1. Modultitel und Modulnummer:
Modul 11.2 und 62: Atom- und Molekülphysik I
2. Lehrveranstaltungen des Moduls:
Vorlesung (4 SWS), Übung (2 SWS), betreut in Kleingruppen
3. Modulverantwortliche(r):
Verantwortlich sind die Lehrenden, Professor(inn)en und Dozent(inn)en der Physik im Wechsel
4. Lehrinhalte:
Kernpunkte der Veranstaltung sind:
Experimentelle und quantenmechanische Grundlagen: Geschichte und fundamentale Experimente, Postulate der Quantenmechanik und wichtige Sätze, Quantenmechanik des Bahndrehimpulses, Stationäre und nicht-stationäre Zustände, Das Zentralfeldproblem
Atome mit einem Elektron: Wellenfunktionen und Energieeigenwerte von Wasserstoff und ähnlichen Systemen, Rydbergatome: Theorie und Experimente, Alkali-Atome: Theorie, Experimente und die Entdeckung des Elektronenspins, Elektronenspin und Drehimpulskopplung, Feinstruktur und Hyperfeinstruktur von Wasserstoff- und Alkaliatomen
Atome mit zwei und mehr Elektronen: Das He-Atom und das Anti-Symmetrisierungspostulat, Grundzustand, einfach angeregte und auto-ionisierende Zustände von He, die Zentralfeldnäherung für N Elektronen, das Periodensystem der Elemente und die Elektronenkonfiguration, die Russel-Saunders-Kopplung, Äquivalente Elektronen, die Spin-Bahn-Wechselwirkung, Hund’sche Regeln: die Grundzustandsterme der Elemente, j-j-Kopplung, Röntgen-Strahlung. Theorie und Experimente
Moleküle (kurze Einführung): Bindungstypen, zweiatomige Moleküle, Freiheitsgrade
5. Kompetenzen:
Die Studierenden lernen die grundlegenden Begriffe, Phänomene und Konzepte der Atomphysik kennen. Der Inhalt der Veranstaltung ermöglicht es den Studierenden, anhand theoretischer Methoden Aufbau, Struktur und fundamentale Eigenschaften der Atome zu verstehen. Besonderes Gewicht wird auf die Darstellung der Wechselwirkung von Atomen mit äußeren Feldern, insbesondere mit Licht als Grundlagen der Atomspektroskopie, gelegt. Das erlernte Wissen wird mit der Diskussion grundlegender Experimente, Phänomene und moderner technischer und wissenschaftlicher Anwendungen vertieft. Die Studierenden sind in der Lage, Aufgaben aus diesem Bereich selbstständig zu lösen.
6. Anzahl Einzelleistungen:
Eine benotete Einzelleistung
7. Erbringungsformen:
Klausur oder mündliche Prüfung
8. Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten:
9. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte:
Struktur des Lehrangebots
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Semester |
Aufwand (Stunden) |
Aufwand Einzelleistungen (LP) |
LP |
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Kontakt-stunden |
Selbst-studium |
benotet |
unbenotet |
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Atom- und Molekülphysik I (V) |
5* |
60 |
60 |
2 |
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6 |
Übung zur Vorlesung |
5* |
30 |
60 |
|
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3 |
Gesamt |
9 |
*: wird das Modul als Pflichtmodul der Masterstudiengänge Biophysik und Nanowissenschaften studiert (FsB 4), so ist es für das 1. Semester empfohlen
10. Teilnahmevoraussetzungen und Vorkenntnisse:
Modul 3
11. Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls:
Modul 11.2:
Wahlpflichtmodul des Bachelorstudienganges mit Kernfach Physik Profil Physik (FsB 5.2.3)
Wahlpflichtmodul des vertiefenden Studiums im Bachelorstudiengang Vertiefung Physik (FsB 5.3.1)
Modul 62:
Pflichtmodul der Masterstudiengänge Biophysik und Nanowissenschaften (FsB 4)
12. Dauer des Moduls/Angebotsturnus:
Jährlich, im Wintersemester