Physikalisches Institut

Kommentare zu den Veranstaltungen im Sommersemester 2015

• Mechanik des Punktteilchens
• Systeme von Massenpunkten
• Bewegung in Zentralkraftfeldern
• Inertialsysteme und beschleunigte Bezugssysteme
• Symmetrien, Invarianzen und Erhaltungsgrößen
  
• Methode der Lagrange-Multiplikatoren
• Hamiltonsches Prinzip
• Lineare Schwingungen
• Hamilton-Mechanik
• Dynamik starrer Körper
• Spezielle Relativitätstheorie

• Einführung
• Die Postulate der Quantenmechanik
  
• Mathematische Formulierung
  
• Eindimensionale Probleme
  
• Rotation und Drehimpuls
  
• Das Wasserstoffatom
  
• Näherungsmethoden
  
• Spin und Pauli-Prinzip
  
• Zweiatomige Moleküle 

•     C. Cohen-Tannoudji, B. Diu und F. Laloë, Quantenmechanik 1&2 (2009, 2008, de Gruyter)
•     W. Nolting, Grundkurs Theoretische Physik 5/1&2: Quantenmechanik (2009, 2006, Springer)
•     F. Schwabl, Quantenmechanik (2007, Springer)
•     J.-L. Basdevant, J. Dalibard und M. Joffre, Quantum Mechanics (2002, Springer)
  

Ziel: 

Die Teilnehmenden erhalten einen Überblick über die wesentlichen Anwendungsgebiete und Methoden in der heutigen Digitalelektronik. Sie lernen an Hand von Beispielen die Konzepte und Funktionsweise digitaler Schaltkreise kennen und werden in die Programmierung von logischen Bausteinen eingeführt. In der praktischen Übung werden Logikbausteine (FPGA) selbst programmiert.

Inhalt:

Folgende Themen werden behandelt:

• Anwendungsfelder der Digitalelektronik
• Grundlagen und logische Verknüpfungen
• Schaltkreisfamilien
• Rechenschaltungen
• programmierbare Bausteine (FPGA und CPLD)
• Zahlen und Speicher
• Automaten
• Systeme zur Datenaufzeichnung

• Urbansk, Digitaltechnik (Springer)
• Tietze Schenk, Halbleitertechnik (Springer)

• William R. Leo, Techniques for Nuclear and Particle Physics Experiments, Springer Verlag;
• Claus Grupen, Teilchendetektoren, BI Wissenschaftsverlag;
• Konrad Kleinknecht: Detektoren für Teilchenstrahlung, 4. Auflage, Teubner Verlag;
• Hermann Hinsch, Elektronik –Ein Werkzeug für Naturwissenschaftler-, Springer Verlag;
• Glen Cowan, Statistical Data Analysis, Oxford Univ. Press;
• Siegmund Brandt, Data Analysis –Statistical and Computational Methods for Scientists and Engineers-, Springer Verlag;

•     Weigert, A., Wendker, H., Wisotzki, L.: Astronomie und Astrophysik - Ein Grundkurs  VCH Verlagsgesellschaft, 4. Aufl. (2004), ISBN 3-527-40358-2
•     Karttunen, H., Kröger, P., Oja, H., Poutanen, M. Donner, K. J.: Fundamental Astronomy, Springer-Verlag, ISBN 3-540-17264-5
•     Hanslmeier, A., Einführung in die Astronomie und Astrophysik (2. Auflage 2007), Springer ISBN 978-3-8274-1846-3
•     Scheffler, H., Elsässer, H.: Physik der Sterne und der Sonne Bibliographisches Institut, ISBN 3-411-01438-5
•     Unsöld, A:, Bascheck, B.: Der neue Kosmos (6. Auflage), Springer-Verlag, ISBN 3-540-64165-3

1.      Transportphänomene

2.      Metall-Halbleiter-Kontakt, Schottky-Diode

3.      p-n Übergang
   Diodengleichrichter, Photodiode, LED, Laserdiode, Solarzelle

4.      Bipolare Transistoren, HBT

5.      Feldeffekt-Transistoren
   JFET, MESFET, HEMT, MOSFET, FGFET

6.      Quantenstruktur-Bauelemente
   RTD, QWIP, QCL, ICL

• Experimentalphysik IV (Kondensierte Materie)
• Vorlesung Grundlagen der Halbleiterphysik, Prof. J. Wagner, WS2013/14

• S.M. Sze and K.K. Ng, Physics of Semiconductor Devices, Wiley, 2006
• S.M. Sze, Semiconductor Devices, Wiley, 2001

• P. Würfel, Physik der Solarzelle, Spektrum - Akademischer Verlag 1995
• A. Goetzberger, B. Voß und  J. Knobloch, Sonnenenergie: Photovoltaik, Teubner 1997
• M.A. Green, Solar Cells, University of New South Wales 1982

• Struktur und Eigenschaften von Atomen und Molekülen
• Struktur und Eigenschaften von Festkörpern

Literatur:

• Literatur zu Atom- und Molekülphysik
• inführung in die Festkörperphysik, Ch. Kittel, Oldebourg

• Einleitung, Historischer Überblick
• Aufbau und Eigenschafte der Kerne
• Kernkraft, Kernzerfälle
• Elektromagnetische Wechselwirkung
• Starke Wechselwirkung
• Schwache Wechselwirkung
• Mesonen, Quarkonia, Baryonen
• Das Standardmodell der Teilchenphysik
• Offene Fragen der teilchenphysik
• Astroteilchenphysik und das Universum
• Wechselwirkung von Strahlung mit Materie
• Beschleuniger und Detektoren
• Anwendungen der Kern- und Teilchenphysik
  

• J. Bleck-Neuhaus, Elementare Teilchen: Moderne Physik von den Atomen bis zum Standard-Model, Springer Verlag
• B. Martin, Nuclear and Particle Physics: An Introduction, Wiley Verlag

Vorkenntnisse: 

• Helmut F. Mikelskis (Hrsg.), Physik-Didaktik: Praxishandbuch für die Sekundarstufe I und II, Cornelsen Verlag Scriptor, 2006, 290 S., 19,95 €
• Silke Mikelskis-Seifert/Thorid Rabe (Hrsg.), Physik-Methodik: Handbuch für die Sekundarstufe I und II, Cornelsen Verlag Scriptor, 2007, 242 S., 19,95 €

The lecture addresses the fundamental aspects of light-matter interaction, with a special focus on the quantum properties (i.e., essentially the granularity) of light. Field theoretical elements from Quantum Electro Dynamics (QED) are merged with quantum statistical and semiclassical theory. Paradigmatic experimental scenarios of non-equilibrium quantum evolution will be discussed within this more general theoretical framework.

• C. Cohen-Tannoudji, J. Dupont-Roc, G. Grynberg, Atom-Photon-Interactions
• L. Mandel, E. Wolf, Optical coherence and quantum optics
• R. Loudon, The quantum theory of light
• S. Haroche, J.-M. Raymond, Exploring the Quantum: Atoms, Cavities, and Photons

• Quantization of scalar fields (Klein Gordon equation, classical field theory, canonical quantization, scattering theory and Feynman diagrams)
  
• Vector-boson fields (classical field equations, electromagnetic interactions and the gauge principle, quantization of the electromagnetic field, scalar QED and perturbative evaluation) 
  
• Dirac fermions (basics of Lie Groups, Lorentz group and its representations, Dirac and Weyl equations, Poincare group and its representations, quantization of free Dirac fields, QED and perturbative evaluation, applications)
  
• Quantization with functional integrals

• W. Lange “Laserphysik”
• Demtröder “Laserspektroskopie”
• J. Eichler & H.J. Eichler, Springer, „Laser“
• F.K. Kneubühl /M.W. Sigrist “Laser”
• D. Meschede “Optik, Licht und Laser”
• C. Ruilliere, Springer, „Femtosecond laser pulses“
  

• M. Tinkham, Introduction to Superconductivity
  
• W. Buckel u.R. Kleiner, Supraleitung: Grundlagen und Anwendungen
  

• Geometrical methods in field theory
  
• Black Holes
  
• Field theory approach to gravity
  
• Quantization free fields
  
• Methods in 2d conformal field theory
  
• Extended Objects (D-Branes)

• General relativity lecture notes of Blau and Marolf
  
• Jacobs: lectures on black hole thermodynamics
  
• Traschen: black hole radiation
  
• Baumann: TASI lectures on inflation
  
• Polchinski: "String Theory I" and "String Theory II"
  
• Kiritsis: "Introduction to Superstring Theory"

Experimentalphysik IV (Condensed Matter)

• Yoon S. LEE, Self-Assembly and Nanotechnology: A Force Balance Approach, Wiley 2008
• Robert KELSALL, Ian W. HAMLEY, Mark GEOGHEGAN, Nanoscale Science and Technology, Wiley, 2005
• Richard A.L. JONES,  Soft Machines: Nanotechnology and Life, Oxford University Press, USA 2008
• Philip BALL,  Shapes, Flow, Branches. Nature's Patterns: A Tapestry in Three Parts, Oxford University Press, USA
• J.N. ISRAELACHVILI,  Intermolecular and Surface Forces, Third Edition, Elsevier, 2011