Physik IV (11026-01 und Übung 11027-01)
für Studentinnen und Studenten der Physik, Mathematik, Nanowissenschaften und Computational Sciences
Frühjahrsemester 2009
last updated September 30, 2009, 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
mündlich (20 minuten), geprüft wird gesamter Inhalt der Vorlesung und Übungen
Daten: 5. Woche nach Semesterende Mo-Fr, d.h. Montag, 29. Juni bis Freitag, 3. Juli 2009
Physik IV Pruefung nach HS2009 (Wiederholpruefung) Donnerstag und Freitag, 28./29. Januar 2010
Übungsklausur, schriftlich !!!!
Dienstag, 19. Mai 2009, 08:30 bis 10:00, Grosser Hoersaal
geprüft wird: Inhalt der Übungsblätter Nummer 1 bis und mit 10
KEINE Hilfsmittel zugelassen
Testatpunkte Uebung pdf
Einsicht in die Klausur in den Uebungsstunden am 26. / 27. Mai
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 |
16.2. Mo | Vorbesprechung | |
20.2. Fr | Einstein Koeffizienten, Dipolstrahlung | |
23.2. Mo | quantenmechanische Herleitung Dipoluebergangs-Matrixelemente | pdf, pdf |
27.2. Fr | Auswahlregeln, nicht-Dipol Übergänge | |
2.3. Mo | Fasnachtswoche | |
6.3. Fr | Fasnachtswoche | |
9.3. Mo | Spinauswahlregeln, Lebensdauer, natürliche Linienbreite, homogene und inhomogene Linienverbreiterung | |
13.3. Fr | LASER, Laserschwelle, Moden, Lasertypen, Resonatoren | pdf, pdf |
16.3. Mo | Kohaerenz, N-Niveau Laser, Einmodenlaser | |
20.3. Fr | Laserpulse: Güteschaltung, aktive- und passive Modenkopplung | |
23.3. Mo | Moleküle: Einleitung, Abschätzung Energiesalen, Born-Oppenheimer Methode | |
27.3. Fr | Born-Oppenheimer Methode H2+ Molekülion: LCAO, Austausch- und Überlappintegral, verbesserter Ansatz | dito pdf 23.3. |
30.3. Mo | H2 Molekül: Hund-Mulliken (MO-LCAO) Näherung | |
3.4. Fr | H2 Molekül: Heitler-London Näherung, kovalent-Ionische Näherung Einfache Moleküle: Elektron Paarung, kovalente Bindung, ausgerichtete Orbitale | |
6.4. Mo | Einfache Moleküle: Hybridisierung, Wasserstoffbrücke, Kohlenwasserstoffe | |
10.4. Fr | Karfreitag | |
13.4. Mo | Ostermontag | |
17.4. Fr | Bindungstypen, Van-der-Waals Bindungm Moleküle: Rotationen und Schwingungen (2-atomige Moleküle): Starrer Rotator, Zentrifugalaufweitung, Schwingung 2-atomiger Moleküle | pdf, |
20.4. Mo | Schwingungs-Rotations Wechselwirkung, Rotationsbarriere, Spektren 2-atomiger Moleküe, Schwingungs-Rotations Übergänge | |
24.4. Fr | quantenmechanische Beschreibung des Spins, Spin im homogenen Magnetfield, Spinpräzession, Bloch Sphäre | |
27.4. Mo | Spinresonanz | |
1.5. Fr | 1. Mai | |
4.5. Mo | Blochsche Gleichungen, longitudinale und transversale Relaxation | |
8.5. Fr | Spinresonanz: Reflexions- und Induktionsmessungen, Spin Echo Moderne Quantenphysik: Superposition, Interferenz, Schrödingers Katze, Verschränkung | |
11.5. Mo | Bellsche Ungleichung / Hypothese verborgener Parameter | |
15.5. Fr | Quantum Computation: Intro, Bestandteile, Qubits, Single and Multiple qubit gates | |
18.5. Mo | Quantenschaltkreise, no-cloning Theorem | |
22.5. Fr | Freitag nach Auffahrt | |
25.5. Mo | Quantenteleportation | |
29.5. Fr | Quantenparallelismus, Deutsch's Algorithmus |
total: 35 Vorlesungen a 45 Min.
Übungen
Informationsblatt pdf
Dienstag, 8:30 - 10:00, 401, Andreas Baumgartner
Dienstag, 8:30 - 10:00, HS2, Dominikus Kölbl
Mittwoch, 12:15 - 13:45, 109, Florian Dettwiler
Ausgabe Übungsblätter: Freitag in der Vorlesung, oder ab web-page
Abgabe: am darauffolgenden Freitag bis 10:15 Uhr im Büro 1.10
Korrigiert werden alle Aufgaben, die Sternchen-Aufgabe gehört zum Testat.
Abschreiben ist verboten und wird bestraft.
Übungsklausur, schriftlich !!!!
Dienstag, 19. Mai 2009, 08:30 bis 10:00, Grosser Hoersaal
geprüft wird: Inhalt der Übungsblätter Nummer 1 bis und mit 10
KEINE Hilfsmittel zugelassen
Einsicht in die Klausur in den Uebungsstunden am 26. / 27. Mai
Testatbedingungen (Uebung)
Punkte erhält man aus den Sternchenaufgaben und der Übungsklausur.
Es sind 60% der Punkte nötig um das Testat zu erlangen.
Übungen
Blatt | Ausgabe | Abgabe | Besprechung |
1 pdf | 20.2. | 27.2. | 10./11.3. |
2 pdf | 27.2. | 13.3. | 17./18.3. |
3 pdf | 13.3. | 20.3. | 24./25.3. |
4 pdf | 20.3. | 27.3. | 31./1.4. |
5 pdf | 27.3. | 3.4. | 7./8.4. |
6 pdf | 3.4. | 8.4. 18:00 | 14./15.4. |
7 pdf | 8.4. | 17.4. | 21./22.4. |
8 pdf | 17.4. | 24.4. | 28./29.4. |
9 pdf | 24.4. | Mo 4.5., 10:00 | 5./6.5. |
10 pdf | 30.4. | 8.5. | 12./13.5. |
kein Übungsblatt Vorbereitung auf Klausur | 8.5. | 15.5. | |
11 (freiwillig) pdf | 15.4. | Montag, 25.5.09, 12:15 Uhr | 26./27.5. bzw. bei Assistenten |
12 (freiwillig) pdf | 20.4. | 29.5. | Abholen bei Assistenten |
Assistenten
Andreas Baumgartner | Büro 0.14 | 061 267 3679 | |
Anthony Clark | Büro 1.12 | 061 267 3691 | |
Florian Dettwiler | Büro 1.12 | 061 267 3691 | |
Sarah Heizmann (Koordination) | Büro 1.10 | 061 267 3786 | |
Dominikus Kölbl | Büro 1.12 | 061 267 3691 |