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06310


Physik Wintersemester 2001/2002
06310 Physik III (Atom und Molekülphysik) [PV]
   
Dozent Fantz, Behringer
Dauer 4 SWS
Studiensemester 3
Schein Ja
Beginn 16.10.01
Inhalt Die Vorlesung gibt einen Einblick in die Atomphysik mit Hilfe der klassischen Mechanik, aber auch der Quantentheorie. Nach einer Einführung in den Aufbau der Materie werden die atomaren Stossprozesse vorgestellt und insbesondere auf das Rutherford-Streuexperiment eingegangen. Anhand des Bohrschen Atommodells und dessen Erweiterungen werden die Grenzen der klassischen Mechanik aufgezeigt. Ausgehend von grundlegenden Experimenten, wird auf den Wellen-Teilchen-Dualismus eingegangen. Nach der Betrachtung der Welleneigenschaften von Teilchen wird die Schrödingergleichung eingeführt und das mathematische Gerüst der Quantentheorie vorgestellt (u.a. am Beispiel des harmonischen Oszillators). Es folgt die quantentheoretische Behandlung des Wasserstoffatoms mit der Quantisierung von Energie und Drehimpuls und dem Vergleich mit dem Bohrschen Atommodell. Die Feinstruktur von Atomspektren wird durch die Kopplung von Spin- und Bahndrehimpuls erklärt und das Aufspaltungsverhalten von Atomlinien in elektrischen und magnetischen Feldern betrachtet sowie auf die allgemeine Gesetzmäßigkeiten optischer Übergänge eingegangen. Am Beispiel des Heliumatoms werden Mehrelektronenatome diskutiert. Eine Einführung in die Molekülphysik beendet die Vorlesung. Es werden begleitende Übungen angeboten, die zur Vertiefung der Vorlesung dienen.
Vorkenntnisse Die Vorlesung richtet sich an Studenten des 3. Semesters. Vorausgesetzt wird der Stoff der Vorlesungen Physik I und Physik II.
Literatur
  • H. Haken, H.C. Wolf: Atom- und Quantenphysik, 2.Aufl., Springer 1983
  • T. Mayer Kuckuk: Atomphysik, 4. Aufl., Teubner, 1994
  • E.W. Schpolski: Atomphysik, 19. Aufl., Barth, 1993
  • W. Finkelnburg: Einführung in die Atomphysik, 12. Aufl., Springer, 1976
  • K.H. Hellwege: Einführung in die Physik der Atome, Springer, 1964
  • K.H. Hellwege: Einführung in die Physik der Molekeln, Springer, 1964
  • G. Otter, R. Honecker: Atome-Moleküle-Kerne, Band I, Band II, Teubner, 1996
Weitere Informationen Es wird ein Vorlesungssript angeboten.