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Modul Pk4a: Atom- und Molekülphysik
Vorlesung
Teil I – Grundlagen
1. Einführung
Gesamtübersicht
Größenordnungen –atomare Einheiten
17.04.08
V1
2. Das Bohrsche Atommodell
2.1 Bohrsche Postulate
2.2. Energie im Bohrschen Atommodell
2.3 Wasserstoff-Atom
2.4. Rydberg-Frequenz
2.5 Spektren des Wasserstoffatoms
3. Elemente der Quantenmechanik
3.1. Das große Pradoxon
3.2. Wellenmechanisches Atommodell
3.1.1. Wellenfunktion
Teil II Atomphysik
3.3. Die Schrödinger Gleichung
18.04.08
V2
4. Die physikalische Bedeutung der Quantenzahlen
4.1. Die Hauptquantenzahl n
4.2. Die Bahndrehimpulsquantenzahl l
4.3. Die Magnetische Quantenzahl m
4.4. Der Spin
4.5. Magnetische Eigenschaften des Atoms / Stern-Gerlach-Versuch
5. Das Wasserstoffatom
5.1. Die Wellenfunktionen des Wasserstoffatoms
5.2. Energieniveaus
5.3. Vergleich mit dem Bohrschen Atommodell
5.6. Spektren wasserstoffähnlicher Ionen
24.04.08
V3
6. Das Periodensystem der Elemente (PSE)
6.1. Pauli Prinzip
6.2. Aufbau der Elektronenhülle und periodisches System
6.3. Bohrsches Korrespondenzprinzip
6.4. Auswahlregel
7. Mehrelektronenatome
7.1 Zentralfeldnäherung
7.2. Energiezustände
7.2.1 Resultierender Bahndrehimpuls
7.2.2 Resultierender Eigendrehimpuls
08.05.08
V4
7.2.3 Resultierender Gesamtdrehimpuls
7.3. Magnetisches Moment des Elektrons im Mehrelektronenatom
7.3.1 Para- und Dia-Magnetismus
7.3.2 Zeeman-Effekt
7.4 Spin-Bahn-Wechselwirkung und Kopplungsschemata
7.4.1 Beispiele Komplexer Spektren
8.
8.1
8.2
8.3
8.4
Optische Übergänge
Einführung: Ein-Photonenprozesse (Dipolübergänge)
Einstein Koeffizienten
Absorption und stimulierte Emission
Spontane Emission
15.05.08
V5
9. Physikalische Grundlagen der Lasertechnik
9.1 Laserbedingungen
9.2 Lasertypen
9.3 Anwendung von Lasern in der Medizin
Teil III – Molekülphysik
10. Aufbau der Moleküle
10.1 Moleküle als Grundbausteine des Lebens
10.2 Mechanische Eigenschaften von Molekülen
Maldi-TOF und ESI
10.3. Die chemischen Bindung
10.3.1 Die ionische Bindung
10.3.2 Die kovalente Bindung
10.3.3 Van-der-Waals-Kräfte
10.3.4 Wasserstoffbrückenbindung
22.05.08
V6
10.4 Das Molekül-Orbital-Modell (MO aus LCAO)
(Beispiel: Wasserstoff (H+2) Einelektron-Zweikern-System)
05.06.08
10.6 Das Mehrelektronenproblem in der Molekülphysik
10.6.1.Problemstellung und Übersicht
10.6.2. Das Sauerstoffmolekül
10.7. Methoden der Molekül-Modellierung
10.7.1 Molekülmechanische Rechnungen
12.06.08
V9
11. Schwingungen und ihre Spektroskopie
11.1. IR- und Raman-Spektren
11.2. Zweiatomige Moleküle
11.3. Normalschwingungen vielatomiger Moleküle
11.4. Auswahlregeln und Polarisation
19.06.08
V11
12. Elektronische Übergänge und ihre Spektroskopie
12.1 Absorption von Photonen
12.2 Franck-Condon Prinzip und Stokes-Shift
12.3 Extinktionskoeffizient und Oszillatorstärke
26.06.08
V12
29.05.08
V7
12.4 Klassifizierung optischer Übergänge
12.5. Deaktivierung angeregter elektronischer Zustände
12.5.1 Monomolekulare Deaktivierungsprozesse
12.5.2 Strahlende Deaktivierung
(Fluoreszenz und Phosphoreszenz)
12.5.3 Strahlungslose Deaktivierung
(Innere Umwandlung und Interkombination)
12.6 Beispiele
13. Experimente an und mit einzelnen Molekülen
13.1. Optische Spektroskopie einzelner Moleküle
13.1.1 4-STED-Mikroskopie
13.1.2 Fluoreszenz-Korrelations-Spektroskopie
13.2. Raster-Sonden-Mikroskopie
13.3. Elektronen- und Röntgen-Mikroskopie
13.4. Molekulare Elektronik und andere Anwendungen
03.07.08
V13
12. Exp. Optische Spektroskopie (Ergänzung zu V12)
12.1. Absorptionsspektroskopie
12.2. Fluoreszenzspektroskopie
12.3. TCSPC
12.4. Phosphoreszenz
10.07.08
V14
14. Zusammenfassung und Ausblick
17.07.08
V15