260243 VO Introduction to Physics III (2018W)
Quanta, atoms and nuclei
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Registration/Deregistration
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Details
Language: German
Examination dates
Monday
28.01.2019
15:00 - 18:00
Ludwig-Boltzmann-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, EG, 1090 Wien
Thursday
07.03.2019
11:00 - 14:00
Ludwig-Boltzmann-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, EG, 1090 Wien
Friday
24.05.2019
09:00 - 12:00
Ludwig-Boltzmann-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, EG, 1090 Wien
Monday
17.06.2019
16:30 - 19:30
Ernst-Mach-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 2. Stk., 1090 Wien
Thursday
03.10.2019
08:00 - 11:00
Ludwig-Boltzmann-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, EG, 1090 Wien
Lecturers
Classes (iCal) - next class is marked with N
Monday
01.10.
11:00 - 12:30
Christian-Doppler-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 3. Stk., 1090 Wien
(Kickoff Class)
Wednesday
03.10.
11:00 - 12:30
Christian-Doppler-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 3. Stk., 1090 Wien
Monday
08.10.
11:00 - 12:30
Christian-Doppler-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 3. Stk., 1090 Wien
Wednesday
10.10.
11:00 - 12:30
Christian-Doppler-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 3. Stk., 1090 Wien
Monday
15.10.
11:00 - 12:30
Christian-Doppler-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 3. Stk., 1090 Wien
Wednesday
17.10.
11:00 - 12:30
Christian-Doppler-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 3. Stk., 1090 Wien
Monday
22.10.
11:00 - 12:30
Christian-Doppler-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 3. Stk., 1090 Wien
Wednesday
24.10.
11:00 - 12:30
Christian-Doppler-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 3. Stk., 1090 Wien
Monday
29.10.
11:00 - 12:30
Christian-Doppler-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 3. Stk., 1090 Wien
Wednesday
31.10.
11:00 - 12:30
Christian-Doppler-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 3. Stk., 1090 Wien
Monday
05.11.
11:00 - 12:30
Christian-Doppler-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 3. Stk., 1090 Wien
Wednesday
07.11.
11:00 - 12:30
Christian-Doppler-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 3. Stk., 1090 Wien
Monday
12.11.
11:00 - 12:30
Christian-Doppler-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 3. Stk., 1090 Wien
Wednesday
14.11.
11:00 - 12:30
Christian-Doppler-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 3. Stk., 1090 Wien
Monday
19.11.
11:00 - 12:30
Christian-Doppler-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 3. Stk., 1090 Wien
Wednesday
21.11.
11:00 - 12:30
Christian-Doppler-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 3. Stk., 1090 Wien
Monday
26.11.
11:00 - 12:30
Christian-Doppler-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 3. Stk., 1090 Wien
Wednesday
28.11.
11:00 - 12:30
Christian-Doppler-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 3. Stk., 1090 Wien
Monday
03.12.
11:00 - 12:30
Christian-Doppler-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 3. Stk., 1090 Wien
Wednesday
05.12.
11:00 - 12:30
Christian-Doppler-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 3. Stk., 1090 Wien
Monday
10.12.
11:00 - 12:30
Christian-Doppler-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 3. Stk., 1090 Wien
Wednesday
12.12.
11:00 - 12:30
Christian-Doppler-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 3. Stk., 1090 Wien
Monday
07.01.
11:00 - 12:30
Christian-Doppler-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 3. Stk., 1090 Wien
Wednesday
09.01.
11:00 - 12:30
Christian-Doppler-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 3. Stk., 1090 Wien
Monday
14.01.
11:00 - 12:30
Christian-Doppler-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 3. Stk., 1090 Wien
Wednesday
16.01.
11:00 - 12:30
Christian-Doppler-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 3. Stk., 1090 Wien
Monday
21.01.
11:00 - 12:30
Christian-Doppler-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 3. Stk., 1090 Wien
Wednesday
23.01.
11:00 - 12:30
Christian-Doppler-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 3. Stk., 1090 Wien
Monday
28.01.
11:00 - 12:30
Christian-Doppler-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 3. Stk., 1090 Wien
Information
Aims, contents and method of the course
Fundamentals of quantum mechanics, atomic and nuclear physics
Assessment and permitted materials
3 hours written exam at the end of the semester
(combination of free answers and multiple choice)
(combination of free answers and multiple choice)
Minimum requirements and assessment criteria
Understanding of the fundamental phenomena, experiments, relations, methods, concepts and estimates of quantum physics, atomic and nuclear physics.
Examination topics
Atom und Quantenphysik1. Wie kann man Atome und Moleküle sichtbar machen, vermessen und wiegen?
2. Die Teilchennatur des Photons: Schwarzkörperstrahlung, Fotoeffekt, Compton-
Effekt, Masse, Impuls, Drehimpuls, Strahlungsdruck
3. Einfache Quanteninformation mit Photonen: Polarisation und QUBITS
4. Die Diskrete Natur der Atome: Atomspektren, Rydberg-Serie, Bohr-Modell,
Franck-Hertz Versuch
5. Welle-Teilchen Dualismus: de Broglie Hypothese, Elektronenbeugung, Atom
und Molekülbeugung, Materiewellen-Interferometrie, Heisenberg's Unbestimmtheitsrelation,
Grundbegriffe der Kohärenz
6. Experimentelle Motivation der Schrödinger-Gleichung und Motivation der
Wellenphänomene
7. Einfache Potentiale und experimentelle Realisierungen: Quantenpunkte,
Tunneleffekt: Skalierung, Analogie zu evaneszenten Wellen, Tunnelmikroskopie,
Harmonischer Oszillator: moderne Anwendungen
8. Das Wasserstoffatom: Motivation der n,l,m Quantenzahlen, Energiespektrum,
Zahl der Zustände, Vergleich mit Bohr, Bedeutung der Orbitale
9. Magnetismus von Atomen: Zeeman Effekt und Stern-Gerlach-Experiment,
10. Präzession im Magnetfeld, Bloch-Gleichungen, Pauli-Matrizen, Spin-Resonanz-
Experimente
11. Relativistische Erweiterung des Schrödinger-Modells: Feinstruktur und Lamb-
Shift: Idee und wie experimentell zugänglich
12. Kernspin: Hyperfeinstruktur; Relevanz für die moderne Atomphysik:
13. Schalenaufbau der Atome, Periodensystem der Elemente, Pauli Prinzip,
Aufbau-Prinzip, Hund'sche Regeln, Qualitative Verhältnisse im PSE
14. Exotische Atome: Myon, Positronium, Protonium, Antiwasserstoff
15. elementare Bindungsformen zwischen AtomenKernphysik
1. Größe, Dichte, Massen- und Ladungsverteilung des Atomkerns, Rutherfordexperiment
2. Tröpfchenmodell und Bindungsenergien
3. Fermigas und Schalen-Modell (qualitativ)
4. Zerfallsprozesse: alpha, beta, gamma,
5. Nuklidkarte, Zerfallsgesetz und Zerfallsreihen
6. Nachweismethoden fur radioaktive Strahlung
7. Neutrinos: Motivation, Eigenschaften, Moderne Experimente
8. Ww radioaktiver Strahlung mit Materie
9. Strahlenschutz im Alltag
10. Radioaktivität in Technik: Fission und Fusion in der Energiegewinnung
11. Stellare Kernprozesse
12. Anwendungen der Isotopenphysik: Datierungsverfahren
2. Die Teilchennatur des Photons: Schwarzkörperstrahlung, Fotoeffekt, Compton-
Effekt, Masse, Impuls, Drehimpuls, Strahlungsdruck
3. Einfache Quanteninformation mit Photonen: Polarisation und QUBITS
4. Die Diskrete Natur der Atome: Atomspektren, Rydberg-Serie, Bohr-Modell,
Franck-Hertz Versuch
5. Welle-Teilchen Dualismus: de Broglie Hypothese, Elektronenbeugung, Atom
und Molekülbeugung, Materiewellen-Interferometrie, Heisenberg's Unbestimmtheitsrelation,
Grundbegriffe der Kohärenz
6. Experimentelle Motivation der Schrödinger-Gleichung und Motivation der
Wellenphänomene
7. Einfache Potentiale und experimentelle Realisierungen: Quantenpunkte,
Tunneleffekt: Skalierung, Analogie zu evaneszenten Wellen, Tunnelmikroskopie,
Harmonischer Oszillator: moderne Anwendungen
8. Das Wasserstoffatom: Motivation der n,l,m Quantenzahlen, Energiespektrum,
Zahl der Zustände, Vergleich mit Bohr, Bedeutung der Orbitale
9. Magnetismus von Atomen: Zeeman Effekt und Stern-Gerlach-Experiment,
10. Präzession im Magnetfeld, Bloch-Gleichungen, Pauli-Matrizen, Spin-Resonanz-
Experimente
11. Relativistische Erweiterung des Schrödinger-Modells: Feinstruktur und Lamb-
Shift: Idee und wie experimentell zugänglich
12. Kernspin: Hyperfeinstruktur; Relevanz für die moderne Atomphysik:
13. Schalenaufbau der Atome, Periodensystem der Elemente, Pauli Prinzip,
Aufbau-Prinzip, Hund'sche Regeln, Qualitative Verhältnisse im PSE
14. Exotische Atome: Myon, Positronium, Protonium, Antiwasserstoff
15. elementare Bindungsformen zwischen AtomenKernphysik
1. Größe, Dichte, Massen- und Ladungsverteilung des Atomkerns, Rutherfordexperiment
2. Tröpfchenmodell und Bindungsenergien
3. Fermigas und Schalen-Modell (qualitativ)
4. Zerfallsprozesse: alpha, beta, gamma,
5. Nuklidkarte, Zerfallsgesetz und Zerfallsreihen
6. Nachweismethoden fur radioaktive Strahlung
7. Neutrinos: Motivation, Eigenschaften, Moderne Experimente
8. Ww radioaktiver Strahlung mit Materie
9. Strahlenschutz im Alltag
10. Radioaktivität in Technik: Fission und Fusion in der Energiegewinnung
11. Stellare Kernprozesse
12. Anwendungen der Isotopenphysik: Datierungsverfahren
Reading list
All lecture content is provided in a PDF conversion on PPT slides via Moodle.
This contains the entire lecture content + additional back ground material.All topics of this lecture are also described in dozens of excellent textbooks,
many of which are freely available as e-books for UNIVIE students. This includes:1. W. Demtröder: Experimentalphysik 3 Springer 2016,
2. W. Demtröder: Experimentalphysik 4, Springer 2014.
3. Tipler Physik, Springer 2015
4. Meschede, Gerthsen Physik Springer 2015
5. Bethge, Walter & Wiedemann, B. Kernphysik: Eine Einführung. Springer, 2008and many others on quantum, atomic, and nuclear physics
This contains the entire lecture content + additional back ground material.All topics of this lecture are also described in dozens of excellent textbooks,
many of which are freely available as e-books for UNIVIE students. This includes:1. W. Demtröder: Experimentalphysik 3 Springer 2016,
2. W. Demtröder: Experimentalphysik 4, Springer 2014.
3. Tipler Physik, Springer 2015
4. Meschede, Gerthsen Physik Springer 2015
5. Bethge, Walter & Wiedemann, B. Kernphysik: Eine Einführung. Springer, 2008and many others on quantum, atomic, and nuclear physics
Association in the course directory
P 7, LA-Ph212(1), LA-Ph212(2)
Last modified: Mo 07.09.2020 15:41