Universität Wien

260065 VO Theoretical Physics III: Quantum Mechanics (2020S)

6.00 ECTS (4.00 SWS), SPL 26 - Physik
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Details

Language: German

Examination dates

Lecturers

Classes (iCal) - next class is marked with N

  • Monday 09.03. 09:00 - 10:30 Ludwig-Boltzmann-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, EG, 1090 Wien (Kickoff Class)
  • Wednesday 11.03. 09:00 - 10:30 Ludwig-Boltzmann-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, EG, 1090 Wien
  • Monday 16.03. 09:00 - 10:30 Ludwig-Boltzmann-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, EG, 1090 Wien
  • Wednesday 18.03. 09:00 - 10:30 Ludwig-Boltzmann-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, EG, 1090 Wien
  • Monday 23.03. 09:00 - 10:30 Ludwig-Boltzmann-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, EG, 1090 Wien
  • Wednesday 25.03. 09:00 - 10:30 Ludwig-Boltzmann-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, EG, 1090 Wien
  • Monday 30.03. 09:00 - 10:30 Ludwig-Boltzmann-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, EG, 1090 Wien
  • Wednesday 01.04. 09:00 - 10:30 Ludwig-Boltzmann-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, EG, 1090 Wien
  • Monday 20.04. 09:00 - 10:30 Ludwig-Boltzmann-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, EG, 1090 Wien
  • Wednesday 22.04. 09:00 - 10:30 Ludwig-Boltzmann-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, EG, 1090 Wien
  • Monday 27.04. 09:00 - 10:30 Ludwig-Boltzmann-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, EG, 1090 Wien
  • Wednesday 29.04. 09:00 - 10:30 Ludwig-Boltzmann-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, EG, 1090 Wien
  • Monday 04.05. 09:00 - 10:30 Ludwig-Boltzmann-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, EG, 1090 Wien
  • Wednesday 06.05. 09:00 - 10:30 Ludwig-Boltzmann-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, EG, 1090 Wien
  • Monday 11.05. 09:00 - 10:30 Ludwig-Boltzmann-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, EG, 1090 Wien
  • Wednesday 13.05. 09:00 - 10:30 Ludwig-Boltzmann-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, EG, 1090 Wien
  • Monday 18.05. 09:00 - 10:30 Ludwig-Boltzmann-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, EG, 1090 Wien
  • Wednesday 20.05. 09:00 - 10:30 Ludwig-Boltzmann-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, EG, 1090 Wien
  • Monday 25.05. 09:00 - 10:30 Ludwig-Boltzmann-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, EG, 1090 Wien
  • Wednesday 27.05. 09:00 - 10:30 Ludwig-Boltzmann-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, EG, 1090 Wien
  • Wednesday 03.06. 09:00 - 10:30 Ludwig-Boltzmann-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, EG, 1090 Wien
  • Monday 08.06. 09:00 - 10:30 Ludwig-Boltzmann-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, EG, 1090 Wien
  • Wednesday 10.06. 09:00 - 10:30 Ludwig-Boltzmann-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, EG, 1090 Wien
  • Monday 15.06. 09:00 - 10:30 Ludwig-Boltzmann-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, EG, 1090 Wien
  • Wednesday 17.06. 09:00 - 10:30 Ludwig-Boltzmann-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, EG, 1090 Wien
  • Monday 22.06. 09:00 - 10:30 Ludwig-Boltzmann-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, EG, 1090 Wien
  • Wednesday 24.06. 09:00 - 10:30 Ludwig-Boltzmann-Hörsaal, Boltzmanngasse 5, EG, 1090 Wien

Information

Aims, contents and method of the course

Ziel dieser Lehrveranstaltung ist es, die Studierenden mit den theoretischen Grundlagen der Quantenmechanik vertraut zu machen. Die LV bildet eine untrennbare Einheit mit den Übungen zur Theoretischen Physik III.
https://ufind.univie.ac.at/de/course.html?lv=260068&semester=2020S

Inhalte und Gliederung:

0. HISTORISCHE EINFÜHRUNG

0.1. Klassische Mechanik
0.2. Klassische Feldtheorie
0.3. Klassische statistische Mechanik
0.4. Die Hohlraumstrahlung
0.5. Der photoelektrische Effekt
0.6. Der Compton-Effekt

1. GRUNDLEGENDE KONZEPTE

1.1. Das Stern-Gerlach-Experiment
1.2. Kets, Bras, und Operatoren
1.3. Basis-Kets und Matrixdarstellungen
1.4. Messungen und die Unschärferelationen
1.5. Basisänderung
1.6. Ort, Impuls, und Translation
1.7. Wellenfunktionen im Orts- und Impulsraum

2. QUANTENDYNAMIK

2.1. Zeitentwicklung und die Schrödingergleichung
2.2. Das Schrödinger- und das Heisenbergbild
2.3. Der eindimensionale harmonische Oszillator
2.4. Die Schrödinger Wellengleichung
2.5. Eindimensionale Probleme
2.6. Potentiale und Eichtransformationen

3. THEORIE DES DREHIMPULSES UND ZENTRALE POTENTIALE

3.1. Drehungen und Vertauschungsrelationen für den Drehimpuls
3.2. Spin-1/2 Systeme
3.3. Bahndrehimpuls
3.4. Addition von Drehimpulsen
3.5. Zentrale Potentiale: Trennung der Variablen, Entartung, Kugelfunktionen
3.6. Das Wasserstoffatom

4. SYMMETRIE IN DER QUANTENMECHANIK

4.1. Symmetrien, Erhaltungsgesetze, und Entartungen
4.2. Diskrete Symmetrien, Parität
4.3. Gittertranslation als diskrete Symmetrie, das Bloch-Theorem
4.4. Die Zeitumkehrung als diskrete Symmetrie

5. NÄHERUNGSMETHODEN

5.1. Zeitunabhängige Störungstheorie: Nicht entartete Zustände
5.2. Zeitunabhängige Störungstheorie für entartete Zustände
5.3. Variationsprinzip
5.4. WKB (Wentzel-Kramers-Brillouin)-Methode
5.5. Zeitabhängige Störungsrechnung

6. IDENTISCHE TEILCHEN

6.1. Vertauschungssymmetrie
6.2. Bosonen und Fermionen
6.3. Zwei-Elektronen Systeme
6.4. Das Helium-Atom

Assessment and permitted materials

AKTUALISIERTE MODALITÄTEN für die Prüfung, die am 2.7.2020 stattfinden sollte:
Modus: schriftliche, Take-Home-Prüfung
Termin: 6. Juli 2020 um 13:00
Abgabe: nach 50 h, spätestens bis 8. Juli 2020 um 15:00

Ablauf: Alle Studierenden, die für die Prüfung angemeldet sein werden, bekommen am 6.7.2020 Zugang zur Prüfung auf der moodle-Seite der T3 Vorlesung in Form einer pdf-Datei als Download. Die Teilnehmerinnen und Teilnehmer haben 50 Stunden Zeit, an der Prüfung zu arbeiten. Die Lösungen müssen spätestens am 8.7.2020 um 15:00 hochgeladen sein.

Es gelten folgende Regeln:
1. Alle zur Verfügung stehenden Hilfsmittel sind erlaubt. Die Aufgaben werden so konzipiert sein, dass Sie mit Hilfe des Skriptums und der Übungen zu lösen sind.
2. Wir setzen auf den akademischen Ehrenkodex. Gruppenbildung und Abschreiben der Lösungen ist nicht erwünscht.
3. Fachliche Diskussionen über Aufgaben mit Kollegen und Kolleginnen sind erlaubt. Die Person und die Aufgabe, die besprochen wurde, ist schriftlich bekanntzugeben. Diese Information fließt nicht in die Benotung ein, wird aber als Bestandteil der o.g. akademischen Integrität angesehen.

Minimum requirements and assessment criteria

50% der maximalen Anzahl der Punkte der schriftlichen Prüfung.

Examination topics

Die Gesamtheit des in der LV und in den Übungen besprochenen Materials.

Reading list

1. J. J. Sakurai, Modern Quantum Mechanics, Addison-Wesley, 1985
2. K. Gottfried, Quantum Mechanics, Volume I: Fundamentals, Benjamin-Cummings, 1966
3. F. Schwabl, Quantenmechanik, 5. Auflage, Springer-Verlag, 1998

Association in the course directory

T III, P 13

Last modified: Tu 14.11.2023 00:23