Theoretische Physik für Lehramtsstudierende

Umfang: 4 V + 2 Ü 

Vorlesung Do Fr 08-10, Raum E415 (Audimax), Welfengarten 1  (4 x 14 = 56 Std.)
Übungen   Di 08-10, 10-12, 12-14, online (2 x 13 = 26 Std.)

Leistungspunkte: 10

Studienleistung: Hausübungen
Prüfungsleistung: mündliche Prüfung

Vorkenntnisse:  Theoretische Physik A & B
Verwendbarkeit: Fächerübergreifender Bachelorstudiengang (Erstfach),
                Masterstudiengang Lehramt Gymnasium (Zweitfach),
                Zertifikatsstudiengang Drittes Fach für das Lehramt an Gymnasien

Beginn: 15. Oktober 2020

Inhalt:

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

II.  Quantentheorie (34 Std.)
   1. Grenzen der klassischen Physik				3
   2. Wahrscheinlichkeiten					1
   3. Doppelspaltexperiment					2
   4. Mach-Zehnder mit Einzelphotonen				2
   5. Zwei Zustände: Polarisation, Rabi, Schrödinger-Gleichung	4
   6. Postulate, Unschärfe, Ehrenfest, Bilder			4
   7. Unendlich viele Freiheitsgrade, Wellenfktn., Ort, Impuls  4
   8. Ein freies Teilchen in einer Dimension			2
   9. Potentialstufen und -töpfe 				2
  10. Der harmonische Oszillator (algebraisch)			2
  11. Ein Teilchen in drei Dimensionen: Drehimpuls, Spin	2
  12. Ein Teilchen im Coulomb-Potential: Wasserstoff		2
  13. Viele identische Teilchen, Pauli-Prinzip			2
  14. 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: Puffer, Ausblick					4


Literatur:
- R.P. Feynman, Lectures on Physics, Vol III, Addison-Wesley 1966
- 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
- F. Haake, Einführung in die Theoretische Physik, Kap. 17-21, 
  Physik-Verlag 1983
- W. Nolting, Spezielle Relativitätstheorie, Thermodynamik
- W. Nolting, Quantenmechanik - Grundlagen