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Quantenmechanik SS16
Dozent: Prof. Dr. Walter Hofstetter
Allgemeine Information
- Hinweis: Die Klausureinsicht findet am Donnerstag, den 13.10.2016 von 14:30 bis 16:30 im Raum Phys 02.116, statt.
- Hinweis: Für die Nachklausur am 28. September 2016 von 10:15 bis 11:45 Uhr gehen Studierende, deren Nachnamen mit A, B, C, D, E, F, G und H beginnen, bitte in Raum Phys_0.111 und alle anderen Studierenden bitte in Raum OSZ H3. Im Raum Phys __.102 findet keine Klausur statt.
- Die Klausureinsicht findet am Donnerstag, den 18.08.2016 von 14:00 bis 16:00 im Raum OSZ H6, statt.
- For the exam on August 2nd 2016, students with family names starting with letters A, B, C, D, E, F and G should go to the room Phys _0.111 and all the other students should go to room OSZ H1.
- Hinweise: Die Klausur findet am Dienstag, den 02.08.2016 von 10:15 bis 11:45 im Raum Phys _0.111 und OSZ H1, statt. Die Nachklausur findet am Mittwoch, den 28.09.2016 von 10:15 bis 11:45 im Raum OSZ H3 und Phys _0.111 statt.
- Vorlesungsbeginn ist Dienstag der 12.04.2016.
- Tutorien beginnen am 18.04.2016.
- Für die Teilnahme am Übungsbetrieb ist eine Anmeldung für ein Tutorium notwendig. Treten Sie bitte ab 13.04.2016 vormittags der Gruppe "Quantenmechanik SS 2016" und einer entsprechenden Tutoriumsgruppe (wählen Sie bitte nur eine Gruppe!) im eLearning-Portal bei (https://elearning.physik.uni-frankfurt.de/goto_FB13-PhysikOnline_crs_11418.html; melden Sie sich dazu mit Ihrem HRZ-Account an > Hofstetter > Quantenmechanik SS 2016). Tutorien sind auf max. 15 Personen beschränkt.
- Um einen Schein und die Zulassung zur (schriftlichen) Modulprüfung zu erhalten werden mindestens 50% der Gesamtpunkte der Übungsaufgaben benötigt. Außerdem müssen im Laufe des Semesters mindestens zwei Übungsaufgaben an der Tafel vorgerechnet werden. Man darf nicht mehr als dreimal im Tutorium fehlen. Die Anwesenheit im Tutorium muss jeweils durch Unterschrift in der Anwesenheitsliste bestätigt werden.
- Die Abgabe der Übungsblätter erfolgt jeweils Dienstags zu Beginn der Vorlesung.
Kurzbeschreibung
- Historisches und Ursprünge der Quantenmechanik
- Observablen, Zustände und Messung
- Schrödinger-Gleichung, Wellenmechanik
- Eichtransformationen, Aharonov-Bohm-Effekt
- Rotationssymmetrie, Drehimpuls und Spin
- Zentralpotential, Wasserstoffproblem
- Störungstheorie, Zeeman-Effekt, Goldene Regel
- Zeitunabhängige Störungstheorie
Vorlesungen
Zeit: | Di 13:00 - 15:00 | Fr 10:00 - 12:00 |
---|---|---|
Ort: | Phys _0.111 | Phys _0.111 |
Vorlesungsskript
Nr. | Datum | Thema | Lücken- skript | Skript | ergänzendes Material | |
---|---|---|---|---|---|---|
1-2 | 12.04.2016 | Einführung und Historie, Stern-Gerlach Versuch | Lecture 1-2_pre | Materiewellen-Interferenz eines Bose-Einstein Kondensats, Doppelspalt- Experiment mit C_60 Molekülen, Komplementarität und Quantum Eraser, Which-way Experiment im Atom-Interferometer |
||
3-4 | 19.04.2016 | Stern-Gerlach Versuch, Dirac-Formalismus | Lecture 3-4_pre | Lecture 1-5 | Stern-Gerlach Applet | |
5-6 | 26.04.2016 | Orthonormalbasen und Matrixdarstellung, Messung und Observable | ||||
7-8 | 03.05.2016 | Unschärferelation, Wellenmechanik | Lecture 7-8_pre | Lecture 6-10 | ||
9-10 | 10.05.2016 | Orts- und Impulsbasis, Heisenberg-Unschärferelation, Zeitentwicklung | "violation" of measurement-disturbance relationship, proof of Heisenberg's error-disturbance relation | |||
11-12 | 17.05.2016 | Zeitentwicklung, Schrödinger-Gleichung | Lecture 11-12_pre | Lecture 11-13 | Quanten-Manifest, Pressemitteilung Quanten-Teleportation, Details, quantum technologies | |
13-14 | 24.05.2016 | Ehrenfest-Theorem, Wahrscheinlichkeitsstrom, Potentialstufe und -topf |
|
|||
15-16 | 31.05.2016 | Harmonischer Oszillator, WKB-Näherung, Tunneleffekt | Lecture 15-16_pre | Lecture 14-17 | Schrödinger cat in two boxes | |
17-18 | 07.06.2016 | Heisenberg-Bild, Zeit-Energie-Unschärfe, Rotationssymmetrie und Drehimpuls | ||||
19-20 | 14.06.2016 | Bahndrehimpuls, Spin, Drehimpuls-Addition | Lecture 19-20_pre | Lecture 18-21 | Quantencomputer | |
21-22 | 21.06.2016 | Drehimpuls-Addition, Clebsch-Gordan Koeffizienten, Schrödingergleichung in Kugelkoordinaten | Lecture 21-23 | Quantensimulator mit 219 Ionen | ||
23-24 | 28.06.2016 | Bindungszustände im Coulombpotential, Teilchen im elektromagnetischen Feld | Lecture 24-25 | |||
25-26 | 05.07.2016 | Aharonov-Bohm-Effekt, zeitunabhängige Störungstheorie | Lecture 26-27 | Quanten-Hall-Effekt, quantisierte Wirbel in einer Superflüssigkeit | ||
27-28 | 12.07.2016 | Entartete und zeitabhängige Störungstheorie, Fermis Goldene Regel | Lecture 27-28_pre | Lecture 28 | Aharonov-Bohm Effekt und Variationen |
Übungsblätter
Blatt | Abgabe | Thema | Punkte |
---|---|---|---|
1 | 19.04.2016 | Bohrsches Atommodell, Lineare Algebra | |
2 | 26.04.2016 | Lineare Algebra | |
3 | 03.05.2016 | Pauli matrizen, Translationsoperator | |
4 | 10.05.2016 | Kommutatoren, Gleichzeitige Messung | |
5 | 17.05.2016 | Unschärferelation, Kontinuierliche Systeme | |
6 | 24.05.2016 | Zeitentwicklung | |
7 | 31.05.2016 | Streuung in einer Dimension, Stromdichten | |
8 | 07.06.2016 | Gebundene Zustände im Potentialtopf | |
9 | 14.06.2016 | Kohärente Zustände | |
10 | 21.06.2016 | WKB Näherung, Heisenbergbild, Spinpräzession | |
11 | 28.06.2016 | Rotationen, Bahndrehimpuls | |
12 | 05.07.2016 | Drehimpulsaddition, 3d harmonischer Oszillator |
Literatur
Author | Titel |
---|---|
J.J. Sakurai | Modern Quantum Mechanics, Addison-Wesley, Revised ed., 1993 |
R. Shankar | Principle of Quantum Mechanics, Plenum Press, 2nd ed., 2011 |
M. Le Bellac | Quantum Physics, Cambridge, 2006 |
F. Schwabl | Quantenmechanik (Qm I): Eine Einführung (Springer-Lehrbuch), Springer; Auflage: 7. Aufl. 2007 |
St. Gasiorowicz | Quantum Physics (Paperback), Wiley and Sons, New York etc. 3rd ed. - Deutsche Übersetzung: Quantenphysik, Oldenbourg Wissenschaftsverlag; Auflage: 10, 2012 |
L.I. Schiff | Quantum Mechanics, 3rd ed. (International Student Edition) McGraw-Hill, Kogakusha, LTD., Tokyo etc., 1968 |
L.D. Landau /E.M. Lifshitz | Theor. Phys. III, Quantum Mechanics, Butterworth-Heinemann, 1981, 3rd ed. - Deutsche Übersetzung: Quantenmechanik, 8. Aufl. Berlin, 1988 |
R. Feynman | The Feynman Lectures on Physics, Bd. III, Addison-Wesley, 1971 |