402-0053-00L Physics II
Semester | Autumn Semester 2016 |
Lecturers | U. Keller |
Periodicity | yearly recurring course |
Language of instruction | German |
Courses
Number | Title | Hours | Lecturers | ||||||||||||||||||||||||||||
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402-0053-00 V | Physik II | 4 hrs |
| U. Keller | |||||||||||||||||||||||||||
402-0053-00 U | Physik II | 2 hrs |
| U. Keller |
Catalogue data
Abstract | The goal of the Physics II class is an introduction to quantum mechanics (lecture given in German) |
Objective | 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. |
Content | 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 |
Lecture notes | Es wird nur für spezielle Themen Skripte verteilt (online) |
Literature | Lehrbuch Alonso, Marcelo / Finn, Edward J. Quantenphysik und Statistische Physik 5. Auflage aus 2011 978-3-486-71340-4 Link |
Prerequisites / Notice | Prerequisites: Physics I. |
Performance assessment
Performance assessment information (valid until the course unit is held again) | |
Performance assessment as a semester course | |
In examination block for | Bachelor's Degree Programme in Electrical Engineering and Information Technology 2016; Version 31.10.2017 (Examination Block 1) Bachelor's Programme in Electrical Engineering and Information Technology 2012; Version 24.02.2016 (Examination Block 1) |
ECTS credits | 8 credits |
Examiners | U. Keller |
Type | session examination |
Language of examination | German |
Repetition | The performance assessment is offered every session. Repetition possible without re-enrolling for the course unit. |
Mode of examination | written 180 minutes |
Written aids | 10 Blätter DIN A4 (= 20 Seiten) selbstverfasste Zusammenfassung (handgeschrieben oder Computerausdruck) und ein nicht programmierbarer Taschenrechner |
If the course unit is part of an examination block, the credits are allocated for the successful completion of the whole block. This information can be updated until the beginning of the semester; information on the examination timetable is binding. |
Learning materials
Moodle course | Moodle-Kurs / Moodle course |
Only public learning materials are listed. |
Groups
No information on groups available. |
Restrictions
There are no additional restrictions for the registration. |
Offered in
Programme | Section | Type | |
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Electrical Engineering and Information Technology Bachelor | Examination Block 1 | O |