Lehrende/r: Univ.-Prof. Dr. Hartmut Wittig
Veranstaltungsart: Vorlesung/Übung
Anzeige im Stundenplan: Theor. Physik 3
Semesterwochenstunden: 6
Credits: 9,0
Unterrichtssprache: Deutsch
Min. | Max. Teilnehmerzahl: - | -
Voraussetzungen / Organisatorisches: Voraussetzungen für den erfolgreichen Abschluss der Lehrveranstaltung sind solide mathematische Kenntnisse, wie sie in den Vorlesungen "Mathematische Rechenmethoden" und "Mathematik für Physiker" vermittelt werden. Der Stoff der Vorlesungen Theoretische Physik 1 und 2 wird als bekannt vorausgesetzt. Beginn Vorlesung: Mittwoch, 22.4.2015 Beginn der Übungsgruppen in der darauffolgenden Woche. Die genauen Zeiten und Orte für die Gruppen werden noch bekanntgegeben. Klausurtermin: Donnerstag, 30.7.2015, 9:00 Uhr
Inhalt: Die Vorlesung gliedert sich in die folgenden Kapitel: 1. Grundlagen der Quantenmechanik - Grenzen der klassischen Physik - Materiewellen, Wellenpakete - Die Schrödingergleichung - Erwartungswerte, Operatoren und Observable - Bewegungsgleichungen, Kommutatoren 2. Eindimensionale Probleme der Wellenmechanik - Stufenpotentiale und Potentialtöpfe - Harmonischer Oszillator - Orthogonale Funktionensysteme 3. Formalismus der Quantenmechanik - Darstellungen der Quantenmechanik - Hilberträume, Dirac-Schreibweise - Lineare Operatoren - Messprozess und Erwartungswerte - Unschärferelation - Schrödinger- und Heisenbergbild 4. Der Drehimpuls in der Quantenmechanik - Eigenwerte und Eigenfunktionen des Drehimpulsoperators - Zentralpotentiale 5. Das Wasserstoffatom - Schwerpunkt- und Relativbewegung - Radialgleichung - Balmerformel - Haupt- und Nebenquantenzahl - Zeeman-Effekt 6. Der Spin - Stern-Gerlach-Experiment - Eigenzustände und Matrixdarstellung des Spinoperators - Drehungen von Spinoren - Spin- und Ortswellenfunktion - Magnetisches Moment von Teilchen mit halbzahligem Spin 7. Näherungsmethoden - Zeitunabhängige Störungstheorie - Anwendung: Feinstruktur des Wasserstoffatoms - Addition von Drehimpulsen; Clebsch-Gordan-Koeffizienten 8. Zur Interpretation der Quantenmechanik - Messprozess und Wellenfunktion; Schrödingers Katze - Bell'sche Ungleichung - Das EPR-Paradox; Verschränkte Zustände - Quantenkryptografie
Empfohlene Literatur: Die Vorlesung basiert zum größten Teil auf den folgenden Lehrbüchern: F. Scheck: “Theoretische Physik 2 – Nichtrelativistische Quantentheorie” (Springer) G. Münster: “Quantentheorie” (de Gruyter) J.J. Sakurai: “Modern Quantum Mechanics” (Addison Wesley) Als weitere Lehr- oder Arbeitsbücher werden empfohlen: W. Nolting: “Grundkurs Theoretische Physik 5”, Bände 1+2 (Springer) D.J. Griffiths: “Quantenmechanik” (Pearson) T. Fließbach, H. Walliser: “Arbeitsbuch zur Theoretischen Physik” (Spektrum Verlag) L.D. Landau, E.M. Lifschitz: “Lehrbuch der Theoretischen Physik 3” (Quantenmechanik) (Harri Deutsch) A. Messiah: “Quantenmechanik 1+2” (de Gruyter)
