Atome, Kerne, Teilchen - Interaktive Studienpläne der TU Ilmenau

Experimentalphysik I und II

Die Studierenden erhalten einen Einblick in die Grundlagen der Speziellen Relativitätstheorie und Quantenmechanik. Die Kombination aus Vorlesung und Übung versetzt sie in die Lage, eigenständig Probleme zu lösen. Idealerweise entwickeln die Studierenden eine Intuition für die physikalischen Vorgänge im Nanokosmos.

Die Vorlesung schärft die Begriffsbildung von Raum, Zeit und Messung. In einer kurzen Einführung in die Spezielle Relativitätstheorie wird die aus der Newton-Mechanik bekannte Galilei-Transformation durch die Lorentz-Einstein-Transformation für Inertialsysteme erweitert, die sich relativ zueinander mit großen Geschwindigkeiten bewegen. Aus diesen Transformationen werden die Längenkontraktion, die Zeitdilatation und die Äquivalenz von Masse und Energie abgeleitet. Der Hauptteil der Vorlesung beschäftigt sich mit der Physik kleinster Teilchen. Nach der Diskussion des Welle-Teilchen-Dualismus wird die klassische Atom-Physik behandelt, die schließlich in die quantenmechanische Beschreibung der Atome, Moleküle und Kerne mündet. Wichtige Ergebnisse werden das Bohrsche Atommodell, die Schrödinger-Gleichung und die Heisenbergschen Unschärferelationen sein. Radioaktivität und Elementarteilchen bilden den Abschluss der Vorlesung.

Tafel, Computer-Präsentation

Berkeley Physik-Kurs Band 4: Quantenphysik (Vieweg 1989)

R. Feynman: Quantenmechanik (Band 3, Addison-Wesley 1964)

D. Halliday, R. Resnick, J. Walker: Fundamentals of Physics (Wiley 2001)

P. A. Tipler, G. Mosca: Physik (Springer 2009)

D. Meschede: Gerthsen Physik (Springer 2010)

W. Demtröder: Experimentalphysik 1, 3 (Springer 2010)

A. P. French: Die spezielle Relativitätstheorie (Vieweg 1986)

L. C. Epstein: Relativity visualized (Insight Press 1985); N. D. Mermin: It's about time (Princeton University Press 2005)

schriftliche Prüfungsleistung, 90 Minuten

schriftliche Prüfungsleistung, 90 Minuten