SS 2018

Klausurenkurs Experimentalphysik 


Ankündigungen

Vorlesung und Übungen

Während der Vorlesungszeit Di, 15 c.t.-17 und Do, 12 c.t. -14 Uhr in Raum PHY 5.0.21, sowie Übungen Mi 10 s.t. -12 Uhr in Raum 5.1.03. 

Es ist *keine* Anmeldung in FlexNow erforderlich, es werden auch *keine* Leistungspunkte vergeben. 

Diese Kurs-Homepage wird während des Semesters laufend aktualisiert, bitte schauen Sie regelmäßig vorbei!


Kursaufbau

  • Einleitende Aufgabenbeispiele                                           (10.04.) 
  • Atom- und Molekülphysik (8 Doppelstd.)                      (ab 11.04.)
    • überwiegend Atomaufbau, Quantenmechanik und Spektroskopie
    • (weitgehend) klassische und/oder relativistische Physik (Stöße etc.) 
    • rotierende und/oder schwingende Moleküle
  • Kern- und Teilchenphysik  (7 Doppelstd.)                      (ab 15.05.) 
    • Tröpfchenmodell und Massendefekt
    • Stoßprozesse, klassisch und/oder relativistisch
    • Radioaktivität (teilweise bereits in den ersten Punkten enthalten)
    • Teilchenreaktionen und -umwandlungen
  • Festkörperphysik  (8 Doppelstd.)                                    (ab 14.06.) 
    • Kristallgitter und Streuprozesse
    • Fermionen, meist Elekronen(gas)  (inklusive Halbleiter)
    • Bosonen, meist Phononen (inklusive Wärmekapazität)
    • Überblicksaufgaben, die sehr breit Einstiegswissen abfragen
  • Sonstige seltene Themen (1 Doppelstd.)                            (12.07.)
    • z.B. Strahlungsdruck… 


Inhalte der einzelnen Kurs-Stunden

Aufgabenwünsche der Kursteilnehmer sind ausdrücklich jederzeit willkommen! 

Di, 10.04.18 (Vorlesung, 15 c.t.-17 Uhr in PHY 5.0.21)

Vorbesprechung und Organisatorisches
E-Mail-Liste sowie Ausgabe der gedruckten Aufgabensammlung von zurückliegenden Examensaufgaben, aktuelle Auflage vom Frühjahr 2018. 

Einleitendes Aufgabenbeispiele

  • Eigenschaften des Elektrons, Herbst 2016 (S. 297)


Atom- und Molekülphysik

Mi, 11.04.18
(die erste Übungsstunde wird als normale Vorlesung abgehalten) 

  • Wiederholung Atomaufbau, Hund'sche Regeln, Spektroskopische Notation etc. 
  • Stern-Gerlach-Experiment, Herbst 2004 (S. 76), ausführlich  

Do, 12.04.18

  • Fortsetzung vom 11.4. 
  • Stern-Gerlach-Experiment und atomare Drehimpulse, Frühjahr 2018, (S. 328)

Di, 17.04.18

  • Natrium-Atom, Herbst 2013 (S. 245)
  • Ar+ Ionenlaser, Frühjahr 2012 (S. 221)

Mi, 18.04.18 (Übungen; wir fangen zukünftig jeden Mi um 10 Uhr s.t. an!) 

  • Energieniveaus und -übergänge in Kohlenstoff, Frühjahr 2015 (S. 273)
    vorgerechnet von S.K. 
  • Stickstoff-Atome, Herbst 2012 (S. 228)
    vorgerechnet von M.L. 

Do, 19.04.18

  • Cäsium-Atomuhr, Frühjahr 2016 (S. 288)
  • Spin-Bahn- und Hyperfein-Wechselwirkung in Wasserstoff, 
    Herbst 2014 (S. 261) 

Di, 24.04.18

  • Fortsetzung vom 19.4. 
  • Feinstruktur und Zeeman-Effekt, Herbst 2012 (S. 108) 
  • Erzeugung von Röntgenstrahlung und Röntgenstreuung an Atomen, Herbst 2014, (S. 263)

Mi, 25.04.18 (Übungen; wir fangen zukünftig jeden Mi um 10 Uhr s.t. an!) 

  • Wasserstoff, Herbst 2008 (S. 163)
    vorgerechnet von A.B. 
  • Fortsetzung vom 24.4. als Vorlesung, u.a. 
    Erzeugung von Röntgenstrahlung und Röntgenstreuung an Atomen, Herbst 2014, (S. 263)

Do, 26.04.18

  • Anomaler Zeeman-Effekt, Herbst 2017 (S. 316) 
  • Compton-Streuung, Herbst 2008, (S. 142)

Di, 01.05.18 Feiertag

Mi, 02.05.18 (Übungen; wir fangen zukünftig jeden Mi um 10 Uhr s.t. an!) 

  • Röntgenquelle und Compton Effekt, Herbst 2005 (S. 89) 
    vorgerechnet von A.H.
  • Exotische Atome, Frühjahr 2008 (S. 145 bzw. S. 150)
    (als Vorlesung) 

Do, 03.05.18

  • Laserkühlung von Atomen, Herbst 2003 (S. 62) 
    vorgerechnet von S.K.
  • Mößbauer-Effekt, Frühjahr 2006 (S. 95)
    (gewünschte Teilaufgaben zum Doppler-Effekt)
  • Rotations-Schwingungs-Spektrum, Frühjahr 2003 (S. 53)  

Di, 08.05.18 

  • Fortsetzung vom Do. 
  • Atmosphärische Gase, Frühjahr 2003 (S. 54) 
  • Infrarotspektroskopie, Herbst 2009 (S. 179)

Mi, 09.05.18 (ab 10 Uhr s.t.) 

  • Rotationsschwingungsspektrum eines Moleküls, Frühjahr 2010 (S. 186)
    vorgerechnet von F.K.
  • HCl-Molekül, Frühjahr 2005 (S. 85)
    vorgerechnet von M.S.

Do, 10.05.18 (Feiertag)

Di, 15.05.18 

  • Molekülspektroskopie, Frühjahr 2013 (S. 235)
  • Moleküldynamik Alkali-Halogenide, Frühjahr 2009 (S. 171)
  • Falls Zeit: Elektronische Übergänge
    Molekülspektroskopie, Frühjahr 2013 (S. 235ff.),
    insbesondere Teilaufgabe f) mit dem Franck-Condon-Prinzip, sowie
    Benzol-Molekül C6H6, Herbst 2002 (S. 41), insbesondere Teilaufgabe a)  


Kern- und Teilchenphysik 

Mi, 16.05.18 (als Vorlesung ab 10 s.t. im Tausch mit Do., 17.5.)  

  • (letzte kleinere Fragen vom Di) 
  • Kernmassen und ß-Zerfall, Herbst 2006 (S. 111) (ausführlich) 

Do, 17.05.18 (als Übung)

  • Tröpfchenmodell des Atomkerns, Herbst 2000 (S. 14) 
    vorgerechnet von M.L.
  • Atomkerne und Bindungsenergie, Frühjahr 2005 (S. 81)
    und Kernspaltung und -fusion, Frühjahr 2005 (S. 84) 
    ODER Tröpfchenmodell und Stabilitätstal, Frühjahr 2008 (S. 149)  
    vorgerechnet von ?.?.
  • Kernfusion, Herbst 2008 (S. 156)  (falls Zeit: als Vorlesung)

Di, 22.05.18 (Mini-Semesterferien: vorlesungsfrei!) 

Mi, 23.05.18 (verlegt; Nachholtermin am Fr, 8.6.)  

Do, 24.05.18 

  • Kern- und Teilchenzerfälle, Frühjahr 2013 (S. 240)
  • Kernspaltung und Kernfusion, Frühjahr 2014 (S. 255)

Di, 29.05.18 

  • (Fortsetzung vom 24.5.)
  • Alpha-Spektroskopie und natürliche Radioaktivität, Frühjahr 2004 (S. 67) 
    (ausführlich)  

Mi, 30.05.18 

  • Kernresonanzfluoreszenz, Herbst 2011 (S. 216) 
    ODER  Erzeugung und Detektion freier Neutronen, Frühjahr 2015 (S. 276) 
    vorgerechnet von ?.?. 
  • Anwendungen von 40K, Frühjahr 2017 (S. 311) 
    ODER Targeted Alpha Therapy, Frühjahr 2017 (S. 309)
    vorgerechnet von ?.?.
    Die letzten beiden Aufgaben sind eher ungewöhnlich, kamen aber im selben Examen vor, ein Ausweichen auf eine geläufigere Aufgabenstellung war also nicht möglich. Bitte unter Klausurbedingungen (d.h. ohne Internet/Bücher) mal sorgfältig schauen, welche trotzdem angenehmer sein könnte; Mut zu Spekulationen zahlt sich hier aus, nach einem ersten Anschauen alleine kann auch gerne zu zweit weiter diskutiert und gemeinsam vorrechnet werden. 

Do, 31.05.18 (Feiertag) 

Di, 05.06.18 

  • Erzeugung einer radioaktiven Quelle, Herbst 2013 (S. 248) 
  • Solare Neutrinos, Herbst 2009, (S. 181)

Mi, 06.06.18 (als Vorlesung) 

  • Kernreaktionen, Frühjahr 2010 (S.188)
  • Kernreaktionen, Frühjahr 2011 (S.207)

Do, 07.06.18 
(gewünschte Aufgaben)

  • β-Zerfall und 14C-Altersbestimmung, Herbst 2009 (S. 215) 
  • Anwendungen von 40K, Frühjahr 2017 (S. 311) 

Fr, 08.06.18, 10 Uhr c.t., Raum Phy 5.1.03 (Nachholtermin für den 23.5.)  

  • Ausführliche Wiederholung/Einführung: Delta-Resonanz
  • Die Delta - Resonanz, Frühjahr 2015 (S. 275)

Di, 12.06.18 Raumänderung!- Fakultätszimmer, neben Phy 9.2.01 

  • β-Zerfall und 14C-Altersbestimmung, Herbst 2009 (S. 215) (Fortsetzung) 
  • Die sog. Berylliumstrahlung, Frühjahr 2012 (S. 223)
  • Transmutation, Frühjahr 2016 (S. 296)

Mi, 13.06.18 

  • Kern- und Teilchenzerfälle, Herbst 2015 (S. 283)
    vorgerechnet von S.K. 
  • Kollisionen, Zerfälle und Fermigasmodell, Herbst 2016 (S. 298)
    vorgerechnet von T.S. 

Do, 14.06.18 

  • Transmutation, Frühjahr 2016 (S. 296) (Fortsetzung) 
  • Teilchenreaktionen, Frühjahr 2002 (S. 39), Teilaufgabe d) 
  • Uranspaltung und instabile Spaltprodukte, Herbst 2012 (S. 230) (kurz)


Festkörperphysik 

Di, 19.06.18 

  • Kristallstruktur, Herbst 2004 (S. 74) 
  • Festkörperphysik, Herbst 2007 (S. 139)
    Zwei Klassiker zum Einstieg ;)

Mi, 20.06.18 

  • Festkörperphysik, Herbst 2007 (S. 139) (Fortsetzung)
  • Aluminium, Herbst 2003 (S. 58) 
    mit b) ausführlich, vgl. auch Fermigasmodell des Atomkerns in „Kollisionen, Zerfälle und Fermigasmodell, Herbst 2016 (S. 298)“ vom 13.06.18,
    UND Thermische Eigenschaften von Festkörpern, Frühjahr 2008 (S. 146)
    in Teilen analog zu Überlegungen aus der Molekülphysik, vgl. z.B. „Moleküldynamik Alkali-Halogenide, Frühjahr 2009 (S. 171)“ vom 15.5.    
    vorgerechnet von M.L.

Do, 21.06.18 

  • Bindungsenergie eines Edelkristalls, Frühjahr 2007 (S. 127)
  • Gitter und Beugung, Frühjahr 2000 (S. 3) 

Di, 26.06.18 

  • Gitter und Beugung, Frühjahr 2000 (S. 3) (Fortsetzung)
  • Elektronengas im Metall, Frühjahr 2008 (S. 152) 

Mi, 27.06.18 

Anstelle eines Vorrechnens hatte sich der Kurs die Simulation einer Prüfungsklausur gewünscht; hier: je eine Aufgabe aus den bereits abgeschlossenen Themenbereichen, d.h. 2 Aufg. für 1:45 Std.
Im Nachhinein sei mitgeteilt:

  • Wasserstoffbrennen der Sonne, Frühjahr 2012 (S. 222) 
  • He-Atom, Herbst 2017 (S. 317) 

Die Aufgaben werden nach deren Korrektur (kurz) besprochen. 

Do, 28.06.18 

  • Elektronengas in mehreren Dimensionen, Frühjahr 2017 (S. 314)
  • Phononen, Frühjahr 2005 (S. 82) 

Fr, 29.06.18 10 Uhr c.t., Raum Phy 5.1.03 (Ersatztermin für den 12.7.)  

  • Modell einfacher Metalle am Beispiel von Silber, Herbst 2014 (S. 268 f.)
  • Thermische Eigenschaften von Kupfer, Herbst 2017 (S. 322) 

Di, 03.07.18 

Mi, 04.07.18 

  • Molekulare Dipolmomente, Frühjahr 2014 (S. 252) 
    vorgerechnet von M.L. 
  • Fortsetzung vom Di (als Vorlesung) 
  • Vorstellung Evaluationsergebnisse 

Do, 05.07.18 

  • Halbleiter, Frühjahr 2013 (S. 242) 
  • Halbleiter, Herbst 2013 (S. 249)

Di, 10.07.18 

  • Kristallelektronen im Magnetfeld, Herbst 2015 (S. 286) 
  • Halleffekt in Metall und Halbleiter, Frühjahr 2010 (S. 190) 

Mi, 11.07.18 (letzte Stunde; als Vorlesung!)  

  • Supraleitung, Herbst 2013 (S. 250)  
  • Optische Prozesse in Halbleitermaterialien, Herbst 2016 (S. 303)

Do, 12.07.18 (vorverlegt auf Fr, 29.6. wg. Tag der Offenen Tür)  

— ENDE der Vorlesungszeit — 

Die Ergänzungen zum Examenskurs finden in den Semesterferien 
am 2.8. und 3.8. jeweils ab 10 Uhr c.t. in Raum Phy 5.0.21 statt
 - 
so lange, bis alle Fragen geklärt sind! 

Wünsche mir bitte rechtzeitig (per Email) schicken!   

Themen der Ergänzungen/Fragestunde am 2.8./3.8.: 

  • ...

(wird laufend ergänzt….) 

=====


Viel Spaß mit den Aufgaben! 

Schöne Grüße,
Jörg Mertins. 

 
Letzte Änderung: 1.10.2018   von Webmaster