Theoretische Physik 3: Quantenmechanik (TP-3)10 ECTS
(englische Bezeichnung: Theoretical Physics 3: Quantum Mechanics)

Lehrveranstaltungen:

• • Theoretische Physik 3: Quantenmechanik
    (Vorlesung, 4 SWS, Michael J. Hartmann, Di, Do, 10:00 - 12:00, HE)
  • Übungen zur Theoretischen Physik 3: Quantenmechanik
    (Übung, 3 SWS, Michael J. Hartmann et al., Mo, 14:00 - 17:00, SR 00.732; Do, 14:00 - 17:00, SR 00.103; Fr, 13:00 - 16:00, SR 01.779, SR 02.729, SR 02.779, TL 1.140, SR 00.103)

Inhalt:

• Mathematische Grundlagen:

Hilbertraum, Lineare Operatoren, Spektren von Operatoren, Selbstadjungierte Operatoren

• Grundlagen der Quantenmechanik:

Zustände, Observablen, Messwerte, Unschärferelation, Statistische Interpretation

• Schrödinger-Gleichung:

Stationäre Lösungen, Freies Teilchen, Eindimensionale Potentiale, Heisenberg-Bild, Ehrenfesttheorem

• Harmonischer Oszillator:

Algebraische Methode, Erzeugungs- und Vernichtungsoperatoren, Berechnung des Spektrums und der Eigenfunktionen

• Wasserstoffatom:

Eigenfunktionen der gebundenen Zustände. Spektrum des Wasserstoffatoms. Orbitale des Wasserstoffatoms

• Drehimpuls und Spin:

Drehimpuls- und Spinoperatoren, Eigenfunktionen des Drehimpulses, Kopplung von Drehimpulsen

• Näherungsmethoden:

Zeitunabhängige Störungstheorie

Lernziele und Kompetenzen:

Die Studierenden

• erläutern und erklären die theoretisch-physikalische Beschreibung der Quantenmechanik und reflektieren vorgestellte Theorien gemäß den detaillierten Themen im Inhaltsverzeichnis

• strukturieren Probleme mathematisch und lösen sie eigenständig
  

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:
Das Modul ist im Kontext der folgenden Studienfächer/Vertiefungsrichtungen verwendbar:

1. Ergänzende Modulstudien Physik (keine Abschlussprüfung angestrebt bzw. möglich): ab 1. Semester
   (Po-Vers. 2017w | NatFak | Ergänzende Modulstudien Physik (keine Abschlussprüfung angestrebt bzw. möglich) | Gesamtkonto | Theoretische Physik 3: Quantenmechanik)
2. Mathematik (Bachelor of Science): ab 4. Semester
   (Po-Vers. 2007 | NatFak | Mathematik (Bachelor of Science) | alte Prüfungsordnungen | Gesamtkonto | Nebenfach Physik (theoretisch) | Alternative Physik | Theoretische Physik 3: Quantenmechanik)
3. Mathematik (Bachelor of Science): ab 4. Semester
   (Po-Vers. 2009 | NatFak | Mathematik (Bachelor of Science) | alte Prüfungsordnungen | Nebenfach Physik (theoretisch) | Module im 2. und 3. Studienjahr | Alternative Physik | Theoretische Physik 3: Quantenmechanik)
4. Mathematik (Bachelor of Science)
   (Po-Vers. 2015w | NatFak | Mathematik (Bachelor of Science) | Module des Nebenfachs | Nebenfach Physik (theoretisch) | Theoretische Physik 3: Quantenmechanik)
5. Mathematik (Bachelor of Science)
   (Po-Vers. 2019w | NatFak | Mathematik (Bachelor of Science) | weitere Module der Bachelorprüfung | Module des Nebenfachs | Nebenfach Physik (theoretisch) | Theoretische Physik 3: Quantenmechanik)
6. Physik (1. Staatsprüfung für das Lehramt an Gymnasien): ab 4. Semester
   (Po-Vers. 2010 | NatFak | Physik (1. Staatsprüfung für das Lehramt an Gymnasien) | Module Fachwissenschaft Physik | Theoretische Physik und Wahlpflichtbereich | Theoretische Physik 3: Quantenmechanik)
7. Physik (Bachelor of Science): ab 4. Semester
   (Po-Vers. 2007 | NatFak | Physik (Bachelor of Science) | alte Prüfungsordnungen | Gesamtkonto | Wahlpflichtbereich Theoretische Physik 2-4 | Theoretische Physik 3: Quantenmechanik)
8. Physik (Bachelor of Science): ab 4. Semester
   (Po-Vers. 2010 | NatFak | Physik (Bachelor of Science) | Module des 3. bis 6. Fachsemesters | Theoretische Physik 3: Quantenmechanik)
9. Physik (Bachelor of Science)
   (Po-Vers. 2018w | NatFak | Physik (Bachelor of Science) | Gesamtkonto | Theoretische Physik 3: Quantenmechanik)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Klausur zur Theoretischen Physik 3: Quantenmechanik (Prüfungsnummer: 61901)

Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 120, benotet, 10 ECTS

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

weitere Erläuterungen:
Jede Woche gibt es eine Übungsaufgabe, die freiwillig schriftlich zur Korrektur abgegeben werden kann. Wer für diese Aufgaben mindestens 50% der möglichen Punkte erhält, bekommt einen Notenbonus von 0,3 oder 0,4 auf die Klausurnote. Ein zusätzlicher Notenbonus von 0,3 oder 0,4 kann durch das Vorrechnen von mindestens drei Übungsaufgaben in den Übungen erreicht werden.

Erstablegung: SS 2020, 1. Wdh.: SS 2020 (nur für Wiederholer)

1. Prüfer:

Michael J. Hartmann

Termin: 10.08.2020, 10:00 Uhr, Ort: HE+HG+HH