Willkommen im Kurs "Experimentalphysik (Schlüsselkonzepte)"

Die Veranstaltung "Schlüsselkonzepte der Experimentalphysik" (3 SWS Vorlesung + 1 SWS Übung) gehört zum Modul Phy-Ma-Exp des Masterstudiums Physik. Sie behandelt gemeinsame Strategien in der experimentellen Untersuchung von Struktur und Anregung physikalischer Systeme auf verschiedenen Energie- und Größenskalen und setzt physikalische Konzepte und Methoden unterschiedlicher experimenteller Gebiete zueinander in Beziehung.

 

  Datum
Dozent(en)		 Inhalt

Literatur

1

10.10.16

Straessner

0. Einführung
1. Energieskalen
1.1. Skalen und Einheiten in der Physik
1.2. Energieskalen im Potenzialtopf
1.3. Primäre Energieskalen gebundener Systeme
2 17.10.16
Straessner		   1.3.1. Fundamentale Wechselwirkungen
  1.3.2. Potenziale und
           Zustandsnomenklatur
  1.3.3. Bindungsenergien und -radien		  
3 24.10.16
Laubschat		 1.4. Sekundäre Energieskalen
1.4.1. Wasserstoffmolekül
1.4.2. Drehimpulskopplung
- Clebsch-Gordan Koeff
- Spin-Bahn Kopplung im H-Atom		  
  • 1.4.2.: ...

4

25.10.16
Laubschat

 

 1.4.3. Verhalten in starken und schwachen Magnetfeldern
1.4.4. Mehrelektronenatome
 - LS Kopplung, Hund'sche Reglen
 - j-j Kopplung, schwere Atome

1.4.5. Hyperfeinstruktur		  
5 04.11.16
Straessner

 

1.4.6. LS-Kopplung im Kern-Schalenmodell

1.4.7. SS-Kopplung in Hadronen
1.4.8. Mesonen, Baryonen und Starker Isospin

 

  
6 07.11.16
Laubschat

 

1.5. Kollektive Anregungen

1.5.1. Rotations- und Vibrationsanregungen
1.5.2. Phononen in Festkörpern

 
7 14.11.16
Straessner

 

1.5.3. Kollektive Kernanregungen
1.5.4. Oberflächenplasmonen in Nanoteilchen

 

 

 

  
8 18.11.15
Straessner		  

2. Übergänge zwischen Zuständen

2.1. Klassifizierung durch Multipole

  2.3:
  • Bienlein, Wiesendanger, 3.6.1
  • Mayer-Kuckuk, Kernphysik:
    3.5 elektromagn Übergänge
    3.6 innere Konversion
  • Povh/Rith/Scholz
    18.1. elektromagn Übergänge
9

21.11.16
Laubschat

 

2.2. Spontane und induzierte Emission

2.1.1 Übergangswahrscheinlichkeiten im 2-Niveau System, Einsteinkoeffizienten, Laser


2.3. Dipolanregungen harmonischer Oszillatoren, Elektronen in Festkörpern

 
 10

28.11.16
Laubschat


2.3.1. Optische Absorption freier Elektronen
2.3.2 Elektronen im Periodischen Potenzial, Blochwellen
11 02.12.16
Laubschat		 2.3.3 Messung Periodische Strukturen, Bandstruktur, ARPES  
  • Ibach/Lüth: Festkörperphysik
  • Ashcroft/Mermin: Solid State physics
12 05.12.16
Laubschat

2.4. Streuprozesse
2.4.1. Elastische und inelastische Streuung

 
13 12.12.16
Laubschat		 2.4.2 Inelastische Neutronenstreuung an Festkörpern  
14

19.12.16

Straessner
2.4.3. Streuung von Neutronen an Kernen		  
  • Musiol: Kap. 10.1.4
  • Povh/Rith/Scholz: 3.3-3.4, 19.2
  • Povh, Rosina: 9, 12.1-12.2
15 20.12.16
Straessner

3. Spektroskopie durch Zustandsmischung

3.1. Zustandsmischung im Ammoniak-Molekül

3.2. Flavor-Oszillationen von Quarks und Neutrinos
3.2.1. Zeitentwicklung und CP Eigenzustände und Experimenteller Nachweis
3.2.2.  CP-Verletzung und Kosmologie

  
  • 3.: Henley, Garcia: Kap 9.6
         (The Two-State Problem)
  • 3.2: K.R.Schubert, J. Stiewe
    http://arxiv.org/abs/1108.2772v2
  • 3.2: Henley, Garcia: Chap 9.7
  • 3.2: Das/Ferbel: Chap 12
  • 3.2
    • Das/Ferbel: Chap 12
    • Leader, Predazzi, Vol.2, Kap19
      (weiterführend, online nur: 19.4.1 )
    • Schmitz, Neutrinophysik (gut für Theorie, exp. Resultate sind alt!)
    • Zuber, Neutrino Physics
    • Kayser: PDG Neutrino Review
16 09.01.17
Straessner

3.3 Dynam. Effekte bei Niveaukreuzungen


3.3.1. Landau-Zener Theorie vermiedener Kreuzungen

3.3.2. Ammoniak-Molekül im elektrischen Feld
3.3.3. MSW-Effekt für solare Neutrinos

  
17 13.01.17
Laubschat

3.3.4. Niveaukreuzung bei magnetischen Molekülen im Magnetfeld

  •  3.3.3: Gatteschi, Sessoli, Villain. Molecular Nanomagnets (Chap 1, 2, 6).
18 16.01.17
Straessner		 4. Symmetriebrechung

4.1. Gemeinsames Konzepte
4.1.1. Spontane Symmetriebrechung
4.1.2. Übersicht der Beispiele
(Brechungsparamter, Ordnungsparameter)
4.1.3. Phasenübergänge und Energiedichten (Landau, Ginzburg-Landau, Brout-Englert-Higgs)		  
19

23.01.17

Laubschat

4.2. Ferromagnetismus  
4.2.1 Landau-Theorie des Ferromagnetismus

4.2.2 Mikroskopische Modelle: Weiss-Modell, Heisenberg-Modell, Ising-Modell

4.2.3 Kritisches Verhalten

4.2.4 Steifheit und Anregungen des Ferromagneten
20 27.01.17
Laubschat

4.3. Supraleitung
  • Buckel, Kleinert: Supraleitung
  • Annett: Superconductivity, Superfluids, Condensates
21 30.01.17
Straessner

 


 4.5. Elektroschwache Symmetriebrechung und Higgs-Mechanismus