Struktur der Materie

Organisationseinheit
Freie Universität Berlin/Physik/Institut für Experimentalphysik

Bereich

Kernfach
Pflichtbereich

Zugangsvoraussetzungen

„Einführung in die Physik“, „Elektrodynamik und Optik“, „Analytische Mechanik“.

Qualifikationsziele

Die Studentinnen und Studenten kennen die experimentellen Grundlagen und die zentralen Konzepte der Festkörper-, Atom- und Molekülphysik und können diese erläutern und interpretieren. Weiterhin können sie ihre Kenntnisse auf konkrete Fragestellungen anwenden und die benötigten mathematischen Hilfsmittel sinnvoll einsetzen. Die Studentinnen und Studenten kennen anspruchsvolle moderne physikalische Messverfahren und die Verschiedenartigkeit der experimentellen Methoden und können diese in der Praxis anwenden. Sie sind in der Lage, sich ein neues Arbeitsgebiet in kurzer Zeit anhand von Literatur zu erschließen. Zur Vorbereitung wird empfohlen, an den Lehrveranstaltungen des Moduls „Quantenmechanik“ teilgenommen zu haben.

Inhalte

Festkörperphysik: Kristallstruktur, Beugung durch periodische Strukturen, reziproker Raum, Gitterschwingungen, thermodynamische Eigenschaften, Elektronen in Festkörpern, Transportphänomene, Halbleiter sowie eine Auswahl folgender Themen: dielektrische Eigenschaften, Magnetismus, Supraleitung.

Atom- und Molekülphysik: Atome in elektrischen und magnetischen Feldern, Fein- und Hyperfeinstruktur, Absorption und Emission elektromagnetischer Strahlung, Laser, spektroskopische Methoden, Born-Oppenheimer- Näherung, Kernbewegung: Oszillation und Rotation, strahlungslose Prozesse, chemische Bindung, Molekularorbitale, Franck-Condon-Prinzip, van der Waals-Wechselwirkung, quantenchemische Methoden.

Laborpraktikum: Eine Auswahl von Experimenten aus den Themenbereichen: Festkörperphysik, Atom- und Molekülphysik, Kernphysik, Biophysik.

Lehr- und Lernformen

Aktive Teilnahme

Vorlesung 1
4 SWS
Teilnahme empfohlen