IV. VORLESUNGSANGEBOT



A. Einführung und Überblick


In der nachfolgenden Stundentafel sind alle obligatorischen Lehrveranstaltungen des Grund- und Hauptstudiums, ihr Zeitumfang und ihre Zuordnung zu den Semestern ausgewiesen.

In der Tafel wird weiterhin die Gesamtzahl der zu erreichenden Bewertungspunkte (Credit Points, cr) in jedem Semester ausgewiesen. Für die Lehrveranstaltungen des Hauptstudiums werden die ECTS-Bewertungspunkte auf jede Lehrveranstaltung aufgeschlüsselt. Eine analoge Aufschlüsselung auf die Lehrveranstaltungen des Grundstudiums wurde ebenfalls vorgenommen, obwohl wir davon ausgehen, daß ein ECTS-Student in der Regel im Rahmen des Hauptstudiums zeitweise an einer anderen Hochschule studiert. Sollten jedoch im Einzelfall physikalische Lehrveranstaltungen aus dem Angebot des Grundstudiums gewählt werden, ist die Zuordnung der ECTS-Bewertungspunkte problemlos möglich.

Stundentafel Physik Diplom


SemesterExperimental-
physik
Theoretische
Physik
Mathematik Nebenfach/
Wahlpflicht-
fächer
PraktikumSemester-
Leistungsnach-
weise (Scheine)
Semester-
wochen-
stunden
G
R
U
N
D
S
T
U
D
I
U
M
1

(30 cr)

I Mechanik,
Wärmelehre
(11 cr) 4/2/2*

Analysis I
Algebra I
(12 cr) 6/3/0
Informatik I
(5 cr) 2/2/0
Grundprak-
tikum I
(2 cr) 2
1 Gesamtschein
Grundsprakti-
kum I - IV

2 Scheine
Mathematik

2 Scheine
Experimental-
physik

1 Schein
Theoretische
Physik

1 Schein
Chemie-
praktikum

1 Schein
Informatik

21 + 2*
2

(30 cr)

II Elektrizitäts-
Lehre,
Optik
(11 cr) 4/2/2*

Analysis II
Algebra II
(12 cr) 6/3/0

Grundprak-
tikum II
(7 cr) 4
19 + 2*
3

(30 cr)

III Atomphysik,
Moleküle
(8 cr) 4/2/0
I Mechanik
(8 cr) 4/2/0
Analysis III
(7 cr) 4/2/0
Chemie I
(2 cr) 2/0/0
Grundprak-
tikum III
(5 cr) 4
24
4

(30 cr)

IV Kerne,
Elementar-
teilchen
(5 cr) 2/2/0
II Quanten-
mechanik
(8 cr) 4/2/0
Analysis IV
(7 cr) 4/2/0
A:
Chemie II
(2 cr) 2/0/0

B:
Informatik II
(5 cr) 2/2/0

Grundprak-
tikum IV
(2 cr) 2

Chemie-
praktikum
A: 4 / B: 2
(6 cr / 3 cr)

24
Diplom - Vorprüfung
H
A
U
P
T
S
T
U
D
I
U
M
5

(30 cr)

Physik der
kondensierten
Materie II
(7 cr) 3/1/0
III Elektro-
dynamik
(11 cr) 4/2/0

Phy-
sikal.
Wahl-
pflicht-
fach

(10 cr)

6/0/0

Nicht-
phy-
sikal.
Wahl-
pflicht-
fach

(10 cr)

6(-8)/0/0

Fortge-
schrittenen-
praktikum
I
(6 cr) 6
1 Schein
Experimental-
physik

2 Scheine
Theoretische
Physik

1 Schein
Oberseminar

1 Gesamtschein
Fortgeschr.
Praktikum
I - II
und
Labor-
praktikum
I - II

20
6

(30 cr)

Physik der
kondensierten
Materie II
(7 cr) 2/1/0
IV Statistik/
Thermo-
dynamik
(11 cr) 4/2/0

Fortge-
schrittenen-
praktikum
II
(6 cr) 6
20
7

(30 cr)

Atome,
Moleküle,
Laser
(5 cr) 2/1/0
V Kontinuums-
beschrei-
bung
(11 cr) 4/2/0

Labor-
praktikum
I
Umlauf
(8 cr) 6
18
8

(30 cr)

Ausgewählte
Kapitel der
modernen
Physik
(4 cr) 2/0/0
VI Ausgew.
Kapitel der
Theoret.
Physik
(8 cr) 4/0/0
Ober-
seminar
(4 cr) 0/2/0
Labor-
praktikum II
Spezialisie-
rung
(12 cr) 6
14
Fachprüfungen
9
10
Diplomarbeit (einschließlich 3 Monate Vorbereitung)
(60 cr)
+/o/* : + = Vorlesung / o = Übung / * = freiwillige Arbeitsgemeinschaft statt Pflichtseminar
A: Wahlfach Chemie / B: Wahlfach Informatik
( _ cr): ECTS-Bewertungspunkte

Verteilung der Bewertungspunkte:

Grundstudium (4 Semester)120 cr
Hauptstudium (6 Semester)180 cr
davon:
– Experimentalphysik23 cr
– Theoretische Physik41 cr
– Oberseminar4 cr
– physikalisches Wahlpflichtfach10 cr
– nichtphysikal. Wahlpflichtfach10 cr
– Fortgeschrittenenpraktikum12 cr
– Laborpraktikum20 cr
– Diplomarbeit60 cr
Insgesamt300 cr

Anmerkung:
In der Stundentafel wurden die ECTS-Punkte der Wahlpflichtfächer (jeweils 10 cr) im Verhältnis 3:3:3:1 auf die Semester 5-8 verteilt.


B. Ausgewählte Lehrveranstaltungen des Grundstudiums


In diesem Abschnitt werden alle die Lehrveranstaltungen vorgestellt, die vom Institut für Physik der Fakultät für Naturwissenschaften angeboten werden. Die nachfolgend benutzten Abkürzungen entsprechen denen der Stundentafel:
W steht für Wintersemester / S steht für Sommersemester.

Experimentalphysik I - Mechanik, Wärmelehre
W4/2/2*11 cr
Die Lehrveranstaltung gibt eine Einführung in die Grundlagen der klassischen Mechanik und der Wärmelehre. Ziel ist die Demonstration des Weges von der experimentellen Erfahrung zur quantitativen Formulierung der grundlegenden Gesetze, wobei die Formulierung der “Frage an die Natur”, die Durchführung und Auswertung des entsprechenden Experiments und die Mathematisierung und Verallgemeinerung der gewonnenen Erkenntnisse behandelt werden.

Inhaltliche Schwerpunkte sind: Kinematik und Dynamik einer Punktmasse, Zweikörperbewegung, Mechanische Schwingungen und Wellen, Starre Körper, Deformierbare Körper, Thermodynamik, Gaskinetik.

Es wird besonderer Wert auf die Vermittlung allgemeiner Methoden und Prinzipien, die ständig wiederkehren, gelegt: z. B. Newtonsche Grundgleichung, Konzept des harmonischen Oszillators, Stoßexperimente, verschiedene Stufen der Modellbildung: Punktmasse - starrer Körper - Kontinuum, thermodynamische (phänomenologische) und statistische Beschreibung, Hauptsätze der Thermodynamik. Auf Anwendung in der Astro-, Geo- und Teilchenphysik sowie der chemischen und Wärmetechnik wird eingegangen.

In den Übungen wird die Beherrschung des Stoffes durch Lösen von Aufgaben vertieft und kontrolliert. Weiterhin werden fakultative Arbeitsgemeinschaften zur Wiederholung von Grundlagen und zur Vertiefung der physikalischen und mathematischen Aspekte des Vorlesungsstoffes angeboten.

Experimentalphysik II - Elektrizitätslehre, Optik
S4/2/2*11 cr
Die Lehrveranstaltung gibt eine Einführung in die Grundlagen der Elektrizitätslehre und der Optik und baut auf den Kenntnissen der Experimentalphysik I auf. Ziel ist die Demonstration des Weges von der experimentellen Erfahrung zur quantitativen Formulierung der grundlegenden Gesetze.

Inhaltliche Schwerpunkte sind: Elektrostatik, Stationäre Ströme, Magnetostatik, zeitabhängige Felder, zeitabhängige Ströme, elektromagnetische Schwingungen und Wellen, geometrische Optik, Wellenoptik, optische Geräte.

Es wird besonderer Wert auf die Vermittlung allgemeiner Methoden und Prinzipien, die ständig wiederkehren, gelegt: z. B. Feldbegriff und Beschreibung von Feldern, elektrische und magnetische Felder: Analogien und Unterschiede, lange Spule und Plattenkondensator, Maxwellsche Gleichungen, Beschreibung von Wellen und typische Wellenphänomene. Daneben wird besonderer Wert auf das “Interface” zur technischen Beschreibung und Anwendung (Elektrotechnik, Elektronik, optische Geräte, Laser) gelegt.

Außer den obligatorischen Übungen werden wiederum fakultative Arbeitsgemeinschaften zur Wiederholung von Grundlagen und zur Vertiefung der physikalischen und mathematischen Aspekte des Vorlesungsstoffes angeboten.

Experimentalphysik III - Atomphysik, Moleküle
W4/28 cr
Was ist ein Atom und wie groß ist es? Kann man einzelne Atome sehen? Haben Elektronen oder Photonen Wellen- oder Teilchencharakter? Wie sind Atome aufgebaut und wie entstehen daraus Moleküle, Cluster oder Festkörper? In dieser Vorlesung wird die Beantwortung dieser Fragen mit historisch wichtigen aber auch modernsten experimentellen Befunden in Angriff genommen. Behandelt werden unter anderem Streuexperimente, die Wechselwirkung von Atomen und Molekülen mit Licht verschiedener Wellenlänge und ihr Verhalten in elektrischen und magnetischen Feldern. Vieles wird zunächst den Eindruck erwecken, daß es sich hier lediglich um eine Aufreihung von Beobachtungen handelt, und in der Tat ist es wirklich nicht leicht, die Atom- und Molekülphysik ohne fundierte Quantenmechanik zu verstehen. Es ist jedoch ein wichtiges Ziel der Vorlesung, die Beobachtungen systematisch zu interpretieren und so an die formalen Aspekte heranzuführen, die dann im vierten Semester in der Theorievorlesung mathematisch exakter behandelt werden. Ein mindest ebenso wichtiges Ziel ist aber auch, mit modernen experimentellen Methoden und Denkweisen vertraut zu werden, die zu neuen Entwicklungen wie z. B. dem Laser oder dem Tunnelmikroskop geführt haben.

Schwerpunkte: Atom, Photon, freies Elektron, Grundeigenschaften von Materiewellen, Wasserstoffatom, Grundzüge der Quantenmechanik, Optische Übergänge, Mehrelektronensysteme, Periodensystem der Elemente, Atome im elektrischen und magnetischen Feld, Aufbau der Moleküle, Energieniveaus zweiatomiger Moleküle, Cluster, vom Atom zum Festkörper.

Experimentalphysik IV - Kerne, Elementarteilchen
S2/25 cr
Was sind tatsächlich die Grundbausteine der Materie? Woraus sind die Atomkerne zusammengesetzt, was sind Hadronen, Leptonen, was sind Quarks? Was sind die fundamentalen Wechselwirkungen zwischen diesen Teilchen und ihren Antiteilchen? Wie in der Atomphysikvorlesung wird auch in dieser Vorlesung versucht, sowohl die Ergebnisse historisch wichtiger Experimente als auch die Beobachtungen der heutigen Hochenergiephysik heranzuziehen, um diese fundamentalen Fragen zu beantworten, zumindest soweit sie heute beantwortbar sind. Neben diesem faszinierenden physikalischen Neuland (Grundkräfte der Natur) gilt es aber auch, eine ganze Menge von Fakten zu vermitteln, wie Stabilität von Kernen, Kernspaltung, Kernfusion, radioaktiver Zerfall, Wechselwirkung von -, - und -Strahlung mit Materie, Dosimetrie, Strahlenschutz. Die Vorlesung befaßt sich mit Methoden wie der Kernspinresonanz (NMR), dem Mössbauer-Effekt, der -Spektroskopie und mit Stößen zwischen Elektronen und Positronen.

Schwerpunkte: Globale Eigenschaften der Kerne; Stabilität und Zerfall von Kernen, Radioaktivität; Wechselwirkung von Teilchen mit Materie; Kernreaktionen; Spezielle kernphysikalische Experimente; Radioaktivität, Strahlenschutz, Kernkraftwerke; Kernkraft, Aufbau der Kerne; Streuexperimente, Teilchenerzeugung; Grundkräfte der Natur; Elementarteilchen.

Theoretische Physik I - Mechanik
W4/28 cr

BEWEGUNG EINES TEILCHENS

TEILCHENSYSTEME

FORMALER AUSBAU DER MECHANIK

Theoretische Physik II - Quantenmechanik
S4/28 cr
Die Vorlesung behandelt die grundlegenden theoretischen Vorstellungen zur Beschreibung von Vorgängen in der Mikrophysik. Ausgehend von unverstandenen experimentellen Resultaten der klassischen Physik wird schrittweise der mathematische Apparat der Quantentheorie entwickelt. Breiten Raum nimmt die Anwendung der Schrödinger-Gleichung auf einfache Quantensysteme (stückweise konstante Potentiale, harmonischer Oszillator, Wasserstoffatom) ein. Der Spin wird im Kontext der nichtrelativistischen Pauli-Gleichung eingeführt. Für Systeme, bei denen die Lösung der Schrödinger-Gleichung problematisch ist, wird auf Näherungslösungen (Variationsrechnung, Störungstheorie) zurückgegriffen. Diese Verfahren werden u. a. auf Mehrteilchensysteme und Streuprozesse angewendet, womit zugleich ein Ausblick auf die weiterführende theoretische Vorstellung gegeben wird.

Schwerpunkte: Mathematische und physikalische Grundlagen, Schrödinger-Gleichung, mathematischer Apparat der Quantentheorie, Zentralkraftfeld, Spin, Näherungsverfahren, Mehrteilchensysteme, Quantentheorie der Streuung.

Physikalisches Grundpraktikum I - IV
W / S / W / S1216 cr
Im physikalischen Grundpraktikum lernen die Studenten an Beispielen, wie physikalische Experimente geplant, aufgebaut, durchgeführt und ausgewertet werden. Anhand von ausgewählten Versuchen aus der Mechanik, Wärmelehre, Optik, Elektrik sowie der Atom- und Kernphysik werden dem Studenten grundlegende physikalische Meß- und Untersuchungsverfahren sowie fundamentale physikalische Gesetze und Phänomene vermittelt. Die Studenten festigen bzw. erweitern dadurch ihre physikalischen Kenntnisse und lernen physikalische Zusammenhänge zu verstehen.

Im physikalischen Grundpraktikum werden die Studenten zu selbständiger Arbeit, einer exakten Protokollführung und zur kritischen Bewertung von Meßgrößen angehalten. Sie erlernen die wesentlichen Grundzüge einer Fehlerbetrachtung.

Für das Testat “Physikalisches Grundpraktikum” sind 38 Teilversuche zu bearbeiten.


C. Lehrveranstaltungen des Hauptstudiums


Die gewählten Abkürzungen entsprechen denen der Stundentafel:
W steht für Wintersemester / S steht für Sommersemester.

Physik der kondensierten Materie I
W3/17 cr
In der Vorlesung “Physik der kondensierten Materie I” wird eine Einführung in die Eigenschaften kristalliner Festkörper ausgehend vom Modell eines idealen unendlich ausgedehnten Kristalls gegeben. In adiabatischer Näherung werden zunächst die langsamen Bewegungen der Atomrümpfe von den schnellen der Elektronen im Festkörper getrennt und so nacheinander die vibronischen, elektronischen und schließlich die optischen, magnetischen sowie supraleitenden Eigenschaften der Festkörper diskutiert.

Den Abschluß bildet eine Betrachtung der Effekte, die auftreten, wenn der Festkörper in seinen Ausdehnungen stark eingegrenzt ist, z. B. in Quantentöpfen, -drähten und -punkten.

In den Übungen geht es im wesentlichen darum, ein Verständnis für die Größenordnung der Parameter, die den Festkörper beschreiben, zu erlangen, z. B. Energie der Bandlücke von Halbleitern im Verhältnis zur thermischen Energie kT. Dies ist von enormer Wichtigkeit, um die Wahrscheinlichkeit des Auftretens eines physikalischen Effektes im Experiment abschätzen zu können.

Physik der kondensierten Materie II
S3/17 cr
In der Vorlesung “Physik der kondensierten Materie II” werden aufbauend auf den erworbenen Kenntnissen der Festkörpereigenschaften schwerpunktmäßig spektroskopische Methoden zur Charakterisierung von Festkörpern, speziell auch von deren Oberflächen vorgestellt. Einführend wird ein Überblick über die Probenpräparation insbesondere im Ultrahochvakuum sowie über Wachstumsverfahren, speziell Epitaxie, gegeben. Anschließend werden die verschiedenen Sonden (z. B. Elektronen, Licht) und deren Wechselwirkung mit den Festkörpern diskutiert und es wird der unterschiedliche Informationsgehalt der Methoden verglichen. Nach der Behandlung elektronenspektroskopischer Methoden, u. a. Auger- und Photoemissionsspektroskopie, und optischer Methoden wie Infrarot- und Ramanspektroskopie werden schließlich elektrische Meßmethoden vorgestellt. Ein Überblick über neueste Entwicklungen auf dem Gebiet der Rastersondenmethoden bilden den Abschluß der Vorlesung.

In den Übungen werden die Experimente an unterschiedlichen Apparaturen des Instituts demonstriert.

Atome, Moleküle, Laser
W2/15 cr

Ausgewählte Kapitel der modernen Physik
S2/04 cr
Die Vorlesung “Ausgewählte Kapitel der modernen Physik” versucht auf fundamentaler Basis moderne Aspekte der Festkörperphysik zu vermitteln. Sie befaßt sich mit speziellen Problemen, wobei eine mikroskopische Beschreibung im Vordergrund steht. Die Vorlesung behandelt vorwiegend metallische Systeme, diskutiert auf dieser Basis jedoch auch Metall-Isolatorübergänge. Es werden Subsysteme wie statische Struktur, Elektronensystem, dynamische Struktur, deren Energie-Impuls-Zusammenhänge und deren Wechselwirkungen zueinander vorgestellt. Vor allem werden dabei auch charakteristische Änderungen beim Übergang vom ungeordneten zum quasi-kristallinen und letztendlich zum einkristallinen Fall vorgestellt.

Theoretische Physik III : Elektrodynamik
W4/211 cr

Elektrostatisches Feld:
Quellen = Ladungen/ Felder hochsymmetrischer Ladungsverteilungen/ elektrostatisches Potential/ Multipolentwicklung/ Poisson-Gleichung / Bildladungen/ Potentialtheorie
Induktionsfelder stationärer Ströme:
Wirbel = Ströme/ Stromdichte und Ladungserhaltung/ Biot-Savart-Gesetz/ Vektorpotential
Dipole und Dipolschichten:
elektrisches und magnetisches Dipolmoment/ Potential und Feld/ Drehmoment und Kraft im äußeren Feld/ Larmor-Präzession
Statische Felder in Materialien:
mikroskopische und makroskopische Ladungen, Ströme und Felder/ orientierte und induzierte atomare Dipole/ Felder (E, D, P) und (B, H, M)/ Materialgleichungen/ Materialgrenzflächen/ Magnetostatik
Maxwellsche Gleichungen:
Induktionsgesetz und Lenzsche Regel/ elektromotorische Kraft und Bezugssystem/ Selbst- und Gegeninduktivität/ Verschiebungsstrom/ Viererpotential/ Eichbedingung/ retardierte Potentiale
Energie und Impuls:
Feldenergie (Selbst- und Wechselwirkungsanteile)/ potentielle Energie und Kräfte/ Energiedichte und Energiestromdichte/ Lorentz-Kraft/ Impulsdichte und Maxwell-Tensor/ Wechselwirkung zwischen Stromschleifen
Zeitabhängige elektromagnetische Felder:
langsam bewegte Ladungen/ Skineffekt/ Wellengleichung und Telegraphengleichung/ Phasengeschwindigkeit/ Brechungsindex/ ebene Wellen/ Kugelwellen/ elektrische Dipolstrahlung (Wellenzone und Nahzone)/ Strahlungsdruck
Anwendungen und mathematische Hilfsmittel:
Feldberechnung bei geg. Ladungen, Strömen, Materialverteilungen/ Energien und Kräfte/ Wellenausbreitung und Streuung/ Vektorfelder, Quellen, Wirbel/ Linien-, Flächen-, Volumenintegrale, Integralsätze/ Green-Funktionen, partielle Differentialgleichungen/ Kugel-, Zylinderfunktionen

Theoretische Physik IV : Statistik / Thermodynamik
S4/211 cr

Thermodynamische Beschreibung:
Gleichgewicht/ Zustandsgrößen/ Prozeßgrößen/ Zustandsgleichungen/ Modellsysteme
Hauptsätze:
Zustandsgröße innere Energie / Wärmekapazitäten/ Irreversibilität/ Kreisprozesse/ Zustandsgröße Entropie/ Temperatur/ Clausius-Ungleichung/ Entropiefunktion nahe T=0
Thermodynamische Potentiale und Gleichgewichtsbedingungen:
Gibbssche Fundamentalbeziehung/ chemisches Potential/ Entropiemaximum im abgeschlossenen System/ Variationsverfahren mit Nebenbedingungen/ Phasengleichgewicht und -übergänge/ Clausius-Clapeyron-Gleichung/ Massenwirkungsgesetz
Statistische Gesamtheiten:
Verteilung (Binomial-, Gauss-, Poisson-)/ Mittelwerte/ Schwankungen/ Entropie und Information/ Phasenraumbewegung/ Liouville-Satz/ Boltzmann-Faktor/ mikrokanonische und kanonische Verteilung/ statistischer Operator/ Mastergleichung/ Ergodizität
Mikrozustände und thermodynamischer Zustand:
Boltzmannscher Entropiebegriff/ Zustandsdichte und Abzählen von Mikrozuständen/ Übergang zur Thermodynamik/ Berechnung und Einsatz von Zustandssumme und -integral
Gleichgewicht bei Teilchenaustausch mit Reservoir:
großkanonische Verteilung/ großkanonischer Formalismus/ Äquivalenz der kanonischen Verteilung im thermodynamischen Grenzfall
Anwendungen:
ideales Gas/ ideale Gase im äußeren Feld/ Van der Waals-Gas/ Virial-entwicklung/ Magnete und Dielektrika/ praktische relevante Prozesse (Adiabaten, Carnot, Joule-Thomson)/ Kinetik und Transportprozesse (Maxwell-Verteilung, Diffusion, Wärmeleitung, Boltzmann-Gleichung)/ harmonischer Oszillator/ ideale Quantengase (Fermionen, Bosonen)/ Schwarzkörperstrahlung/ Zweiniveausystem/ Ising-Modell

Theoretische Physik V: Kontinuumsbeschreibung
W4/211 cr
Ziel der Vorlesung ist es, eine Einführung in moderne feldtheoretische Ansätze zur Beschreibung deformierbarer Medien zu geben sowie praktisch relevante Grundkenntnisse der Elastizitätstheorie und der Hydrodynamik zu vermitteln. Es werden die wesentlichsten kinematischen Tensoren (u. a. Deformations- und Geschwindigkeitsgradient) behandelt, und es wird der (Cauchysche) Spannungstensor eingeführt. Wichtige elastizitätstheoretische Modelle (Dehnung, Scherung, Torsion, Biegung) werden im Kontext der linearisierten Beschreibung (geometrische und physikalische Linearisierung) dargestellt. Das Kapitel Hydrodynamik ist den Bewegungsgleichungen für ideale und viskose Fluide gewidmet, aus denen grundlegende Gesetzmäßigkeiten der Fluiddynamik (z. B. Wirbelsätze, Lösungen für einfache Strömungsgeometrie) abgeleitet werden. Einige weiterführende Fragestellungen (z. B. nichtlineare Materialgesetze, Stabilitätstheorie: Knicklast, Turbulenz) werden gestreift.

Schwerpunkte: Grundlagen der Kinematik deformierbarer Körper, Grundlagen der Kinetik, Elastizitätstheorie, Hydrodynamik

Theoretische Physik VI: Ausgewählte Kapitel der modernen Physik
S4/08 cr

Wärmestrahlung
– Strahlungsfeld und Photonen
– Photonenstatistik
– Berechnung thermodynamischer Zustandsgrößen
– Zustandsdichte und Spektralverteilungen

Quantenstatistische Beschreibung zeitabhängiger Zustände
– Statistischer Operator und von-Neumann Gleichung
– Reine und gemischte Zustände
– Zustandsentwicklung in abgeschlossenen Systemen
– Zeitabhängigkeit von Mittelwerten und Entropie
Relaxationsprozesse in makroskopischen Systemen
– Quantenmechanische Berechnung von Übergangsraten (golden rule)
– Energieaustausch durch externe Störungen
– Energieerhaltung bei internen Störungen / Problem strahlungsloser Prozesse
– Mastergleichung und Irreversibilität
– Relaxierendes Teilsystem im Wärmebad
– Relaxation von Zwei- und Mehr-Niveau-Systemen
Elektron-Photon-Wechselwirkung
– Wechselwirkungen geladener Teilchen mit elektromagnetischen Feldern
– Lagrange-Funktion des Strahlungsfeldes und Hamilton-Formalismus
– Eigenschwingungen und Photonenzahl
– Induzierte Emissions- und Absorptionsprozesse
– Quantelung des Strahlungsfeldes, Photonenzustände und Oszillatortechnik
– Raten spontaner und induzierter Prozesse
– Dipolnäherung, Absorptionsquerschnitte, Summenregeln für Oszillatorstärken

Oberseminar
S0/24 cr
Das Oberseminar soll den Studenten die Möglichkeit geben, die Erarbeitung eines Themas mit der notwendigen Hintergrundinformation und das Vortragen des Erarbeiteten zu erlernen. Die Themen des hier angebotenen Oberseminars gehören zur theoretischen und experimentellen Festkörperphysik und zur Materialforschung, wobei zu jedem Thema sowohl theoretische Ansätze als auch experimentelle Ergebnisse abgedeckt werden. Im einzelnen sollen behandelt werden:

Fullerene und Fulleride, Landauer-Büttiker Theorie, Spingläser, Glasübergang, Bulk metallischer Gläser, Nanokristalle, Fraktale, Relaxationen

Physikalisches Wahlpflichtfach
W + S610 cr
Üblicherweise beanspruchen die Lehrveranstaltungen zum Physikalischen Wahlpflichtfach einen Zeitraum von 2 Semestern. Dabei kann die Gesamtstundenzahl flexibel auf Vorlesungen und Übungen aufgeteilt sein. In jedem Studienjahr werden ca. 4 verschiedenenWahlpflichtfächer aus dem Gesamtangebot gelesen. Die Wahlpflichtfächer sind Professuren zugeordnet und im Abschnitt III C einzeln aufgeführt.

Nichtphysikalisches Wahlpflichtfach
W + S6 (8)10 cr
Nichtphysikalische Wahlpflichfächer werden vom Institut für Chemie und von anderen Fakultäten angeboten. Die Lehrveranstaltungen umfassen in der Regel einen Zeitraum von 2 Semestern, eine Aufteilung in Vorlesungen und Übungen ist möglich. Angeboten werden ausgewählte Lehrgebiete aus den Bereichen:

  • Betriebswirtschaftslehre
  • Informatik
  • Chemie / Physikalische Chemie
  • Mathematik
  • Technische Thermodynamik
  • Strömungsmechanik
  • Informationstechnik / Mikromechanik
  • Elektronik / Mikroelektronik

Fortgeschrittenenpraktikum I und II
W + S1212 cr
Das Fortgeschrittenenpraktikum hat neben der praktischen Durchführung wichtiger Experimente und damit der Vermittlung von Fachwissen vor allem die Aufgabe, das Arbeiten im Labor, die entsprechend kurzfristige Einarbeitung in immer wieder neue Themen, die Protokollierung der Experimente, die kritische Auswertung physikalischer Messungen, deren Niederschrift und Verteidigung zu vermitteln. Es wird dabei angestrebt, die Studierenden soviel wie möglich selbständig durchführen zu lassen. Besonderer Wert wird darauf gelegt, wie das Meßprotokoll geführt wird und daß das Auswertungsprotokoll alle Komponenten wie Einleitung, Experimentelles, Meßergebnisse und Diskussion, sowie Zusammenfassung enthält, die später in einer Diplomarbeit verlangt werden.

Jeder Student hat einen ca. 20 - 30 minütigen Vortrag über einen von ihm durchgeführten Versuch zu halten. Damit soll die verbale ‘Verteidigung physikalischer Ergebnisse’ rechtzeitig geübt werden. Die einzelnen Versuche werden durch ein Testat anerkannt. Es sind insgesamt 24 Versuche zu absolvieren.

Laborpraktikum I: Umlaufpraktikum
W68 cr
Das Laborpraktikum I (Umlauf) soll die Studenten nach dem Fortgeschrittenenpraktikum weiter an die Laborarbeit heranführen. Deshalb werden die Versuche dieses Praktikums in den Labors der einzelnen Professuren an Geräten durchgeführt, die auch für die Forschung genutzt werden. Es handelt sich also um Aufgabenstellungen, die an die Forschungsschwerpunkte der Professuren angelehnt sind.

Ein weiteres Anliegen besteht darin, das die Studenten das Forschungsprofil des Institutes kennenlernen und Entscheidungshilfen für die Wahl des Diplomthemas erhalten.

Um die Einheit von Theorie und Experiment zu betonen, werden auch von den Professuren der theoretischen Physik Aufgabenstellungen angeboten.

Die Studenten können unter den angebotenen Aufgaben beliebig wählen, mit der Einschränkung, daß alle gewählten Versuche in verschiedenen Professuren und mindestens einer in der theoretischen Physik durchgeführt werden.

Für die Protokollführung gelten die gleichen Grundsätze wie im Fortgeschrittenenpraktikum. Auch im Umlaufpraktikum hält jeder Student einen Vortrag über einen von ihm durchgeführten Versuch. Es werden insgesamt sieben Versuche durchgeführt und jeweils durch ein Testat anerkannt.

Laborpraktikum II: Spezialisierung
S612 cr
Das Laborpraktikum II (Spezialisierung) ist das letzte Praktikum vor der Diplomarbeit. In diesem Praktikum wird, nach freier Wahl der Arbeitsgruppe, über das ganze Semester hinweg ein abgeschlossenes, in der Regel forschungsnahes Thema behandelt. Diese Thema kann im Zusammenhang mit der im darauffolgenden Semester beginnenden Diplomarbeit stehen, doch ist die Wahl der Diplomarbeit und der Forschungsgruppe völlig frei von der Wahl des Praktikumsthemas. Der Zeitrahmen für die Durchführung des Praktikums wird mit dem jeweiligen Betreuer vereinbart.

Das Praktikum wird durch ein Auswerteprotokoll, das mit einemTextverarbeitungsprogramm geschrieben sein muß, abgeschlossen und das Thema zum Ende des Semesters verbal in einem 20 - 30 minütigen Vortrag verteidigt.




(©) L. Feige (10/1997)