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260243 VO Einführung in die Physik III (2018W)

Quanten, Atome und Kerne

5.00 ECTS (4.00 SWS), SPL 26 - Physik

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Details

Sprache: Deutsch

Prüfungstermine

Lehrende

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Montag 01.10. 11:00 - 12:30 Christian-Doppler-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 3. Stk., 1090 Wien (Vorbesprechung)
Mittwoch 03.10. 11:00 - 12:30 Christian-Doppler-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 3. Stk., 1090 Wien
Montag 08.10. 11:00 - 12:30 Christian-Doppler-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 3. Stk., 1090 Wien
Mittwoch 10.10. 11:00 - 12:30 Christian-Doppler-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 3. Stk., 1090 Wien
Montag 15.10. 11:00 - 12:30 Christian-Doppler-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 3. Stk., 1090 Wien
Mittwoch 17.10. 11:00 - 12:30 Christian-Doppler-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 3. Stk., 1090 Wien
Montag 22.10. 11:00 - 12:30 Christian-Doppler-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 3. Stk., 1090 Wien
Mittwoch 24.10. 11:00 - 12:30 Christian-Doppler-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 3. Stk., 1090 Wien
Montag 29.10. 11:00 - 12:30 Christian-Doppler-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 3. Stk., 1090 Wien
Mittwoch 31.10. 11:00 - 12:30 Christian-Doppler-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 3. Stk., 1090 Wien
Montag 05.11. 11:00 - 12:30 Christian-Doppler-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 3. Stk., 1090 Wien
Mittwoch 07.11. 11:00 - 12:30 Christian-Doppler-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 3. Stk., 1090 Wien
Montag 12.11. 11:00 - 12:30 Christian-Doppler-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 3. Stk., 1090 Wien
Mittwoch 14.11. 11:00 - 12:30 Christian-Doppler-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 3. Stk., 1090 Wien
Montag 19.11. 11:00 - 12:30 Christian-Doppler-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 3. Stk., 1090 Wien
Mittwoch 21.11. 11:00 - 12:30 Christian-Doppler-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 3. Stk., 1090 Wien
Montag 26.11. 11:00 - 12:30 Christian-Doppler-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 3. Stk., 1090 Wien
Mittwoch 28.11. 11:00 - 12:30 Christian-Doppler-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 3. Stk., 1090 Wien
Montag 03.12. 11:00 - 12:30 Christian-Doppler-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 3. Stk., 1090 Wien
Mittwoch 05.12. 11:00 - 12:30 Christian-Doppler-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 3. Stk., 1090 Wien
Montag 10.12. 11:00 - 12:30 Christian-Doppler-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 3. Stk., 1090 Wien
Mittwoch 12.12. 11:00 - 12:30 Christian-Doppler-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 3. Stk., 1090 Wien
Montag 07.01. 11:00 - 12:30 Christian-Doppler-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 3. Stk., 1090 Wien
Mittwoch 09.01. 11:00 - 12:30 Christian-Doppler-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 3. Stk., 1090 Wien
Montag 14.01. 11:00 - 12:30 Christian-Doppler-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 3. Stk., 1090 Wien
Mittwoch 16.01. 11:00 - 12:30 Christian-Doppler-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 3. Stk., 1090 Wien
Montag 21.01. 11:00 - 12:30 Christian-Doppler-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 3. Stk., 1090 Wien
Mittwoch 23.01. 11:00 - 12:30 Christian-Doppler-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 3. Stk., 1090 Wien
Montag 28.01. 11:00 - 12:30 Christian-Doppler-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, 3. Stk., 1090 Wien

Information

Ziele, Inhalte und Methode der Lehrveranstaltung

Grundlagen der Quantenmechanik, Atom- und Kernphysik.

Art der Leistungskontrolle und erlaubte Hilfsmittel

3-stündige schriftliche Prüfung am Ende des Semesters
(kombiniert freie Antworten und multiple choice)

Mindestanforderungen und Beurteilungsmaßstab

Verständnis der grundlegenden Phänomene, Experimente, Relationen, Methoden und Konzepte der Quanten-, Atom-, und Kernphysik

Prüfungsstoff

Atom und Quantenphysik

1. 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 Atomen

Kernphysik
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

Literatur

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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, 2008

and many others on quantum, atomic, and nuclear physics

Zuordnung im Vorlesungsverzeichnis

P 7, LA-Ph212(1), LA-Ph212(2)

Letzte Änderung: Do 05.09.2019 15:28