Technische Universität Ilmenau

Introduction to Quantum Mechanics - Modultafeln of TU Ilmenau

The module lists provide information on the degree programmes offered by the TU Ilmenau.

Please refer to the respective study and examination rules and regulations for the legally binding curricula (Annex Curriculum).

You can find all details on planned lectures and classes in the electronic university catalogue.

Information and guidance on the maintenance of module descriptions by the module officers are provided at Module maintenance.

Please send information on missing or incorrect module descriptions directly to modulkatalog@tu-ilmenau.de.

module properties Introduction to Quantum Mechanics in degree program Master Biotechnische Chemie 2016
module number101695
examination number2400643
departmentDepartment of Mathematics and Natural Sciences
ID of group 2421 (Theoretical Physics I)
module leader Dr. Wichard Beenken
term winter term only
languagedeutsch
credit points4
on-campus program (h)45
self-study (h)75
obligationobligatory module
examalternative pass-fail certificate
details of the certificate

alternative Studienleistung, die durch das eigenständige Bearbeiten und ggf. Vorführen von wöchentlich gestellten Aufgaben zu erbringen ist.

Für den Fall, dass aufgrund verordneter Maßnahmen im Rahmen der Virus SARS-CoV-2-Pandemie 2020 eine Präsenzveranstaltung nicht möglich ist, ersetzt eine auf elektronischem Wege übermittelte schriftliche Ausarbeitung das Vorführen der Aufgabenlösung.

alternative examination performance due to COVID-19 regulations incl. technical requirements
signup details for alternative examinationsDie Anmeldung zur alternativen semesterbegleitenden Abschlussleistung erfolgt über das Prüfungsverwaltungssystem (thoska) außerhalb des zentralen Prüfungsanmeldezeitraumes. Die früheste Anmeldung ist generell ca. 2-3 Wochen nach Semesterbeginn möglich. Der späteste Zeitpunkt für die An- oder Abmeldung von dieser konkreten Abschlussleistung ist festgelegt auf den (falls keine Angabe, erscheint dies in Kürze):
  • signup begins: 05.11.2021
  • signup ends: 19.01.2022
  • resignation not after:
  • last modification of this information:
maximum number of participants
previous knowledge and experience

Mathematische Kenntnisse, insbesondere der Matrizenrechnung sowie der gewöhnlichen Differentialgleichungen auf dem Niveau der Vorlesungen Mathematik 1-3 der Bachelorstudiengänge (GIG) sowie des Atommodells aus Vorlesungen zur Allgemeinen und Physikalsichen Chemie.

learning outcome

Der Studierende ist mit den Grundlagen der Quantentheorie vertraut und kann einfache eindimensionale Probleme lösen. Er kennt den Separationsansatz für die Schrödingergleichung mit kugelsymmetrischen Potential, insbesondere die Bedeutung der Kugelflächenfunktion für das Orbitalmodell der Atome. Er ist vertraut mit der quantenmechanischen Beschreibung des Wasserstoffatoms und seines Spektrums.

content

1. Welle-Teilchen Dualismus
- De Broglie: Materiewellen
- Bohr-Sommerfeldsches Atommodell
- Interpretation der Wellenfunktion - Wahrscheinlichkeitsdichte

2. Schrödingergleichung
- Schrödingergleichung für freie Teilchen
- Stehende Wellen - unendlicher Potentialtopf
- Schrödingergleichung mit Potential
- Evanszente Moden - Tunneleffekt
- Harmonischer Oszillator - Erzeugung- und Vernichtungsoperatoren

3. Gebundene Zustände im 3-dim Zentralpotential
- Separation von Radial- und Orbitalgleichung
- Lösungen der Orbitalgleichung: Kugelflächenfunktionen
- Drehimpuls in der Quantenmechanik

4. Wasserstoffatom
- Lösung der Radialgleichung für das Coulompotential
- Spin, Pauligleichung - Paramagnetismus
- Spin-Bahn-Kopplung - Feinstruktur des Wasserstoffspektrums

 

media of instruction and technical requirements for education and examination in case of online participation

Tafel und PowerPoint-Präsentationen

literature / references

J. Reinhold: Quantentheorie der Moleküle, Teubner 2004, 29.90 Euro

evaluation of teaching