Modulverantwortliche:
Prof. Dr. Frank Cichos
Dauer:
1
Anzahl Wahlkurse:
0
Credits:
8,0
Startsemester:
WiSe 2022/23
Turnus:
jedes Wintersemester
Ziele:
Die Studierenden erfassen die grundlegenden Begriffe, Phänomene und Konzepte der Optik und Quantenphysik. Nach aktiver Teilnahme am Modul sind sie in der Lage, Aufgaben aus diesen Gebieten zu analysieren und selbstständig zu lösen. Sie können die erworbenen Kenntnisse auf typische Experimente anwenden und auf neue Problemstellungen übertragen. Sie sind in der Lage, mit Begriffen der Optik und Quantenphysik wissenschaftlich zu diskutieren und ihre Lösungen zu Aufgaben in diesen Gebieten argumentativ darzustellen und zu begründen.
Inhalt:
Elektromagnetische Wellen
- Elektromagnetische Wellen: Wellengleichung, elektromagnetisches Spektrum, ebene und Kugelwellen, Energietransport und Poynting-Vektor, Polarisation, Reflexion und Transmission, Fresnelsche Formeln, Hertzscher Dipol
- Wellenoptik: Huygenssches Prinzip, Beugung, Interferenz, Kohärenz, Interferometer, Einzel- und Doppelspalt, Beugungsgitter
Geometrische Optik
- Reflexion, Brechung, Spiegel, Linsen, Prismen, Optische Instrumente, Dispersion, Abbildungsfehler
Grundlagen der Quantenphysik
- Teilcheneigenschaften des Lichts: Photoeffekt, Schwarzkörperstrahlung, Photonengas, Plancksches Strahlungsgesetz
- Struktur der Materie: Thomsonsches Atommodell, Rutherford-Streuung, Rutherfordsches und Bohrsches Atommodell
- Materiewellen: Heisenbergsche Unschärferelation, Wellenfunktion, Wahrscheinlichkeitsinterpretation
- Schrödinger-Gleichung, Quantenzustände, Potentialtopf, harmonischer Oszillator, Tunneleffekt, Korrespondenzprinzip
Literaturangabe:
- M. Alonso / E. J. Finn: Physics, Addison-Wesley Longman
- D. Halliday / R. Resnick / J. Walker: Fundamentals of Physics, Wiley-VCH
Prüfungsvorleistungen:
Der Prüfungsleistung 'Klausur (180 Min.)' (Modulabschlussprüfung) ist folgende Prüfungsvorleistung zugeordnet: Wöchentlich ausgegebene Übungsaufgaben zu Fragen aus dem Bereich des Modulinhalts. Für die Lösung werden Punkte vergeben. Voraussetzung für die Zulassung zur Prüfung ist der Erwerb von 50% der möglichen Punkte des gesamten Semesters.
Teilnahmevoraussetzungen:
Bachelor of Science International Physics Studies Program (ab WS 2019/2020): keine
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