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Einführung in die Quantenmechanik

Sommersemester 2013

Prof. Dr. G. Münster

 

Vorlesungen / Übungen

Vorlesung Mo., Do. 10 - 12 HS2
Übungen Di. 8 - 10 siehe unten


In der ersten Vorlesung am Montag, 08.04.2013, findet die Anmeldung zu den Übungen und die Einteilung der Übungsgruppen statt.

Für das Bestehen des Moduls "Atom- und Quantenphysik" müssen die folgenden Kriterien erfüllt werden:

  • Studienleistung (Zulassung zur Klausur): 50% der Punkte der Übungsaufgaben
  • Klausur: 50% der Punkte, hieraus ergibt sich die Note

In den Übungen besteht Anwesenheitspflicht. Für das Präsentieren gelöster Aufgaben in den Übungen werden Bonuspunkte vergeben.


Klausur

Die Klausur fand statt am

Montag, den 22. Juli 2013, 14.00 bis 17.00 Uhr im Hörsaal HS 1

 

Als Hilfsmittel sind erlaubt: 1 Blatt DINA4 mit handschriftlichen Notizen und ein Taschenrechner (ohne Textspeicher). Mobil-Telefone und Smartphones dürfen nicht mitgeführt werden - auch nicht in ausgeschaltetem Zustand.

Ergebnisse:

Ergebnisse der Klausur     Notenskala

und Aushang im Institut für Theoretische Physik (TP), 3. Etage.

Klausureinsicht: Donnerstag, 25.07.2013, 10:00 - 11:00 Uhr im Seminarraum KP 304.

Nachklausur:

Die Nachklausur fand statt am

Montag, den 30. September 2013, 10.00 bis 13.00 Uhr im Hörsaal HS 2

 

Es gelten die gleichen Bedingungen wie für die Klausur.

Ergebnisse:

Ergebnisse der Nachklausur     Notenskala

und Aushang im Institut für Theoretische Physik (TP), 3. Etage.

Nachklausureinsicht: Mittwoch, 02.10.2013, 10:00 - 11:00 Uhr im Seminarraum KP 304.


QISPOS

Anmelde-Zeitraum für die Vorlesung und Übungen (Studienleistungen) im QISPOS: 22.04. - 17.06.2013
Anmelde-Zeitraum für die Klausur (Modulabschlussprüfung) im QISPOS: 22.04. - 15.07.2013
Anmelde-Zeitraum für die Nachklausur (Modulabschlussprüfung) im QISPOS: 23.08. - 23.09.2013


Übungsgruppen

 

LeiterE-Mail RaumBeginn Fach
Christoph Borschensky Borschensky(at)uni-muenster.de KP 103Di 081
David Lamprea David.Lamprea(at)uni-muenster.de KP 303Mi 08 2
Jens Lühder jens.luehder(at)online.de IG1 85Di 08 3
Johannes Lülff johannes.luelff(at)uni-muenster.de KP 104Di 08 4
Moritz Meinecke mmein_03(at)uni-muenster.de KP 303Di 08 5
Markus Michael m_mich09(at)uni-muenster.de KP 304Di 08 6
Marcel Rothering marcel.rothering(at)uni-muenster.de KP 403Di 08 8
Katrin Schmietendorf
Patrick Steppeler
schmietendorf(at)uni-muenster.de
p_step04(at)uni-muenster.de
IG1 86Di 08 9
Vincent Theeuwes vthee_01(at)uni-muenster.de IG1 88Di 08 10
Bernhard Wallmeyer w.b(at)uni-muenster.de KP 404Mo 08 11
Manuel Wiese m_wies13(at)uni-muenster.de IG1 718Di 08 12

 

Inhalt der Vorlesung:

1 Materiewellen
1.1 Welleneigenschaften der Materie
1.2 Freie Teilchen
1.2.1 Wellenpakete
1.2.2 Zerfließen der Wellenpakete
1.2.3 Wellengleichung
1.2.4 Kontinuitätsgleichung
1.3 Deutung der Materiewellen
1.3.1 Wahrscheinlichkeitsinterpretation
1.3.2 Welle-Teilchen-Dualismus
1.4 Impulsraum
1.5 Impulsoperator, Ortsoperator
1.6 Heisenberg'sche Unschärferelation
2 Schrödingergleichung
2.1 Zeitabhängige Schrödingergleichung
2.2 Zeitunabhängige Schrödingergleichung
3 Wellenmechanik in einer Dimension
3.1 Teilchen im Kasten: unendlich hoher Potenzialtopf
3.2 Endlicher Potenzialtopf
3.2.1 Gebundene Zustände
3.2.2 Streuzustände
3.2.3 Streuung von Wellenpaketen
3.3 Potenzialbarriere
3.4 Tunneleffekt
3.5 Allgemeine eindimensionale Potenziale
4 Formalismus der Quantenmechanik
4.1 Quantenmechanischer Zustandsraum
4.2 Lineare Operatoren
4.3 Observable
4.3.1 Observable und Messwerte
4.3.2 Verträgliche Observable
4.3.3 Unschärferelation
4.4 Die Postulate der Quantenmechanik
4.5 Wahrscheinlichkeitsdeutung der Entwicklungskoeffizienten
5 Harmonischer Oszillator
5.1 Spektrum
5.2 Eigenfunktionen
5.3 Unschärfen
5.4 Wellenpaket
6 Drehimpuls
6.1 Drehimpuls-Operator
6.2 Teilchen im Zentralpotenzial
6.3 Eigenwerte des Drehimpulses
6.3.1 Allgemeine Drehimpuls-Eigenwerte
6.3.2 Eigenwerte des Bahndrehimpulses
6.4 Eigenfunktionen zu L2 und L3
6.5 Radialgleichung
7 Rotation und Schwingung zweiatomiger Moleküle
7.1 Zweikörperproblem
7.2 Rotations-Vibrations-Spektrum
8 Das Wasserstoffatom
9 Spin
9.1 Experimentelle Hinweise
9.2 Spin 1/2
9.3 Wellenfunktionen mit Spin
9.4 Elektron im Magnetfeld
9.5 Addition von Bahndrehimpuls und Spin
10 Quantencomputer
10.1 Klassische Computer
10.2 Quantencomputer
11 Quantentheorie mehrerer Teilchen
11.1 Mehrteilchen-Schrödingergleichung
11.2 Pauli-Prinzip
11.3 Das Helium-Atom


Übungsaufgaben

Die Übungsaufgaben werden donnerstags in der Vorlesung verteilt.
Die Lösungen müssen am folgenden Donnerstag vor Beginn der Vorlesung in den "Postfächern" abgegeben werden. Die Übungszettel werden hier im LaTeX-Quelltext und im PDF-Format bereitgestellt. Wer noch keinen PDF-Viewer hat, kann den Adobe Acrobat Reader gratis bekommen bei Adobe.

Blatt 0 LaTeX PDF
Blatt 1 LaTeX PDF
Blatt 2 LaTeX PDF
Blatt 3 LaTeX PDF
Blatt 4 LaTeX PDF
Blatt 5 LaTeX PDF
Blatt 6 LaTeX PDF
Blatt 7 LaTeX PDF
Blatt 8 LaTeX PDF
Blatt 9 LaTeX PDF
Blatt 10 LaTeX PDF
Blatt 11 LaTeX PDF
Blatt 12 LaTeX PDF

Merkblatt

Eine Zusammenfassung wichtiger Formeln und Sachverhalte finden Sie in dem Merkblatt zur Quantenmechanik.


Literaturhinweise

Lehrbücher:

G. Münster: Quantentheorie, de Gruyter, 2010
S. Gasiorowicz: Quantenphysik, Oldenbourg, München, 2005
F. Schwabl: Quantenmechanik, Springer, Berlin, 2007
W. Nolting: Grundkurs Theoretische Physik, Bände 5/1 und 5/2, Quantenmechanik, Springer, Berlin, 2009/2012
C. Cohen-Tannoudji, B. Diu, F. Laloe: Quantenmechanik 1 + 2, de Gruyter, 2010
M. Alonso, E.J. Finn: Quantenphysik und Statistische Physik, Oldenbourg, München, 2011

Allgemeinverständliche Bücher zur Interpretation der Quantenmechanik:

A.I.M. Rae: Quantenphysik: Illusion oder Realität?, Reclam, 1996, EUR 4,60
F.A. Wolf: Der Quantensprung ist keine Hexerei, Birkhäuser, Basel
F. Selleri: Die Debatte um die Quantentheorie, Vieweg, Wiesbaden, 1990



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