402-0053-00L  Physics II

SemesterAutumn Semester 2016
LecturersU. Keller
Periodicityyearly recurring course
Language of instructionGerman



Courses

NumberTitleHoursLecturers
402-0053-00 VPhysik II4 hrs
Tue09:45-11:30HPH G 3 »
Wed13:45-15:30HPH G 3 »
U. Keller
402-0053-00 UPhysik II2 hrs
Tue12:45-14:30HCI 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

Catalogue data

AbstractThe goal of the Physics II class is an introduction to quantum mechanics (lecture given in German)
ObjectiveDie 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.
ContentKap. 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 notesEs wird nur für spezielle Themen Skripte verteilt (online)
LiteratureLehrbuch
Alonso, Marcelo / Finn, Edward J.
Quantenphysik und Statistische Physik
5. Auflage aus 2011
978-3-486-71340-4
Link
Prerequisites / NoticePrerequisites: Physics I.

Performance assessment

Performance assessment information (valid until the course unit is held again)
Performance assessment as a semester course
In examination block forBachelor'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 credits8 credits
ExaminersU. Keller
Typesession examination
Language of examinationGerman
RepetitionThe performance assessment is offered every session. Repetition possible without re-enrolling for the course unit.
Mode of examinationwritten 180 minutes
Written aids10 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 courseMoodle-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

ProgrammeSectionType
Electrical Engineering and Information Technology BachelorExamination Block 1OInformation