260243 VO Einführung in die Physik III (2017W)

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