Technische Universität Ilmenau

Einführung in die Quantenmechanik - Modultafeln der TU Ilmenau

Die Modultafeln sind ein Informationsangebot zu unseren Studiengängen. Rechtlich verbindliche Angaben zum Verlauf des Studiums entnehmen Sie bitte dem jeweiligen Studienplan (Anlage zur Studienordnung). Bitte beachten Sie diesen rechtlichen Hinweis.
Angaben zum Raum und Zeitpunkt von geplanten Lehrveranstaltungen entnehmen Sie bitte dem e-Veranstaltungskalender. Lehrveranstaltungen und Prüfungen, die nicht im e-Veranstaltungskalender abgebildet sind, werden "nach Vereinbarung" geplant. Eine Auflistung der betroffenen Veranstaltungen finden Sie hier: Lehrveranstaltungen, Prüfungen.

Fachinformationen zu Einführung in die Quantenmechanik im Studiengang Master Regenerative Energietechnik 2016
Fachnummer101695
Prüfungsnummer2400643
FakultätFakultät für Mathematik und Naturwissenschaften
Fachgebietsnummer 2421 (Theoretische Physik I)
Fachverantwortliche(r) Dr. Wichard Beenken
TurnusWintersemester
Sprachedeutsch
Leistungspunkte4
Präsenzstudium (h)45
Selbststudium (h)75
VerpflichtungPflicht
Abschlussalternative Studienleistung
Details zum Abschluss

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.

Anmeldemodalitäten für alternative PL oder SLDie 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):
  • Anmeldebeginn: 01.07.2020
  • Anmeldeschluss: 08.07.2020
  • Rücktrittsfrist:
  • letzte Änderung der Fristen: 14.11.2020
max. Teilnehmerzahl
Vorkenntnisse

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.

Lernergebnisse

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.

Inhalt

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

 

Medienformen

Tafel und PowerPoint-Präsentationen

Literatur

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

Lehrevaluation

Informationen und Handreichungen zur Pflege von Modul- und Fachbeschreibungen durch den Modul- oder Fachverantwortlichen finden Sie auf den Infoseiten zum Modulkatalog.