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Quantenmechanik SS12
Dozent: Prof. Dr. Walter Hofstetter
Allgemeine Information
- Vorlesungsbeginn ist Mittwoch der 11.4.2012.
- Tutorien beginnen am 16. April.
- Für die Teilnahme am Übungsbetrieb ist eine Anmeldung für ein Tutorium notwendig. Treten Sie bitte der Gruppe "Quantenmechanik SS2012" und einer entsprechenden Tutoriumsgruppe (wählen Sie bitte nur eine Gruppe!) im eLearning-Portal bei (https://elearning.physik.uni-frankfurt.de/goto_FB13-PhysikOnline_cat_41.html; melden Sie sich dazu mit Ihrem HRZ-Account an > Hofstetter > Quantenmechanik SS2012). Tutorien sind auf max. 12 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 Abgabe der Übungsblätter erfolgt Freitags zu Beginn der Vorlesung.
- Das vollständige Skript ist komplett online gestellt.
- Die Modulprüfung findet am Montag, den 23.07.2012 von 10:00 bis 11:30 statt. Ausser einem Stift sind keine weiteren Hilfsmittel erlaubt.
- Die Nachklausur findet am Mittwoch, den 06.03.2013 von 14:00 bis 15:30 im Raum _0.111 statt.
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: | Mi 10:15 - 12:00 | Fr 10:15 - 12:00 |
---|---|---|
Ort: | Phys _0.111 | Phys _0.111 |
Vorlesungsskript
Vorlesung | Datum | Thema | Lücken -skript (pdf) | Skript (pdf) | ergänzendes Material |
---|---|---|---|---|---|
1 | 11.04.2012 | Historisches und wegweisende Experimente | Doppelspalt-Versuch mit C_60 | ||
2 | 13.04.2012 | Stern-Gerlach Versuch | vorlesung 2_pre | Quantum Eraser | |
3-4 | 18./20.04.2012 | Quantenmechanische Zustände, Bra-Ket Formalismus | vorlesung 3-4_pre | vorlesung 1-4 | |
5-6 | 25./27.04.2012 | Quantenmechanischer Messprozess, (in-)kompatible Observable | vorlesung 5-6a_pre vorlesung 5-6b_pre |
||
7-8 | 02./04.05.2012 | Heisenberg'sche Unschärferelation, Wellenmechanik | vorlesung 7-8_pre | Stern-Gerlach für ultrakalte Fermionen | |
9-10 | 09./11.05.2012 | Impulsoperator, Korrespondenzprinzip, Wellenpaket | vorlesung 9-10_pre | vorlesung 5-10 | |
11-12 | 16./23.05.2012 | Zeitentwicklung und Schrödinger-Gleichung | vorlesung 11-12a_pre vorlesung 11-12b_pre |
||
12-13 | 23./25.05.2012 | Energie-Eigenzustände, Ehrenfest-Theorem, Kontinuitätsgleichung | vorlesung 12-13a_pre vorlesung 12-13b_pre |
vorlesung 11-13 | |
14-15 | 30.05/01.06.12 | Potentialstufe und -topf, harmonischer Oszillator | vorlesung 14-15_pre | ||
16-18 | 04./06./08.06.12 | Tunneleffekt, Heisenberg- und Schrödingerbild, Drehimpuls | vorlesung 16-18a_pre vorlesung 16-18b_pre |
vorlesung 13-18 | |
19-20 | 13./15.06.2012 | Bahndrehimpuls und Spin | vorlesung 19-20_pre | ||
21-23 | 18./20./22.06.12 | Bahndrehimpuls, Spinaddition, Schrödingergleichung in 3d | vorlesung 21-23a_pre vorlesung 21-23b_pre |
vorlesung 19-23 | experimenteller Nachweis der 2\pi Rotation von Spinoren Quantenmechanische Ortsmessung und Spin-Adressierung: das Quantengas-Mikroskop |
24-25 | 27./29.06.2012 | Quantenmechanik in 3d, Wasserstoff-Problem | vorlesung 24-25_pre | vorlesung 23-26 | |
26-28 | 02./04./06.07.12 | Wasserstoffproblem (Forts.), Eichtransformation und Aharonov-Bohm-Effekt | vorlesung 26-28a_pre vorlesung 26-28b_pre vorlesung 26-28c_pre |
vorlesung 27-28 | Hyperfeinstruktur Experimente [1,2] zum Aharonov-Bohm Effekt Quantisiertes Wirbel-Gitter in der Superflüssigkeit |
29-30 | 11./13.07.2012 | Storungstheorie, Einstein-Podolsky-Rosen Paradoxon, Quantenkryptographie | vorlesung 29-30a_pre vorlesung 29-30b_pre |
vorlesung 29 vorlesung 30 |
Quantum key exchange über 144km |
Übungsblätter
Blatt | Abgabe | Thema | Skript (pdf) |
---|---|---|---|
1 | 20.04 |
Bohrsches Atommodell, Lineare Algebra | Aufgabenblatt 1 |
2 | 27.04 | Lineare Algebra | Aufgabenblatt 2 |
3 | 04.05 | Pauli-Matrizen, Drehung, Translationsoperator | Aufgabenblatt 3 |
4 | 11.05 | Kommutatoren, Unschärferelation, Gleichzeitige Messung | Aufgabenblatt 4 |
5 | 23.05 | Kontinuierliche Systeme, Wellenfunktionen | Aufgabenblatt 5 |
6 | 25.05 | Wasserstoffatom, Spinpräzession, Zeitentwicklung | Aufgabenblatt 6 |
7 | 01.06 | Stromdichten, Tunneleffekt | Aufgabenblatt 7 |
8 | 08.06 | Gebundene Zustände im Potentialtopf | Aufgabenblatt 8 |
9 | 15.06 | Kohärente Zustände, Hermitesche Polynome | Aufgabenblatt 9 |
10 | 22.06 | WKB Näherung, Heisenbergbild, Rotationen | Aufgabenblatt 10 |
11 | 29.06 | Drehimpulsoperatoren, Bahndrehimpuls | Aufgabenblatt 11 |
12 | 06.07 | 3d harmonischer Oszillator, Landau-Niveaus | Aufgabenblatt 12 |
Literatur
Autor | Titel |
---|---|
J.J. Sakurai |
Modern Quantum Mechanics, Addison-Wesley |
R.Shankar |
Principles of Quantum Mechanics, 2nd edition |
M. Le Bellac | Quantum Physics, Cambridge, 2006 |
F. Schwabl | Quantenmechanik, 4. verb. Aufl., Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg etc., 1993 |
St. Gasiorowicz | Quantum Physics (Paperback!), Wiley and Sons, New York etc. - Deutsche Übersetzung: Quantenphysik, 4. Aufl. Oldenbourg, München, 1987 |
L.I. Schiff | Quantum Mechanics, 3. ed. (International Student Edition) McGraw-Hill, Kogakusha, LTD., Tokyo etc., 1968 |
L.D. Landau / E.M. Lifshitz |
Theor. Phys. III, Quantum Mechanics, Pergamon Press, Oxford, 1965. - Deutsche Übersetzung: Quantenmechanik, 8. Aufl. Berlin, 1988 |
R. Feynman | The Feynman Lectures on Physics, Bd. III, Addison-Wesley, Reading (Mass.), 1965 |