Theoretische Physik für Lehramtsstudierende

Umfang: 4 V + 2 Ü 

Vorlesung Do Fr 08-10, Raum 267,  Appelstr. 2  (4 x 14 = 56 Std.)
Übungen   Di 08-10, Raum 267/268, Appelstr. 2  (2 x 13 = 26 Std.)

Leistungspunkte: 10

Studienleistung: Hausübungen und Klausur
Prüfungsleistung: mündliche Prüfung

Vorkenntnisse:  Einführung in die Physik I & II
Verwendbarkeit: Fächerübergreifender Bachelorstudiengang (Erstfach),
                Masterstudiengang Lehramt Gymnasium (Zweitfach)

Beginn: 21. Oktober 2010

Inhalt:

I.   Spezielle Relativität (8 Std.)
   1. Raumzeit-Diagramme, Lorentz-Transformation, Effekte	4
   2. Vierer-Notation, Kräfte, E=mc^2                           2
   3. Kovariante Formulierung der Elektrodynamik                2

II.  Quantentheorie (32 Std.)
   1. Grenzen der klassischen Physik				3
   2. Wahrscheinlichkeiten					1
   3. Mach-Zehnder mit Einzelphotonen				2
   4. Zwei Zustände: Polarisation, Rabi, Schrödinger-Gleichung	6
   5. Postulate, Unschärfe, W.-Strom, Ehrenfest, Bilder		4
   6. Ein freies Teilchen in einer Dimension			2
   7. Potentialstufen und -töpfe 				2
   8. Der harmonische Oszillator (algebraisch)			2
   9. Ein Teilchen in drei Dimensionen: Drehimpuls, Spin	2
  10. Ein Teilchen im Coulomb-Potential: Wasserstoff		2
  11. Viele identische Teilchen, Pauli-Prinzip			2
  12. Zusammengesetzte Systeme: EPR, Bell-Ungleichung		4

III. Statistische Physik (12 Std.)
   1. Grundbegriffe: random walk, Diffusion, Grenzwertsatz	2
   2. Viele Teilchen im Gleichgewicht, Ensembles		2
   3. Temperatur und Entropie					2
   4. Thermische Photonen					2
   5. Ideales Bosegas, BEC					2
   6. Ideales Fermigas						2

Letzte Woche: Besprechung der Klausur, Ausblick			4


Literatur:
- R.P. Feynman, Lectures on Physics, Vol III, Addison-Wesley 1966
- N. Dragon, Geometrie der Relativitätstheorie,
  http://www.itp.uni-hannover.de/~dragon/stonehenge/relativ.pdf
- J.J. Sakurai, Modern Quantum Mechanics, Benjamin/Cummings 1985
- C. Timm, Quantentheorie (Lehramt) Sommersemester 2010,
  http://www.physik.tu-dresden.de/~timm/personal/teaching/qmla_s10/Skript.pdf
- F. Embacher, Quantentheorie: Unterrichtskonzept,
  http://homepage.univie.ac.at/Franz.Embacher/MERLIN_MPI/konzept.htm
- H.-P. Götz nach F. Embacher, Das EPR-Paradoxon und die Bellsche Ungleichung,
  http://www.ikg.rt.bw.schule.de/qphfbmat/epr.pdf
- F. Haake, Einführung in die Theoretische Physik, Kap. 17-21, 
  Physik-Verlag 1983