Physikalisches Institut

Kommentare zum Vorlesungsverzeichnis Sommersemester 2013

• Mechanik des Punktteilchens
• Systeme von Massenpunkten
• Bewegung in Zentralkraftfeldern
• Inertialsysteme und beschleunigte Bewegung
• Lagrange-Mechanik
• Das Hamiltonsche Prinzip
• Kleine Schwingungen
• Hamilton-Mechanik
• Dynamik Starrer Körper
• Spezielle Relativitätstheorie

• Claus Grupen, Particle Detektors oder Teilchendetektoren
• Konrad Kleinknecht: Detektoren für Teilchenstrahlung
• William R. Leo, Techniques for Nuclear and Particle Physics Experiments: A How-to Approach
• Glen Cowan, Statistical Data Analysis
• Siegmund Brandt, Datenanalyse

Diese Vorlesung vermittelt einen Überblick über Ziele und Ergebnisse der modernen Astrophysik und über das moderne Weltbild. Themen sind die Grundlagen der physikalischen Eigenschaften der Sonne und des Planetensystems, des Aufbaus und der Entwicklung von Sternen, sowie die Grundlagen der Physik von Sternsystemen und des modernen kosmologischen Weltbildes. Die Vorlesung ist gedacht für den Studiengang Physik Bachelor im 4. Semester sowie für das Lehramt Physik.

Themen:

• 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

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)

Die Vorlesung beschäftigt sich dem Trajektoriekonzept in der Quantenmechanik, hauptsächlich im Rahmen der sogenannten Bohmschen Mechanik. Hierbei wird die Schrödingergleichung für die Wellenfunktion ergänzt durch eine Gleichung für den Teilchenort, die einer Trajektorie im Rahmen der klassischen Hamilton-Jacobi-Theorie ähnelt und durch die Phase der Wellenfunktion bestimmt wird. Neben didaktischen Vorteilen in Hinblick auf den Welle-Teilchen-Dualismus bietet die Bohmschen Mechanik (oder de-Broglie-Bohm-Theorie) alternative Interpretationsmöglichkeiten verschiedener quantenmechanischer Phänomene wie z.B. Tunnelvorgänge, Doppelspaltversuch oder Messprozesse. Ferner wird auf das Verhältnis zu anderen quantenmechanischen Trajektorienkonzepten wie den Pfadintegralformalismus eingegangen.

Klassische Mechanik (Theoretische Physik II),
an der Quantenmechanik I (Theoretische Physik IV) Vorlesung sollte parallel teilgenommen werden.

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

1.      Transportphänomene

2.      Metall-Halbleiter-Kontakt, Schottky-Diode

3.      p-n Diode
   Photodiode, LED, Laserdiode, Solarzelle

4.      bipolare Transistoren, HBT

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

6.      Quantenstruktur-Bauelemente
   IQWIP, QCL, HET, RTD

• Experimentalphysik IV (Kondensierte Materie)
• Vorlesung Theorie und Technologie der Halbleiter, Vorlesungsteil Theorie der Halbleiter, J. Wagner, WS2012/13

• 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

• Elektronen in Metalle
• Kristallstruktur
• Phononen
• Elektronen in einem periodischen Potential
• Halbleiter

Literatur:

• Einführung in die Festkörperphysik, Ch. Kittel, Oldebourg
• Solid State Physics, J.S Blakemore, Cambridge

• Einleitung, Historischer Überblick
• Vom Atom zum Quark
• Eigenschaften von Kernen, Kernmodelle
• Wechselwirkung von Strahlung mit Materie
• Anwendungen der Kern- und Teilchenphysik
• Beschleuniger und Detektoren
• QED: elektromagnetische Wechselwirkung
• Starke Wechselwirkung
• Symmetrien und schwache Wechselwirkung
• Das Standardmodell der Teilchenphysik
• Experimenteller Status Quo und offene Fragen

• 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 €

• M. Doi and S.F. Edwards, The Theory of Polymer Dynamics, Oxford University Press
• M. Rubinstein and R.H. Colby, Polymer Physics, Oxford University Press

• 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

• Peskin/Schroeder: "An Introduction to Quantum Field Theory"
• Coleman: "Notes from Sidney Coleman's Physics 253a"; http://arxiv.org/abs/1110.5013 
• Itzykson/Zuber: "Quantum Field Theory" 
• Weinberg: "The Quantum Theory of Fields, Vol.1: Foundations 
  

• F. Halzen, A.D. Martin, Quarks and Leptons, Wiley-Verlag;
• D. Griffiths, Introduction to Elementary Particles, Wiley-Verlag;
• G. Kane, A. Price (Ed.), Perspectives on LHC Physics, World Scientific;
• R.K. Ellis, W.J. Stirling und B.R. Webber, QCD and Collider Physics, Cambridge Univ. press;
• D. Green, High PT Physics at Hadron Colliders, Cambridge Univ. press; 
• J.M. Campbell, J.W. Huston und W.J. Stirling, Hard interactions of quarks and gluons: a primer for LHC physics, Rep. Prog. Phys. 70 (2007) 89-193.  
  
  

• 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“

•     Ashcroft-Mermin, Saunders College, Solid State Physics
•     Kittel, Oldenbourg, Festkörperphysik
•     Ibach-Lüth, Springer, Festkörperphysik

• William Chaplin, Music of the Sun
• Conny Aerts et al., Asteroseismology
• Joergen Christensen Dalsgaard, Stellar Oscillations
• Frank Pijpers, Methods of helio- and asteroseismology
  

• V.I. Arnold, Mathematical Methods of Classical Mechanics
• A. Knauf, Mathematische Physik: Klassische Mechanik
• G. Rudolph, M. Schmidt, Differential Geometry and Mathematical Physics
• S. Waldmann, Poisson-Geometrie und Deformationsquantisierung
• W. Thirring, Classical Mathematical Physics:Dynamical Systems and Field Theories
• Da Silva, Lectures on Symplectic Geometry

• N. G. van Kampen, Stochastic processes in physics and chemistry, North-Holland (1990)
• V. May und O. Kühn, Charge and Energy Transfer Dynamics in Molecular Systems, Wiley-VCH (2000)

• Hecht, E., Optics, Addison Wesley.
• Saleh & Teich, Fundamentals of Photonics., Wiley & Sons, Inc.
• Goodman, J.W., Introduction to Fourier optics, McGraw-Hill.
• Naumann/Schröder, Baulelemente der Optik, Hanser-Verlag
• Demtröder, Experimentalphysik 2, Springer-Verlag

• Enss, Hunklinger, Tieftemperaturphysik, Springer (2000)
• Frank Pobell, Matter and Methods at Low Temperatures, Springer (1996)
• J.G. Weisend II, Handbook of Cryogenic Engineering, Taylor & Francis (1998)
• H. Hausen, H. Linde, Tieftemperaturtechnik, Springer (1985)