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.

Alle Videos der Vorlesungen von Michael Kobel finden sich in dieser Wiedergabeliste und unten in den Links.
Die Freigabe der Videos von Lukas Eng folgt baldmöglichst.

Nr	Datum Dozent(en)	Inhalte	Folien Video	Literatur
1	29.10.20 Kobel	0.Einführung 1. Energieskalen 1.1. Skalen und Einheiten in der Physik 1.2. Energieskalen im Potenzialtopf	Folien komplett Video	1.1 SI redefinition natural units 1.2 Bienlein, Wiesendanger 1.3.2 Gebundener Zustand
2	30.10.20 Kobel	1.3. Primäre Energieskalen gebundener Systeme 1.3.1. Fundamentale Wechselwirkungen 1.3.2. Potenziale 1.3.3. Bindungsenergien und -radien 1.3.4. Zustandsnomenklatur und Quantenzahlen gebundener Systeme (J,P,C)	Folien komplett Video	1.3 Netzwerk Teilchenwelt I, 2.2 Aufbau der Materie und Wechselwirkungen (und weiter bis 2.4.3.) 1.3.1 Povh, Rith, Scholz, Zetsche Kap 12: Standardmodell (English) Griffiths, Chapter 2 Elementary Particle Dynamics 1.3.2. Povh, Rith, Scholz, Zetsche Kapitel 13.1-3: Quarkonia Kapitel 16.2: Deuteron Kapitel 16.3: Kernkraft Bienlein, Wiesendanger 3.4 Kernkräfte Povh, Rosina: variable Kopplungsparameter (3.3. in online Leseprobe) 1.3.4: Das, Ferbel Chapter 11: Discrete Transformations Bethge-Schröder 3.7-3.10. in Leseprobe Berger(nicht online) Kap 2.2 Drehungen Kap 2.5 Spiegelungen Kap 2.7-2.8 Innere Symmetrien
3	5.11.20 Eng	1.4. Sekundäre Energieskalen 1.4.0. Universalität der Kopplungskonstante α 1.4.1. Wasserstoffmolekül 1.4.2. Drehimpulskopplung - Clebsch-Gordan Koeff - Spin-Bahn Kopplung im H-Atom	nur Folien Video	1.4.0. Fine Structure Constant defines Visual Transparency of Graphene (Nair et al 2008) 1.4.1.Demtröder, Exp.physik 3 9.1. Moleküle: das H2+ 1.4.2.: Demtröder, Exp.physik 3 5.5.3. Spin-Bahn-Kopplung;Feinstruktur
4	12.11.20 Eng	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	nur Folien Video (embed)	Bergmann, Schäfer 1.4.3/4 Demtröder, Exp.physik 3 5.5.3 Spin-Bahnkopplung 5.5.4. Zeeman Effekt 1.4.4: Kalvius Physik IV, Kap 6 6.5 ff Elektronenstruktur der Vielelektronenatome 1.4.5: Demtröder, Exp.physik 3 5.6. Hyperfeinstruktur 1.4.5: Kalvius Physik IV, Kap 7 7.8 ff Spektren der Viel-Elektronenatome
5	13.11.20 Kobel	1.4.6. LS und ss-Kopplung in Mesonen 1.4.7. ls-Kopplung im Kern-Schalenmodell 1.5. Kollektive Anregungen 1.5.1. Riesenresonanzen in Kernen	Folien komplett Video	1.4.6. Griffiths 5.5. Hyperfine Structure 5.8. Light Quark Hadrons Starker Isospin, SU(3) Bethge-Schröder 3.12-3.13. in Leseprobe Povh/Rith/Scholz 14.2 Massen der Mesonen 15.3 Massen der Baryonen 1.4.7. 17.3 Das Kern-Schalenmodell 1.5.1. Povh/Rith/Scholz: 18.2. Kern-Dipolschwingungen Mayer-Kuckuk, Kernphysik: 6.6, 6.7 Speth, van der Woude (Rep. Prog. Phys 44, 1981) Giant resonances in Nuclei Wagner, Physik in unserer Zeit: Riesenresonanzen
6	19.11.20 Eng	1.5.2. Oberflächenplasmonen in Nanoteilchen 1.5.3. Polaritonen 1.5.4. Phononen in Festkörpern	nur Folien Video (embed)	1.5.2.+3.: A. Moores, F. Goettmann (New Jour. Chem, 2006, 30, 1121): Plasmon band in noble nanoparticles The surface of compact systems: From Nuclei to stars (Surface Science 2002) Prodan et al., Plasmon Response of Complex Nanstructures, Science 2003 1.5.4.: Ibach/Lüth: Festkörperphysik 4.3 Lineare 2-atomige Kette
7	26.11.20 Kobel	1.5.5. Rotation und Vibration von Molekülen und Kernen 2.Übergänge zwischen Zuständen 2.1. Strahlungsübergänge 2.1.1. Emag Multipolstrahlung in Atomen und Kernen 2.1.2. Übergänge in hadronischen Anregungen	Folien komplett Video	1.5.5.: Demtröder, Exp.physik 3 9.5. Rotation u. Schwingungen 2-atomiger Moleküle Povh/Rith/Scholz: 18.3. Formschwingungen 18.4. Rotationsanregungen 2.1.1.: Bienlein, Wiesendanger, 3.6.1 Mayer-Kuckuk, Kernphysik: 3.5 elektromagn Übergänge Povh/Rith/Scholz 18.1. elektromagn Übergänge 2.1.2. Quarkonia and their Transitions (Eichten et al, 2007) Recent Results in Bottomonium (Rosner et al, 2013)
8	27.11.20 Kobel	2.1.3. Strahlungsübergänge in Molekülen 2.2. Streuprozesse 2.2.1. Elastische quasieleastische und inelastische Streuung 2.2.2. Streuung von Elektronen an Kernen, Hadronen und Molekülen	Folien komplett Video	2.1.3 Demtröder Experimentalphysik 3 9.6.2. Schwingungs-Rotations-Übergänge 9.6.3. Elektronische Übergänge 9.6.4. Franck-Condon Haken/Wolf: Atom- und Quantenphysik 2.2.1: Povh/Rith/Scholz 4.1+4.2 Povh/Rith/Scholz: 5.1+5.4 2.2.2: Povh, Rith, Scholz 5.5, 6.2-7.1
9	3.12.20 Eng	2.2.3. Inelastische Neutronenstreuung an Festkörpern	Folien Video (embed)	2.2.3.: Schatz-Weidinger Kap. 10
10	10.12.20 Kobel	2.2.4. Übersicht: Dispersionskurven aus Neutronstreuung an FK und Flüssigkeiten 2.2.5. Streuung von Neutronen an Kernen	Folien komplett Video	2.2.4: Povh/Rosina: Kap 8(E),9(D) 10.1-10.2(E), 12.1-12.2(D) 2.2.5: Musiol: 4.4, 10.1.3-4 Mayer-Kuckuk: Kap 7 Paetz gen. Schieck: 13.3 Povh/Rith/Scholz: 3.3-3.4
11	11.12.20 Eng	2.3. Elektronen in Festkörpern 2.3.1. Optische Absorption freier Elektronen	Folien Video (embed)	2.3.1 Demtröder: Exphysik 3 Kap 13.1 Freies Elektronengas Ibach/Lüth:Festkörperphysik 6.1. Das freie Elektronengas 11.1-11.4 Dielektrische Eigenschaften der Materie 11.10. Interband-Übergänge
12	17.12.20 Eng	2.3.2. Elektronen im Periodischen Potenzial, Blochwellen 2.3.3. Messung Periodische Strukturen, Bandstruktur, Photoelektronenspektroskopie ARPES	Folien Video (embed)	2.3.2 Demtröder: Exphysik 3 Kap 13.2 Elektronen im periodischen Potenzial Ibach/Lüth: Festkörperphysik Kap 7 Elektr. Bänder in Festkörpern 2.3.3 Ashcroft/Mermin: Solid State physics A. Damascelli ARPES-Review-Damascelli
13	7.1.21 Eng	3. Spektroskopie durch Zustandsmischung 3.1. Zustandsmischung im Ammoniak-Molekül	Folien Video (embed)	3.: Henley, Garcia: Kap 9.6 (The Two-State Problem) 3.1. Feynman III: Chap 8-6 The Ammonia Molecule
14	8.1.21 Kobel	3.2.Meson- Antimeson Oszillationen 3.2.1. Zeitentwicklung gekoppelter Mesonen 3.2.2. Experimentelle Beobachtung 3.2.3. Analogie zu gekoppelten Pendeln 3.2.4. Das Unitaritätsdreieck und CP-Verletzung 3.3. Neutrino Flavor Oszillationen 3.3.1. Drei Flavor Mischung 3.3.2. Atmosphärische Neutrinos 3.3.3. Reaktor-Neutrinos [3.3.4. Solare Neutrinos --> nächste Vorlesung 14.1.]	Folien komplett Video	3.2.1: Das/Ferbel: Chap 12 K.R.Schubert, J. Stiewe http://arxiv.org/abs/1108.2772v2 Henley, Garcia: Chap 9.7 3.2.2 Leader, Predazzi, Vol.2, Kap19 (online Leseprobe) 3.2.3: K.R.Schubert, J. Stiewe http://arxiv.org/abs/1108.2772v2 3.2.4: Das/Ferbel: Chap 12 Ceccucci, Ligeti, Sakai: CKM-Matrix (PDG Review 2020) 3.3. Povh/Rith/.../Rodejohann: Kap 11(E) Povh/Rosina: Kap 16.1.4(E), Zuber, Neutrino Physics Kayser: PDG Neutrino Review
15	14.1.21 Kobel	3.4 Dynam. Effekte bei Niveaukreuzungen 3.4.1. Landau-Zener Theorie vermiedener Kreuzungen 3.4.2. MSW Effekt für solare Neutrinos	Folien komplett Video	3.4.1: Rubbmark et al. Dynamical effects at avoided level crossings 3.4.2: Smirnow: The MSW Effect and Solar Neutrinos
16	21.1.21 Eng	3.4.3. Ammoniak-Molekül im elektrischen Feld 3.4.4. Niveaukreuzung bei magnetischen Molekülen im Magnetfeld	Folien Video (embed)	3.4.3. Feynman III: Chap 9 The Ammonia Maser 3.4.4: Gatteschi, Sessoli, Villain. Molecular Nanomagnets (Chap 1, 2, 6).
17	22.1.21 Kobel	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	Folien komplett Video	4.1.1. S.Weinberg, CERN Courier From BCS to the LHC 4.1.2 Kerndeformationen: Povh, Rosina: 14.3.4 Povh, Rith, Zetsche 17.4: Deform. Kerne 4.1.2 Chirale Brechung: Povh/Rosina: 12.3(E), 6.3(D) Koch: Aspects of Chiral Symmetry (vertieft) 4.1.3. Phasenübergänge: Skript W.Dieterich (Konstanz) Energiedichten
18	28.1.21 Eng	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 4.2.5. Topologische Effekte	Folien Video (embed)	Blundell, Magnetism in Condensed Matter: Chap.6: Order and broken Symmetry, Chap.5.1: Ferromagnetism, Weiss-modell
19	4.2.21 Kobel	4.3. Elektroschwache Symmetriebrechung und Higgs-Mechanismus 4.3.1. Idee des BEHiggs-Felds 4.3.2. Vergleich mit Landau und Landau-Ginsburg 4.3.3. Massenerzeugung 4.3.4. Masse als Abschirmung 4.3.5. Analogie zum Supraleiter 4.3.6. Elektro-schwacher Phasenübergang 4.3.7. Eigenschaften des Higgs 4.3.8. Experimentelle Vermessung des Higgs-Bosons	Folien Video	4.3.1. Weinberg: CERN Courier From BCS to the LHC Brout, Englert: Prize talk Spontaneous Symmetry Breaking and Gauge Theories 4.3.2. Povh et.al. (E): Chap 12.4. Ivan Melo: Higgs potential and fundamental physics (Ch 2-3) 4.3.3. Diaz-Cruz (2019): The Higgs Profile in the Standard Model and Beyond (Ch 2) Griffiths "Elementary Particles": online pdf Chap 10.7-9 (eng) oder Kap 11.7-9 (deu) Djouadi: 1.1.1-3 (pg 13-24) in "The Higgs Boson in the Standard Model" 4.3.4. Band 1, Netzwerk Teilchenwelt (2.4.1 und 2.7) 4.3.5. Dixon: SLAC Beamline From Superconductors to Supercolliders Prof. Kaiser (ab 1.3.@TUD) Higgs-Spektroskopie in Supraleitung 4.3.6. Ivan Melo: Higgs potential and fundamental physics (Ch 6-8) Elias-Miro et al. : http://arxiv.org/pdf/1112.3022.pdf 4.3.7. Diaz-Cruz (2019): The Higgs Profile in the Standard Model and Beyond (Ch 3) Povh et al (E) Chap 12.5. 4.3.8. Povh et al (E) Chap 12.5. ATLAS results 2019: mass, production+decay Theory: Djouadi: Ch. 3 in "The Higgs Boson in the Standard Model" 3 Videos von Science in School
20	5.2.21 Eng	4.4. Supraleitung 4.4.1. Historie der Supraleitung 4.4.2. Ginsburg-Landau Theorie 4.4.3. BCS Theorie 4.4.4. Experimentelle Evidenzen	Folien Video (embed)	Buckel, Kleiner: Supraleitung, Kap 4.4 - 4.7 Annett: Superconductivity, Superfluids, Condensates

1.4.7. LS und SS Kopplung in Mesonen