Quantenmechanik I Sommersemester 2013
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Quantenmechanik I Sommersemester 2013 QM Web–Page http://einrichtungen.physik.tu-muenchen.de/T30e/ teaching/ss13/qm1.d.html Organisation ☞ Vorlesung : • Montags 830 − 1000 • Mittwochs 1020 − 1200 mit jeweils 5 Minuten Pause Organisation ☞ Vorlesung : • Montags 830 − 1000 • Mittwochs 1020 − 1200 mit jeweils 5 Minuten Pause ☞ Übungen: y nächste Folie Organisation ☞ Vorlesung : • Montags 830 − 1000 • Mittwochs 1020 − 1200 mit jeweils 5 Minuten Pause ☞ Übungen: y nächste Folie ☞ Prüfungen : • 3 Quantentests • 1. vsl. am 13.5. um 830 • 2. vsl. am 17.6. um 830 • 3. Termin wird bekannt gegeben Organisation ☞ Vorlesung : • Montags 830 − 1000 • Mittwochs 1020 − 1200 mit jeweils 5 Minuten Pause ☞ Übungen: y nächste Folie ☞ Prüfungen : • 3 Quantentests • 1. vsl. am 13.5. um 830 • 2. vsl. am 17.6. um 830 • 3. Termin wird bekannt gegeben • 1. Klausur vsl. am 01.08.2013, 15:00–16:30, 5510.EG.001 (MW 0001, Gustav–Niemann–Hörsaal), 5510.02.001 (MW 2001, Rudolf–Diesel–Hörsaal) Organisation ☞ Vorlesung : • Montags 830 − 1000 • Mittwochs 1020 − 1200 mit jeweils 5 Minuten Pause ☞ Übungen: y nächste Folie ☞ Prüfungen : • 3 Quantentests • 1. vsl. am 13.5. um 830 • 2. vsl. am 17.6. um 830 • 3. Termin wird bekannt gegeben • 1. Klausur vsl. am 01.08.2013, 15:00–16:30, 5510.EG.001 (MW 0001, Gustav–Niemann–Hörsaal), 5510.02.001 (MW 2001, Rudolf–Diesel–Hörsaal) • 2. Klausur vsl. am 02.10.2013, 09:00–10:30, 5510.EG.001 (MW 0001, Gustav–Niemann–Hörsaal) Übungen ☞ Zentralübung Mi 830 –1000 in HS 1 (Beginn 17.04.) Übungen ☞ Zentralübung Mi 830 –1000 in HS 1 (Beginn 17.04.) ☞ Tutorübungen (Übungsleiter: Maximilian Fischer; [email protected]) # 01 06 02 03 04 05 07 09 11 12 13 14 15 Termin Mo 10:00–12:00 Mo 10:00–12:00 Mo 12:00–14:00 Mo 16:00–18:00 Di 10:00–12:00 Di 16:00–18:00 Mi 12:00–14:00 Mi 14:00–16:00 Do 10:00–12:00 Do 12:00–14:00 Do 16:00–18:00 Fr 08:00–10:00 Fr 12:00–14:00 Raum C.3203 C.3201 C.3202 PH 3344 C.3202 C.3201 C.3203 C.3203 C.3203 C.3203 PH 3344 C.3203 PH 3344 Tutor Maximilian Fischer Peter Degenfeld–Schonburg Francesco Dighera Francesco Dighera Maximilian Fallbacher Manuel Luitz Ana Solaguren–Beascoa Simon Rips Sebastian Wild Martin Leib Andreas Trautner Karl Friedrich Wulschner Manuel Luitz Hinweis Am Mittwoch, den 24.04., entfällt die Vorlesung wegen einer Fachschafts– Vollversammlung Literatur [1 ]F. Schwabl, Quantenmechanik, Springer. [2 ]D.J. Griffiths, Introduction to Quantum Mechanics, Prentice Hall. [3 ]C. Cohen–Tannoudji, Quantenmechanik I und II, de Gruyter. [4 ]J.–J. Basdevant & J. Dalibard, Quantum Mechanics, Springer. [5 ]W. Nolting, Quantenmechanik I und II, Vieweg. [6 ]E. Fick, Einführung in die Grundlagen der Quantentheorie, Akademische Verlagsgesellschaft Wiesbaden. [7 ]A. Messiah, Quantenmechanik I und II, de Gruyter. [8 ]T. Fließbach, Lehrbuch zur Theoretischen Physik III: Quantenmechanik, Spektrum. [9 ]L.D. Landau und E.M. Lifshitz, Lehrbuch der Theoretischen Physik III: Quantenmechanik, Harri Deutsch. Persönliche Bitte ☞ Meine Mailbox Persönliche Bitte ☞ Meine Mailbox ☞ Bitte: Informationen am Beginn der Vorlesung beachten Persönliche Bitte ☞ Meine Mailbox ☞ Bitte: Informationen am Beginn der Vorlesung beachten ☞ Bitte: Fragen vor oder nach der Vorlesung, nicht per Email Hohlraumstrahlung ☞ Elektrisches Feld: Ei (~x) ∝ sin(k1 x) sin(k2 y) sin(k3 z) Hohlraumstrahlung ☞ Elektrisches Feld: Ei (~x) ∝ sin(k1 x) sin(k2 y) sin(k3 z) ☞ Wellenvektor vs. Frequenz: 2π ν = ω = c |~k| Frequenz Lichtgeschwindigkeit Wellenvektor Hohlraumstrahlung ☞ Elektrisches Feld: Ei (~x) ∝ sin(k1 x) sin(k2 y) sin(k3 z) ☞ Wellenvektor vs. Frequenz: 2π ν = ω = c |~k| ☞ Beitrag zur Energiedichte von Wellen im Frequenzintervall [ω, ω + dω] u(ω) dω ∝ (Zahl der Wellen) · (kB T) ∝ kB T ω2 dω BoltzmannKonstante Temperatur Hohlraumstrahlung ☞ Elektrisches Feld: Ei (~x) ∝ sin(k1 x) sin(k2 y) sin(k3 z) ☞ Wellenvektor vs. Frequenz: 2π ν = ω = c |~k| ☞ Beitrag zur Energiedichte von Wellen im Frequenzintervall [ω, ω + dω] u(ω) dω ∝ (Zahl der Wellen) · (kB T) ∝ kB T ω2 dω ☞ Problem: Gesamtenergie divergiert: Z dω u(ω) → ∞ ! Hohlraumstrahlung ☞ Elektrisches Feld: Ei (~x) ∝ sin(k1 x) sin(k2 y) sin(k3 z) ☞ Wellenvektor vs. Frequenz: 2π ν = ω = c |~k| ☞ Beitrag zur Energiedichte von Wellen im Frequenzintervall [ω, ω + dω] u(ω) dω ∝ (Zahl der Wellen) · (kB T) ∝ kB T ω2 dω ☞ Problem: Gesamtenergie divergiert: Z dω u(ω) → ∞ ! Lösung durch Planck’s Hypothese: Licht kommt nur in diskreten Quanten vor. Hohlraumstrahlung Hohlraumstrahlung Hohlraumstrahlung Photonen („Lichtquanten“) ☞ Energie E = h ν = ~ ω mit ω = 2πν Photonen („Lichtquanten“) ☞ Energie E = h ν = ~ ω mit ω = 2πν ☞ Planck’sches Wirkungsquantum h = 2π ~ mit ~ = 6.582 · 10−16 eV s = 1.05453 · 10−34 J s = 1.05453 · 10−34 kg m2 s Photonen („Lichtquanten“) ☞ Energie E = h ν = ~ ω mit ω = 2πν ☞ Planck’sches Wirkungsquantum h = 2π ~ mit ~ = 6.582 · 10−16 eV s = 1.05453 · 10−34 J s = 1.05453 · 10−34 ➥ Modifizierter Beitrag zur Energiedichte von Wellen im Frequenzintervall [ω, ω + dω] u(ω, T) = Frequenz Energie ~ dε = 2 3 dω π c exp ω3 ~ω −1 kB T Energiedichte E ε = V Temperatur Volumen kg m2 s Planck vs. Rayleigh-Jeans Verteilung u Rayleigh-Jeans Planck ω Stern–Gerlach–Experiment web site Photoelektrischer Effekt E Photoelektrischer Effekt E Photoelektrischer Effekt E Photoelektrischer Effekt E ~ω Photoelektrischer Effekt E Ee ~ω Photoelektrischer Effekt E Ee ~ω W Photoelektrischer Effekt ☞ Maximale kinetische Energie des Elektrons Ee = ~ ω − W ~ = 1.05453 · 10−34 J s Frequenz Photoelektrischer Effekt ☞ Maximale kinetische Energie des Elektrons Ee = ~ ω − W ☞ Impuls des Photons ~p = ~ ~k 2π mit |~k| = λ Wellenvektor Wellenlänge Doppelspalt–Experiment Quelle a Q b Doppelspalt–Experiment Quelle a Q b Doppelspalt–Experiment Quelle a Q b
