Quantum Coherence Lab

Zumbühl Group

 

Physik IV (11026-01 und Übung 11027-01, 23462-01)

für Studentinnen und Studenten der Physik, Mathematik, Nanowissenschaften und Computational Sciences
Frühjahrsemester 2010


last updated October 13, 2010, dmz


Prof. Dominik Zumbühl,

Vorlesung, wöchentlich
Mo, 13:15 - 14:00, Dept. Physik, Hörsaal 1
Fr, 10:15 - 12:00, Dept. Physik, Hörsaal 1

Übung

11027-01 Übung zu Physik 4
obligatorischer Teil fürs Physik- und Nanostudium
23462-01 Ergänzungen zu Übung Physik 4
Hier können Sie einen zusätzlichen Kreditpunkt erhalten, indem Sie
die Aufgaben ohne Stern auf den Übungsblättern lösen und
dabei 66% oder mehr der Punkte erhalten.
(1-2 Aufgaben pro Blatt)


Prüfung
mündlich (20 minuten), geprüft wird gesamter Inhalt der Vorlesung und Übungen
Daten: 5. Woche nach Semesterende Mo-Fr, d.h. Montag, 5. Juli bis Freitag, 9. Juli 2010

Physik IV Pruefung nach HS2010 (Wiederholpruefung) Donnerstag und Freitag, 27./28. Januar 2011


Übungsklausur, schriftlich !!!!
Dienstag, 25. Mai 2010, 08:30 bis 10:00, Grosser Hoersaal
geprüft wird: Inhalt der Übungsblätter Nummer 1 bis und mit 10 (alle Aufgaben, Stern und nicht Stern)
KEINE Hilfsmittel zugelassen
Einsicht in die Klausur in den Uebungsstunden am Dienstag, 1. Juni
Testatpunkte Uebung pdf (Nr 11027-01)
Testatpunkte Zusatz-Uebung pdf (Nr 23462-01)

Syllabus
Wechselwirkung von Stahlung und Materie: Emission und Absorption, Einstein Koeffizienten, Dipolstrahlung, Auswahlregeln, nicht-Dipol Übergänge, Lebensdauer, Linienbreite;
Laser: Prinzip, Besetzungsinversion, Laserschwelle, Optische Resonatoren, Laser Moden, Einmodenlaser, Lasertypen, Gepulste Laser;
Molekülphysik
: Wasserstoffmolekül und Ion, Zweiatomige Moleküle, Rotations und Vibrations Spektren, Mehratomige Moleküle;
Spin Physik
: Spin im Magnetfeld, Blochsche Sphäre, Elektron und Kernspinresonanz, Spin Relaxation und Kohärenz, Anwendungen in Physik, Chemie und Medizin;
Moderne Quantenmechanik
: Schrödingers Katze, verschränkte Zustände, Einstein-Podolsky-Rosen Paradox, Bell'sche Ungleichungen, Quanten Computing, Kommunikation und Teleportation

Verwendete Bücher
Demtröder, Experimentalphysik 3, 3. Auflage (Einstein Koeff., Emission und Absorption, Auswahlregeln, Laser, Moleküle)
Haken & Wolk, Atom- und Quantenphysik, 8. Auglage (Spinresonanz (ESR und NMR), Moderne Quantenmechanik, Quantum Computation)

Vorlesungsnotizen stehen als pdf zur Verfügung (unten), gedacht nur als Ergänzung zum Buch / zu Ihren eigenen Notizen,
nicht als eigenständiges Skriptum. Gleichungsnummern beziehen sich auf Buch.

Datum Thema Notizen
1.3. Mo Vorbesprechung
Einstein Koeffizienten
pdf
5.3. Fr Dipolstrahlung, inkl. quantenmechanische Herleitung pdf
8.3. Mo Auswahlregeln, nicht-Dipol Übergänge pdf
12.3. Fr Lebensdauer, natürliche Linienbreite, homogene und inhomogene Linienverbreiterung pdf
15.3. Mo LASER, Resonatoren, Moden, Laserschwelle pdf
19.3. Fr Kohaerenz, N-Niveau Laser, Einmodenlaser, Lasertypen pdf, pdf
22.3. Mo Laserpulse: Güteschaltung, aktive- und passive Modenkopplung pdf
26.3. Fr Moleküle: Einleitung, Abschätzung Energiesalen, Born-Oppenheimer Methode
H2+ Molekülion: LCAO
pdf
29.3. Mo H2+ Molekülion: LCAO, Austausch- und Überlappintegral, verbesserter Ansatz  
2.4. Fr Karfreitag  
5.4. Mo Ostermontag  
9.4. Fr H2 Molekül: Hund-Mulliken (MO-LCAO) Näherung, Heitler-London Näherung, kovalent-Ionische Näherung pdf
12.4. Mo Moleküle: Elektron Paarung, kovalente Bindung, ausgerichtete Orbitale pdf
16.4. Fr
HS 2
Moleküle: Hybridisierung, Wasserstoffbrücke, Kohlenwasserstoffe  
19.4. Mo Moleküle: Bindungstypen, Van-der-Waals Bindung pdf
23.4. Fr Moleküle: Rotationen und Schwingungen (2-atomige Moleküle): Starrer Rotator, Zentrifugalaufweitung, Schwingung 2-atomiger Moleküle, Schwingungs-Rotations Wechselwirkung, Rotationsbarriere pdf
26.4. Mo Spektren 2-atomiger Moleküe, Schwingungs-Rotations Übergänge  
30.4. Fr quantenmechanische Beschreibung des Spins, Spin im homogenen Magnetfield, Spinpräzession, Bloch Sphäre pdf
3.5. Mo Spinresonanz pdf
7.5. Fr Blochsche Gleichungen, longitudinale und transversale Relaxation, Spinresonanz: Reflexions- und Induktionsmessungen, Spin Echo pdf
10.5. Mo Moderne Quantenphysik: Superposition, Interferenz, Schrödingers Katze, Verschränkung pdf
14.5. Fr Freitag nach Auffahrt  
17.5. Mo Bellsche Ungleichung / Hypothese verborgener Parameter  
21.5. Fr Quantum Computation: Intro, Bestandteile, Qubits, Single and Multiple qubit gates pdf
24.5. Mo Pfingstmontag  
28.5. Fr Quantenschaltkreise, no-cloning Theorem, Quantenteleportation pdf
31.5. Mo Quantenparallelismus, Deutsch's Algorithmus  
4.6. Fr    

total: 37 Vorlesungen a 45 Min.

Übungen
Informationsblatt pdf
Dienstag, 8:30 - 10:00, HS1, Dorothee Hug
Dienstag, 10:15 - 11:45, HS1, Tony Clark

21027-01 Übung zu Physik 4
obligatorischer Teil fürs Physik- und Nanostudium
23462-01 Ergänzungen zu Übung Physik 4
Hier können Sie einen zusätzlichen Kreditpunkt erhalten, indem Sie
die Aufgaben ohne Stern auf den Übungsblättern lösen und
dabei 66% oder mehr der Punkte erhalten.
(1-2 Aufgaben pro Blatt)


Ausgabe Übungsblätter: Donnerstags im Fach bei Büro 1.10, per email, oder ab web-page
Abgabe: am darauffolgenden Donnerstag bis am Mittag 12:00 im Büro 1.10
Korrigiert werden alle Aufgaben. Die Sternchen-Aufgaben (1-2 Aufgaben pro Blatt) gehören zum Testat für die
Übung 21027-01, die übrigen Aufgaben ergeben den freiwilligen, zusätzlichen Kreditpunkt (Übung 23462-01).
Abschreiben ist verboten und wird bestraft.

Übungsklausur, schriftlich !!!!
Dienstag, 25. Mai 2009, 08:30 bis 10:00, Grosser Hoersaal
geprüft wird: Inhalt der Übungsblätter Nummer 1 bis und mit 10 (alle Aufgaben, Stern und nicht Stern)
KEINE Hilfsmittel zugelassen
Einsicht in die Klausur in den Uebungsstunden am 2. Juni

Testatbedingungen (Uebung)

Übung zu Physik 4 (21027-01) 1 KP
59% der Gesamtpunkte müssen erreicht werden:
die Bewertung der "Sternchenaufgaben" zählt 33%
die Bewertung der Klausur wird mit 67% gewichtet.

Ergänzungen zu Übung Physik 4 (23462-01) 1 KP
Die "nicht-Sternaufgaben" müssen mit 2/3 der Punkte gelöst werden.


Übungen

Blatt Ausgabe Abgabe Besprechung
1 pdf Donnerstag 4.3. Donnerstag 11.3. Dienstag 16.3.
2 pdf Donnerstag 11.3. Donnerstag 18.3. Dienstag 23.3.
3 pdf Donnerstag 18.3. Donnerstag 25.3. Dienstag 30.3.
4 pdf Donnerstag 25.3. Mittwoch 31.3. 18:00 Dienstag 6.4.
5 pdf Montag 29.3. Donnerstag 8.4. Dienstag 13.4.
6 pdf Donnerstag 8.4. Donnerstag 15.4. Dienstag 20.4.
7 pdf Donnerstag 15.4. Donnerstag 22.4. Dienstag 27.4.
8 pdf Donnerstag 22.4. Donnerstag 29.4. Dienstag 4.5.
9 pdf Donnerstag 29.4. Donnerstag 6.5. Dienstag 11.5.
10 pdf Donnerstag 6.5. Dienstag 11.5. 18:00 Dienstag 18.5.<
kein Übungsblatt
Vorbereitung auf Klausur
Donnerstag 13.5. Donnerstag 20.5. Dienstag 25.5.
11 pdf Donnerstag 20.5. Donnerstag 27.5. Dienstag 1.6. bzw. bei Assistenten
12 pdf Donnerstag 27.5. Donnerstag 3.6. Abholen bei Assistenten


Assistenten

Sarah Heizmann (Koordination)   Büro 1.10 061 267 3786
Anthony Clark   Büro 1.12 061 267 3691
Dorothee Hug   Büro 1.12 061 267 3691