402-0053-00L Physik II
Semester | Herbstsemester 2016 |
Dozierende | U. Keller |
Periodizität | jährlich wiederkehrende Veranstaltung |
Lehrsprache | Deutsch |
Lehrveranstaltungen
Nummer | Titel | Umfang | Dozierende | ||||||||||||||||||||||||||||
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402-0053-00 V | Physik II | 4 Std. |
| U. Keller | |||||||||||||||||||||||||||
402-0053-00 U | Physik II | 2 Std. |
| U. Keller |
Katalogdaten
Kurzbeschreibung | Das Ziel der Physik II Vorlesung ist eine Einführung in die Quantenmechanik (Lehrsprache Deutsch) |
Lernziel | Die 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. |
Inhalt | Kap. 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 |
Skript | Es wird nur für spezielle Themen Skripte verteilt (online) |
Literatur | Lehrbuch Alonso, Marcelo / Finn, Edward J. Quantenphysik und Statistische Physik 5. Auflage aus 2011 978-3-486-71340-4 Link |
Voraussetzungen / Besonderes | Voraussetzungen: Physik I. |
Leistungskontrolle
Information zur Leistungskontrolle (gültig bis die Lerneinheit neu gelesen wird) | |
Leistungskontrolle als Semesterkurs | |
Im Prüfungsblock für | Bachelor-Studiengang Elektrotechnik und Informationstechnologie 2012; Ausgabe 24.02.2016 (Prüfungsblock 1) Bachelor-Studiengang Elektrotechnik und Informationstechnologie 2016; Ausgabe 31.10.2017 (Prüfungsblock 1) |
ECTS Kreditpunkte | 8 KP |
Prüfende | U. Keller |
Form | Sessionsprüfung |
Prüfungssprache | Deutsch |
Repetition | Die Leistungskontrolle wird in jeder Session angeboten. Die Repetition ist ohne erneute Belegung der Lerneinheit möglich. |
Prüfungsmodus | schriftlich 180 Minuten |
Hilfsmittel schriftlich | 10 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-Kurs | Moodle-Kurs / Moodle course |
Es werden nur die öffentlichen Lernmaterialien aufgeführt. |
Gruppen
Keine Informationen zu Gruppen vorhanden. |
Einschränkungen
Keine zusätzlichen Belegungseinschränkungen vorhanden. |
Angeboten in
Studiengang | Bereich | Typ | |
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Elektrotechnik und Informationstechnologie Bachelor | Prüfungsblock 1 | O |