Einführung in die Quantenmechanik
Sommersemester 2013
Prof. Dr. G. Münster
Vorlesungen / Übungen
| Vorlesung | Mo., Do. 10 - 12 | HS2 |
| Übungen | Di. 8 - 10 | siehe unten |
In der ersten Vorlesung am Montag, 08.04.2013, findet die Anmeldung zu den Übungen und die Einteilung der Übungsgruppen statt.
Für das Bestehen des Moduls "Atom- und Quantenphysik" müssen die folgenden Kriterien erfüllt werden:
- Studienleistung (Zulassung zur Klausur): 50% der Punkte der Übungsaufgaben
- Klausur: 50% der Punkte, hieraus ergibt sich die Note
In den Übungen besteht Anwesenheitspflicht. Für das Präsentieren gelöster Aufgaben in den Übungen werden Bonuspunkte vergeben.
Klausur
Die Klausur fand statt am
Montag, den 22. Juli 2013, 14.00 bis 17.00 Uhr im Hörsaal HS 1
Als Hilfsmittel sind erlaubt: 1 Blatt DINA4 mit handschriftlichen Notizen und ein Taschenrechner (ohne Textspeicher). Mobil-Telefone und Smartphones dürfen nicht mitgeführt werden - auch nicht in ausgeschaltetem Zustand.
Ergebnisse:
Ergebnisse der Klausur Notenskala
und Aushang im Institut für Theoretische Physik (TP), 3. Etage.
Klausureinsicht: Donnerstag, 25.07.2013, 10:00 - 11:00 Uhr im Seminarraum KP 304.
Nachklausur:
Die Nachklausur fand statt am
Montag, den 30. September 2013, 10.00 bis 13.00 Uhr im Hörsaal HS 2
Es gelten die gleichen Bedingungen wie für die Klausur.
Ergebnisse:
Ergebnisse der Nachklausur Notenskala
und Aushang im Institut für Theoretische Physik (TP), 3. Etage.
Nachklausureinsicht: Mittwoch, 02.10.2013, 10:00 - 11:00 Uhr im Seminarraum KP 304.
QISPOS
Anmelde-Zeitraum für die Vorlesung und Übungen (Studienleistungen) im QISPOS: 22.04. - 17.06.2013
Anmelde-Zeitraum für die Klausur (Modulabschlussprüfung) im QISPOS: 22.04. - 15.07.2013
Anmelde-Zeitraum für die Nachklausur (Modulabschlussprüfung) im QISPOS: 23.08. - 23.09.2013
Übungsgruppen
| Leiter | Raum | Beginn | Fach | |
| Christoph Borschensky | Borschensky(at)uni-muenster.de | KP 103 | Di 08 | 1 |
| David Lamprea | David.Lamprea(at)uni-muenster.de | KP 303 | Mi 08 | 2 |
| Jens Lühder | jens.luehder(at)online.de | IG1 85 | Di 08 | 3 |
| Johannes Lülff | johannes.luelff(at)uni-muenster.de | KP 104 | Di 08 | 4 |
| Moritz Meinecke | mmein_03(at)uni-muenster.de | KP 303 | Di 08 | 5 |
| Markus Michael | m_mich09(at)uni-muenster.de | KP 304 | Di 08 | 6 |
| Marcel Rothering | marcel.rothering(at)uni-muenster.de | KP 403 | Di 08 | 8 |
| Katrin Schmietendorf Patrick Steppeler | schmietendorf(at)uni-muenster.de p_step04(at)uni-muenster.de | IG1 86 | Di 08 | 9 |
| Vincent Theeuwes | vthee_01(at)uni-muenster.de | IG1 88 | Di 08 | 10 |
| Bernhard Wallmeyer | w.b(at)uni-muenster.de | KP 404 | Mo 08 | 11 |
| Manuel Wiese | m_wies13(at)uni-muenster.de | IG1 718 | Di 08 | 12 |
Inhalt der Vorlesung:
1 Materiewellen
1.1 Welleneigenschaften der Materie
1.2 Freie Teilchen
1.2.1 Wellenpakete
1.2.2 Zerfließen der Wellenpakete
1.2.3 Wellengleichung
1.2.4 Kontinuitätsgleichung
1.3 Deutung der Materiewellen
1.3.1 Wahrscheinlichkeitsinterpretation
1.3.2 Welle-Teilchen-Dualismus
1.4 Impulsraum
1.5 Impulsoperator, Ortsoperator
1.6 Heisenberg'sche Unschärferelation
2 Schrödingergleichung
2.1 Zeitabhängige Schrödingergleichung
2.2 Zeitunabhängige Schrödingergleichung
3 Wellenmechanik in einer Dimension
3.1 Teilchen im Kasten: unendlich hoher Potenzialtopf
3.2 Endlicher Potenzialtopf
3.2.1 Gebundene Zustände
3.2.2 Streuzustände
3.2.3 Streuung von Wellenpaketen
3.3 Potenzialbarriere
3.4 Tunneleffekt
3.5 Allgemeine eindimensionale Potenziale
4 Formalismus der Quantenmechanik
4.1 Quantenmechanischer Zustandsraum
4.2 Lineare Operatoren
4.3 Observable
4.3.1 Observable und Messwerte
4.3.2 Verträgliche Observable
4.3.3 Unschärferelation
4.4 Die Postulate der Quantenmechanik
4.5 Wahrscheinlichkeitsdeutung der Entwicklungskoeffizienten
5 Harmonischer Oszillator
5.1 Spektrum
5.2 Eigenfunktionen
5.3 Unschärfen
5.4 Wellenpaket
6 Drehimpuls
6.1 Drehimpuls-Operator
6.2 Teilchen im Zentralpotenzial
6.3 Eigenwerte des Drehimpulses
6.3.1 Allgemeine Drehimpuls-Eigenwerte
6.3.2 Eigenwerte des Bahndrehimpulses
6.4 Eigenfunktionen zu L2 und L3
6.5 Radialgleichung
7 Rotation und Schwingung zweiatomiger Moleküle
7.1 Zweikörperproblem
7.2 Rotations-Vibrations-Spektrum
8 Das Wasserstoffatom
9 Spin
9.1 Experimentelle Hinweise
9.2 Spin 1/2
9.3 Wellenfunktionen mit Spin
9.4 Elektron im Magnetfeld
9.5 Addition von Bahndrehimpuls und Spin
10 Quantencomputer
10.1 Klassische Computer
10.2 Quantencomputer
11 Quantentheorie mehrerer Teilchen
11.1 Mehrteilchen-Schrödingergleichung
11.2 Pauli-Prinzip
11.3 Das Helium-Atom
Übungsaufgaben
Die Übungsaufgaben werden donnerstags in der Vorlesung verteilt.
Die Lösungen müssen am folgenden Donnerstag vor Beginn der Vorlesung in den "Postfächern" abgegeben werden. Die Übungszettel werden hier im LaTeX-Quelltext und im PDF-Format bereitgestellt. Wer noch keinen PDF-Viewer hat, kann den Adobe Acrobat Reader gratis bekommen bei Adobe.
| Blatt 0 | LaTeX | |
| Blatt 1 | LaTeX | |
| Blatt 2 | LaTeX | |
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| Blatt 12 | LaTeX |
Merkblatt
Eine Zusammenfassung wichtiger Formeln und Sachverhalte finden Sie in dem Merkblatt zur Quantenmechanik.
Literaturhinweise
Lehrbücher:
G. Münster: Quantentheorie, de Gruyter, 2010
S. Gasiorowicz: Quantenphysik, Oldenbourg, München, 2005
F. Schwabl: Quantenmechanik, Springer, Berlin, 2007
W. Nolting: Grundkurs Theoretische Physik, Bände 5/1 und 5/2, Quantenmechanik, Springer, Berlin, 2009/2012
C. Cohen-Tannoudji, B. Diu, F. Laloe: Quantenmechanik 1 + 2, de Gruyter, 2010
M. Alonso, E.J. Finn: Quantenphysik und Statistische Physik, Oldenbourg, München, 2011
Allgemeinverständliche Bücher zur Interpretation der Quantenmechanik:
A.I.M. Rae: Quantenphysik: Illusion oder Realität?, Reclam, 1996, EUR 4,60
F.A. Wolf: Der Quantensprung ist keine Hexerei, Birkhäuser, Basel
F. Selleri: Die Debatte um die Quantentheorie, Vieweg, Wiesbaden, 1990