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.

 

DatumThemaNotizen
16.2. MoVorbesprechung 
20.2. FrEinstein Koeffizienten, Dipolstrahlungpdf
23.2. Moquantenmechanische Herleitung Dipoluebergangs-Matrixelementepdfpdf
27.2. FrAuswahlregeln, nicht-Dipol Übergängepdf
2.3. MoFasnachtswoche
6.3. FrFasnachtswoche
9.3. MoSpinauswahlregeln, Lebensdauer, natürliche Linienbreite, homogene und inhomogene Linienverbreiterungpdf
13.3. FrLASER, Laserschwelle, Moden, Lasertypen, Resonatoren pdfpdf
16.3. MoKohaerenz, N-Niveau Laser, Einmodenlaserpdf
20.3. FrLaserpulse: Güteschaltung, aktive- und passive Modenkopplungpdf
23.3. MoMoleküle: Einleitung, Abschätzung Energiesalen, Born-Oppenheimer Methodepdf
27.3. FrBorn-Oppenheimer Methode
H2+ Molekülion: LCAO, Austausch- und Überlappintegral, verbesserter Ansatz
dito pdf 23.3.
30.3. MoH2 Molekül: Hund-Mulliken (MO-LCAO) Näherungpdf
3.4. FrH2 Molekül: Heitler-London Näherung, kovalent-Ionische Näherung
Einfache Moleküle: Elektron Paarung, kovalente Bindung, ausgerichtete Orbitale
pdf
6.4. MoEinfache Moleküle: Hybridisierung, Wasserstoffbrücke, Kohlenwasserstoffepdf
10.4. FrKarfreitag
13.4. MoOstermontag
17.4. FrBindungstypen, Van-der-Waals Bindungm
Moleküle: Rotationen und Schwingungen (2-atomige Moleküle): Starrer Rotator, Zentrifugalaufweitung, Schwingung 2-atomiger Moleküle
pdf
pdf
20.4. MoSchwingungs-Rotations Wechselwirkung, Rotationsbarriere, Spektren 2-atomiger Moleküe, Schwingungs-Rotations Übergänge
24.4. Frquantenmechanische Beschreibung des Spins, Spin im homogenen Magnetfield, Spinpräzession, Bloch Sphärepdf
27.4. MoSpinresonanzpdf
1.5. Fr1. Mai
4.5. MoBlochsche Gleichungen, longitudinale und transversale Relaxationpdf
8.5. FrSpinresonanz: Reflexions- und Induktionsmessungen, Spin Echo
Moderne Quantenphysik: Superposition, Interferenz, Schrödingers Katze, Verschränkung

pdf
11.5. MoBellsche Ungleichung / Hypothese verborgener Parameter
15.5. FrQuantum Computation: Intro, Bestandteile, Qubits, Single and Multiple qubit gatespdf
18.5. MoQuantenschaltkreise, no-cloning Theorempdf
22.5. FrFreitag nach Auffahrt
25.5. MoQuantenteleportation
29.5. FrQuantenparallelismus, 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

BlattAusgabeAbgabeBesprechung
pdf20.2.27.2.10./11.3.
pdf27.2.13.3.17./18.3.
pdf13.3.20.3.24./25.3.
pdf20.3.27.3.31./1.4.
pdf27.3.3.4.7./8.4.
pdf3.4.8.4. 18:0014./15.4.
pdf8.4.17.4.21./22.4.
pdf17.4.24.4.28./29.4.
pdf24.4.Mo 4.5., 10:005./6.5.
10 pdf30.4.8.5.12./13.5.
kein Übungsblatt
Vorbereitung auf Klausur
8.5.15.5. 
11 (freiwillig) pdf15.4.Montag, 25.5.09, 12:15 Uhr26./27.5. bzw. bei Assistenten
12 (freiwillig) pdf20.4.29.5.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