FS 2020: Einführung in die Physik IV: Atom- und Molekülphysik (3 KP + 1 KP + 1 KP)
VV-Nr. 11026-01
| Dozenten | Prof. Dr. Philipp Treutlein, Dr. Tilman Zibold |
| Zeit und Ort | Mo, 13:15-14:00, Alter HS2 1.22 (bzw. via zoom) Fr. 10:15-12:00, Neuer HS1 (bzw. via zoom) Übungen: Es wird in der Vorlesung eine Gruppeneinteilung gemacht |
| Erste Vorlesung | 17. Februar 2020 |
| Letzte Vorlesung | 29. Mai 2020 |
| Klausur | Ersttermin: 8. Juli 2020, 09:00-12:00 |
Inhalt
1) Formalismus der Quantenmechanik:
Hilbertraum, Quantenzustände, Observable, Eigenzustände, Messungen, Erwartungswerte, Unschärferelation, Schrödingergleichung, Zeitentwicklung
2) Spin / Zweiniveausystem
Spinoperatoren, Kommutator, Spinmessungen, Blochvektor, Spinpräzession, Rabioszillationen, Qubits und Quantengatter, NMR
3) Zusammengesetzte Systeme
Drehimpulskopplung, Produktzustände, Verschränkung, EPR Paradoxon
4) Atome mit mehreren Elektronen
Wasserstoff (WH), Alkaliatome, Helium, Erdalkaliatome
5) Atom-Licht-Wechselwirkung
Absorption, stimulierte und spontane Emission, Einstein-Ratengleichungen, Laser, Laserkühlung, Auswahlregeln, Linienbreite und -form, optische Atomuhren, Ramseysequenz
6) Moleküle
H2+, bindende/antibindende Orbitale, H2, NH3, Molekülschwingungen und -rotationen, Molekülspektren
Zielgruppe
Studierende der Physik, Nanowissenschaften und Computational Physics im 4. Semester.
Übungen und Vorlesungsmaterial
Übungsblätter, Skripte und anderes Vorlesungsmaterial werden auf ADAM bereitgestellt.
Literatur
Neben dem Besuch der Vorlesung und Übungen sollten die physikalischen Inhalte regelmässig nachbereitet und in Lehrbüchern nachgelesen werden. Die Vorlesung orientiert sich an den folgenden Büchern:
- H. Haken und H. C. Wolf: Atom- und Quantenphysik
- W. Demtröder: Experimentalphysik 3: Atome, Moleküle und Festkörper
- T. Mayer-Kuckuk: Atomphysik
- C. J. Foot: Atomic Physics
- D. J. Griffiths: Introduction to Quantum Mechanics
- J. J. Sakurai: Modern Quantum Mechanics
- C. Cohen-Tannougji, B. Diu, F. Laloë: Quantenmechanik Band 1+2