Course information

Ziele:

Die Studierenden erfassen die grundlegenden Begriffe, Phänomene und Konzepte der Atom-, Molekül-, Kernund Elementarteilchenphysik. Nach aktiver Teilnahme am Modul sind sie in der Lage, Aufgaben aus der Atom-, Molekül-, Kern- und Elementarteilchenphysik 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 Atom-, Molekül-, Kern- und Elementarteilchenphysik wissenschaftlich zu diskutieren und ihre Lösungen zu Aufgaben der Atom-, Molekül-, Kern- und Elementarteilchenphysik argumentativ darzustellen und zu begründen.

Inhalte:

Atomphysik: - Wasserstoffatom: Spektrallinien, Schrödinger-Gleichung, Orbitale, Energie- und Drehimpulsquantisierung - Atome mit mehreren Elektronen: Spin und Stern-Gerlach-Versuch, Pauli-Prinzip, Hundsche Regeln, Systematik des Atombaus, Periodensystem, Atome in äußeren Feldern, Zeeman-Effekt, Paschen-Back-Effekt, Stark-Effekt, optische Übergänge, Auswahlregeln Grundlagen der Quantenstatistik: - Boltzmann-, Fermi-Dirac-, Bose-Einstein-Statistik, Bose-Einstein-Kondensation, Superfluidität, ultrakalte Quantengase 

Molekülphysik: - Chemische Bindung, Adiabatische Näherung, Molekülorbitale (LCAO), Rotations- und Schwingungsspektroskopie (Raman, Brillouin). Franck-Condon-Prinzip 

Kernphysik: - Kerneigenschaften, Kernkräfte und Kernstrukturmodelle. Kernreaktionen und -zerfälle 

Elementarteilchenphysik: - Elementarteilchen, Prozesse, Symmetrien, Beschleuniger und Nachweismethoden; starke, elektromagnetische und schwache Wechselwirkung

Literatur:

• Demtröder "Atome, Moleküle, Festkörper" Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2009 
• Haken, Wolf "Moleküle und Quantenchemie" Springer Berlin Heidelberg 2006 
• Haken, Wolf "Molecular Physics and Elements of Quantum Chemistry" Springer 2010 
• Haken, Wolf "Atom- und Quantenphysik" Springer Berlin Heidelberg 2004