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

11027-01Übung zu Physik 4
obligatorischer Teil fürs Physik- und Nanostudium
23462-01Ergänzungen 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.

 

DatumThemaNotizen
1.3. MoVorbesprechung
Einstein Koeffizienten
pdf
5.3. FrDipolstrahlung, inkl. quantenmechanische Herleitungpdf
8.3. MoAuswahlregeln, nicht-Dipol Übergängepdf
12.3. FrLebensdauer, natürliche Linienbreite, homogene und inhomogene Linienverbreiterungpdf
15.3. MoLASER, Resonatoren, Moden, Laserschwellepdf
19.3. FrKohaerenz, N-Niveau Laser, Einmodenlaser, Lasertypenpdfpdf
22.3. MoLaserpulse: Güteschaltung, aktive- und passive Modenkopplungpdf
26.3. FrMoleküle: Einleitung, Abschätzung Energiesalen, Born-Oppenheimer Methode
H2+ Molekülion: LCAO
pdf
29.3. MoH2+ Molekülion: LCAO, Austausch- und Überlappintegral, verbesserter Ansatz
2.4. FrKarfreitag 
5.4. MoOstermontag 
9.4. FrH2 Molekül: Hund-Mulliken (MO-LCAO) Näherung, Heitler-London Näherung, kovalent-Ionische Näherungpdf
12.4. MoMoleküle: Elektron Paarung, kovalente Bindung, ausgerichtete Orbitalepdf
16.4. Fr
HS 2
Moleküle: Hybridisierung, Wasserstoffbrücke, Kohlenwasserstoffe 
19.4. MoMoleküle: Bindungstypen, Van-der-Waals Bindungpdf
23.4. FrMoleküle: Rotationen und Schwingungen (2-atomige Moleküle): Starrer Rotator, Zentrifugalaufweitung, Schwingung 2-atomiger Moleküle, Schwingungs-Rotations Wechselwirkung, Rotationsbarrierepdf
26.4. MoSpektren 2-atomiger Moleküe, Schwingungs-Rotations Übergänge 
30.4. Frquantenmechanische Beschreibung des Spins, Spin im homogenen Magnetfield, Spinpräzession, Bloch Sphärepdf
3.5. MoSpinresonanzpdf
7.5. FrBlochsche Gleichungen, longitudinale und transversale Relaxation, Spinresonanz: Reflexions- und Induktionsmessungen, Spin Echopdf
10.5. MoModerne Quantenphysik: Superposition, Interferenz, Schrödingers Katze, Verschränkungpdf
14.5. FrFreitag nach Auffahrt 
17.5. MoBellsche Ungleichung / Hypothese verborgener Parameter 
21.5. FrQuantum Computation: Intro, Bestandteile, Qubits, Single and Multiple qubit gatespdf
24.5. MoPfingstmontag 
28.5. FrQuantenschaltkreise, no-cloning Theorem, Quantenteleportationpdf
31.5. MoQuantenparallelismus, 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

21027-01Übung zu Physik 4
obligatorischer Teil fürs Physik- und Nanostudium
23462-01Ergänzungen 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

BlattAusgabeAbgabeBesprechung
pdfDonnerstag 4.3.Donnerstag 11.3.Dienstag 16.3.
pdfDonnerstag 11.3.Donnerstag 18.3.Dienstag 23.3.
pdfDonnerstag 18.3.Donnerstag 25.3.Dienstag 30.3.
pdfDonnerstag 25.3.Mittwoch 31.3. 18:00Dienstag 6.4.
pdfMontag 29.3.Donnerstag 8.4. Dienstag 13.4.
pdfDonnerstag 8.4.Donnerstag 15.4. Dienstag 20.4.
pdfDonnerstag 15.4.Donnerstag 22.4. Dienstag 27.4.
pdfDonnerstag 22.4.Donnerstag 29.4. Dienstag 4.5.
pdfDonnerstag 29.4.Donnerstag 6.5. Dienstag 11.5.
10 pdfDonnerstag 6.5.Dienstag 11.5. 18:00Dienstag 18.5.<
kein Übungsblatt
Vorbereitung auf Klausur 
Donnerstag 13.5.Donnerstag 20.5. Dienstag 25.5.
11 pdfDonnerstag 20.5.Donnerstag 27.5. Dienstag 1.6. bzw. bei Assistenten
12 pdfDonnerstag 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