDeutsch
RepetitionDie Leistungskontrolle wird in jeder Session angeboten. Die Repetition ist ohne erneute Belegung der Lerneinheit möglich.
Prüfungsmodusschriftlich 180 Minuten
Hilfsmittel schriftlich10 Blätter DIN A4 (= 20 Seiten) selbstverfasste Zusammenfassung (handgeschrieben oder Computerausdruck) und ein nicht programmierbarer Taschenrechner
Falls die Lerneinheit innerhalb eines Prüfungsblockes geprüft wird, werden die Kreditpunkte für den gesamten bestandenen Block erteilt.
Diese Angaben können noch zu Semesterbeginn aktualisiert werden; verbindlich sind die Angaben auf dem Prüfungsplan.

Lernmaterialien

 
Moodle-KursMoodle-Kurs / Moodle course
Es werden nur die öffentlichen Lernmaterialien aufgeführt.

Gruppen

Keine Informationen zu Gruppen vorhanden.

Einschränkungen

Keine zusätzlichen Belegungseinschränkungen vorhanden.

Angeboten in

StudiengangBereichTyp
Elektrotechnik und Informationstechnologie BachelorPrüfungsblock 1OInformation