Experimentalphysik III (Quanten- und Atomphysik)

Die PEP3 Vorlesung ist der erste Kontakt mit dem überaus spannenden Gebiet der Quantenphysik im Physikstudium. Trotzdem schliesst sie inhaltlich direkt an die wichtigen Themen der klassischen Physik an, deren Kenntnis auf dem Niveau von PEP1 und PEP2 vorausgesetzt wird. Konkret sind hier Erhaltungssätze, die Physik des Drehimpulses, Schwingungen, Wellen, etwas statistische Physik und die spezielle Relativitätstheorie zu nennen.

Inhaltlich werden in der PEP3 zunächst die Teilchen- und Welleneigenschaften von Licht und Materie diskutiert und experimentell untermauert. Es folgt eine Einführung in die formalen Aspekte der Quantenphysik. Unter Anwendung der Schrödingergleichung werden einige Modellsysteme mit ihrer physikalischen Relevanz vorgestellt. Das Wasserstoffatom als Prototyp vieler äquivalenter 2-Teilchensysteme in der Physik wird im Detail mit und ohne Berücksichtigung des Elektronenspins diskutiert. Schliesslich schauen wir uns noch Systeme mit mehreren Teilchen (mindestens 2) an. Das Pauli-Prinzip und seine wichtige Rolle in Mehrelektronensystemen wird an Hand des Heliumatoms betrachtet. Systeme aus sehr vielen Fermionen oder Bosonen und deren statistische Eigenschaften bilden den Abschluss der Vorlesung.

Wie es sein sollte, werden regelmässig Hinweise auf aktuelle und ungelöste Fragestellungen der modernen Physik gegeben. Also, eine ziemlich wichtige und spannende Vorlesung, die auch noch von einigen Experimenten begleitet wird, so wie es sich für eine Experimentalphysikvorlesung gehört ! Hier ist ein Inhaltsverzeichnis der Vorlesung.