Quantum Coherence Lab

Zumbühl Group

 

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

für Studentinnen und Studenten der Physik, Mathematik, Nanowissenschaften und Computational Sciences
Frühjahrsemester 2008


last updated may 30, 2008, dmz


Prof. Dominik Zumbühl,

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

Prüfung
28.-31. Juli, 2008, mündlich (20 minuten), geprüft wird gesamter Inhalt der Vorlesung und Übungen

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
18.2. Vorbesprechung  
22.2. Einstein Koeffizienten, Dipolstrahlung pdf
25.2. Auswahlregeln pdf
29.2. Auswahlregeln, nicht-Dipol Übergänge, Lebensdauer, natürliche Linienbreite pdf
3.3. homogene und inhomogene Verbreiterung, Laser pdf
7.3. Laserschwelle, Moden, Lasertypen, Resonatoren pdf
10.3. keine Vorlesung  
14.3. Kohaerenz, Einmodenlaser, Laserpulse: Güteschaltung, aktive- und passive Modenkopplung pdf
17.3. Osterwoche  
21.3. Karfreitag
 
24.3. Ostermontag
28.3. Moleküle: Einleitung, Abschätzung Energiesalen, Born-Oppenheimer Methode pdf
31.3. Moleküle: H2+ Molekülion, LCAO, Austausch- und Überlappintegral, verbesserter Ansatz pdf
4.4. Moleküle: H2 Molekül pdf
7.4. Moleküle: Elektron Paarung, Kovalente Bindung, Valenzzahl, Ausgerichtete Orbitale pdf
11.4. Moleküle: Hybridisierung, Kohlenwasserstoffe, Benzol
Bindungstypen, Van-der-Waals Bindung, Rotation
pdf
pdf
14.4 Moleküle: Zentrifugalaufweitung, Rotation und Elektronspin, Schwingung, Morse Potential pdf
18.4. Moleküle: Schwingungs-Rotations Wechselwirkung, Rotationsbarriere,
Spektren (2-atomig), Schwingungs-Rotations Übergänge
quantenmechanische Beschreibung Spin
pdf
.
pdf
21.4. Spin im homogenen Magnetfield, Spinpräzession pdf
25.4. Spinresonanz, Resonanzbedingung, Blochsche Gleichungen,
longitudinale und transversale Relaxation, T1, T2,
pdf
28.4. Blochsche Späre, T2*, Spin Resonanz Experimente, Induktions Methode pdf
2.5. Auffahrt  
5.5. Vorlesung: 12:15 bis 14:00
Spin Echo, Hinweise Uebung 9
 
9.5. Kernspinresonanz, Anwedungen in Chemie und Medizin, Hinweise Uebung 10 pdf
12.5. Pfingstmontag  
16.5. keine Vorlesung  
19.5.    
23.5. Moderne Quantenphysik: Superposition, Interferenz, Schrödingers Katze, Verschränkung,
pdf
26.5. Vorlesung: 12:15 bis 14:00
Bellsche Ungleichung / Hypothese verborgener Parameter
Quantum Computation: Intro, Bestandteile, Qubits, Single and Multiple qubit gates
pdf
30.5. Quantum Computation: Quantenschaltkreise, no-cloning Theorem, Quantenteleportation,
Quantenparallelismus, Deutsch's Algorithmus
pdf



Übungen
Informationsblatt pdf
Dienstag, 8:15 - 09:00, HS2, Kristine Bedner
Dienstag, 9:15 - 10:00, HS1, Mihajlo Vanevic
Dienstag, 9:15 - 10:00, HS2, Bahram Ganjipour

Übungsklausur, schriftlich !!!! Klausur Resultate !!!!
Dienstag, 20. Mai 2008, 08:30 bis 10:00
geprüft wird: Inhalt der Übungsblätter
Taschenrechner erlaubt (nur nicht-analytische Taschenrechner), keine anderen Hilfsmittel

Testatbedingungen
Übungen 3 korrigierte Blätter, 36 Punkte max.
Vorlösen in Übungsstunde, 12 Punkte max.
Übungsklausur schriftlich, 36 Punkte max.
Testatbedingung: Erreichen von 50 Punkten

Übungen

Blatt Ausgabe Abgabe Besprechung
1 pdf 22.2. 29.2. 04.3.
2 pdf 29.2. 07.3. 11.3.
3 pdf 07.3. 14.3. 25.3.
4 pdf 14.3. 28.3. 18:00 01.4.
5 pdf 31.3. 04.4. 18:00 08.4.
6 pdf 04.4. 11.4. 18:00 15.4.
7 pdf 11.4. 18.4. 18:00 22.4.
8 pdf 18.4. 25.4. 18:00 29.4.
9 pdf 25.4. 05.5. 13:15 06.5.
10 pdf 5.5. 09.5. 18:00 13.5.
Klausur     20.5.
11      


Assistenten

Sarah Heizmann (Koordination)   Büro 1.10 061 267 3686
Bahram Ganjipour   Büro 1.10 061 267 3786
Kristine Bedner   Büro 1.10 061 267 3786
Mihajlo Vanevic   Büro 4.13 061 267 3653