Physik III (Wellen und Quanten)

(Vorlesung mit Übungen)

Veranstaltungs-Nr. 110101

  • Dozenten, Termine, Organisatorisches

    Dozenten, Koordination

    • apl. Prof. Dr. Peter Krüger | Institut für Festkörpertheorie | Zi. 714 | Tel. 39042 | E-Mail |
    • Prof. Dr. Alexander Kappes | Institut für Kernphysik | Zi. 224 | Tel. 34996 | E-Mail |
    • Koordination: Dr. Daniel Wigger | Institut für Festkörpertheorie | Zi. 733 | Tel. 36329 | E-Mail |

    Vorlesung

    • Mo, Mi, Do, 1030-1200, IG1 HS 1

    Klausuren

    • 1. Klausur: Mo, 05.02.2018, 09-13, IG1 HS 1 & HS 2
    • 2. Klausur: Mo, 26.03.2018, 09-13, IG1 HS 1 & HS 2

    Organisatorisches

  • Übungsgruppen

    1. Daniel Groll  |  Di 08-10  | IG1 85  |  Büro: IG1 735
    2. Marie-Christin Heißenbüttel  |  Di 08-10  |  IG1 86  |  Büro: IG1 715 
    3. Kevin Jürgens  |  Di 08-10  |  IG1 87  |  Büro: IG1 735
    4. Richard Kerber  |  Di 08-10  | IG1 88  |  Büro: IG1 730
    5. Frank Lengers  |  Di 08-10  |  IG1 619  |  Büro: IG1 730
    6. Philipp Marauhn  |  Di 08-10  |  IG1 718  |  Büro: IG1 717
    7. Tobias Frohoff-Hülsmann  |  Di 08-10  |  KP 103  |  Büro: TP 422
    8. Tobias Pahl  |  Di 08-10  |  KP 104  |  Büro: IG1 736a
    9. Michael Supe  |  Di 08-10  |  KP 304  |  Büro: IG1 736a
    10. Matthias Holtkemper  |  Di 08-10  | KP 403  |  Büro: IG1 735
    11. Lukas Ophaus  |  Di 14-16  |  KP 303  |  Büro: TP 408
    12. Lukas Eschmann  |  Mi  08-10  |  IG1 718  |  Büro: IG1 717
    13. Timmy Ly  |  Mi 14-16  |  KP 103  |  Büro: TP 421
    14. Simon Hannibal  |  Mi 14-16  |  KP 104  |  Büro: IG1 734

  • Übungsblätter

    • Blatt 1  |  Ausgabe: 09.10.2017  |  Abgabe: 16.10.2017  |
      • Aufgabe 1: Induktion in bewegten Leiterschleifen
      • Aufgabe 2: Lorentzkraft
      • Aufgabe 3: Das Betratron
      • Aufgabe 4: Impedanzen und Wechselstromfilter
    • Blatt 2  |  Ausgabe: 16.10.2017  |  Abgabe: 23.10.2017  |
      • Aufgabe 5: Schwingung einer eingespannten Saite
      • Aufgabe 6: Violinsaiten
      • Aufgabe 7: Wellenimpuls
      • Aufgabe 8: Eigenschaften der Fouriertransformation
      • Aufgabe TE1: Relativistische Uhren
      • Aufgabe TE2: Lorentz-Invarianten
      • Aufgabe TE 3: Addition von Geschwindigkeiten
    • Blatt 3  |  Ausgabe: 23.10.2017  |  Abgabe: 06.11.2017  |
      • Aufgabe 9: Gedämpfte Saite
      • Aufgabe 10: Halbe Kreismembran
      • Aufgabe 11: Einseitig eingespannte Saite
      • Aufgabe 12: Fouriertransformierte eines Wellenzuges
    • Blatt 4  |  Ausgabe: 06.11.2017  |  Abgabe: 13.11.2017  |
      • Aufgabe 13: Orgelpfeife
      • Aufgabe 14: Doppler-Effekt
      • Aufgabe 15: Ausbreitung einer Kugelwelle
      • Aufgabe 16: Überlagerung von ebenen Wellen
      • Aufgabe TE4: Addition von Geschwindigkeiten II
      • Aufgabe TE5: Gleichzeitigkeit im Minkowski-Diagramm
      • Aufgabe TE6: Raumschiff im Minkowski-Diagramm
      • Aufgabe TE7: Batterie-Zug
    • Blatt 5  |  Ausgabe 13.11.2017  |  Abgabe: 20.11.2017  |
      • Aufgabe 17: Lineares Netzwerk aus LC-Gliedern
      • Aufgabe 18: Lineare Sendeantenne
      • Aufgabe 19: Klassisches Modell des Wasserstoffatoms
    • Blatt 6  |  Ausgabe: 20.11.2017  |  Abgabe: 27.11.2017  |
      • Aufgabe 20: Magnetische Dipolantenne
      • Aufgabe 21: Empfangsantenne
      • Aufgabe 22: Doppelleiter
      • Aufgabe 23: Nützliche Relationen
      • Aufgabe TE8: Levi-Civita-Tensor 4. Stufe
      • Aufgabe TE9: Gruppen-Eigenschaften
      • Aufgabe TE10: Verknüpfung von Lorentz-Trafos
      • Aufgabe TE11: Lorentz-Transformationen
    • Blatt 7  |  Ausgabe: 27.11.2017  |  Abgabe: 04.12.2017  |
      • Aufgabe 24: Drehung der Polarisationsrichtung
      • Aufgabe 25: Polarisation einer transversalen Welle
      • Aufgabe 26: Wellenausbreitung zwischen Spiegeln
    • Blatt 8  |  Ausgabe: 04.12.2017  |  Abgabe: 11.12.2017  |
      • Aufgabe 27: Strahlungsdruck
      • Aufgabe 28: Wellenpaket im Hohlleiter
      • Aufgabe 29: Maxwell-Gleichungen in Materie
      • Aufgabe TE12: Areasinus hyperbolicus
      • Aufgabe TE13: Massenträgheit
      • Aufgabe TE14: Relativistische Bewegung bei konstanter Kraft
    • Blatt 9  |  Ausgabe: 11.12.2017  |  Abgabe: 18.12.2017  |
      • Aufgabe 30: Homogen polarisierte Kugel
      • Aufgabe 31: Polaritonlösung der Maxwellgleichungen
      • Aufgabe 32: Welle in einem anisotropen Medium
    • Blatt 10  |  Ausgabe: 18.12.2017  |  Abgabe: 08.01.2018  |
      • Aufgabe 33: Brewster-Winkel
      • Aufgabe 34: Gemittelter Poynting-Vektor
      • Aufgabe 35: Totalreflextion
      • Aufgabe 36: Glasfaserkabel
      • Aufgabe TE15: Geladenes Teilchen im Magnetfeld
      • Aufgabe TE16: Relativistischer Stoß
      • Aufgabe TE17: Pion-Zerfall
    • Blatt 11  |  Ausgabe: 08.01.2018  |  Abgabe: 15.01.2018  |
      • Aufgabe 37: Fermat'sches Prinzip
      • Aufgabe 38: Brechung durch Kugelfläche
      • Aufgabe 39: Antireflexschicht
      • Bonusaufgabe 1: TM Wellen im Hohlleiter
    • Blatt 12  |  Ausgabe: 15.01.2018  |  Abgabe: 22.01.2018  |
      • Aufgabe 40: Spiegel
      • Aufgabe 41: Linsen
      • Aufgabe 42: Interferenz von Kugelwellen
      • Aufgabe 43: Interferenz am Lloyd'schen Spiegel
      • Aufgabe TE18: Bewegtes Elektron
      • Aufgabe TE19: Kraft zwischen geladenen Teilchen
      • Aufgabe TE20: Stromdurchflossener Draht
    • Blatt 13  |  Ausgabe: 22.01.2018  |  Abgabe: 29.01.2018  |
      • Aufgabe 44: Beugung am Doppelspalt
      • Aufgabe 45: Beugung am Gitter
      • Aufgabe 46: Beugung am quadratischen Vierfachspalt
      • Aufgabe 47: Fresnel'sche Zonenplatte

  • Inhalt & Literatur

    Inhalt der Vorlesung

    • Elektromagnetische Wellen: Maxwell-Gleichungen, Erzeugung elektromagnetischer Wellen, elektromagnetische Wellen im Vakuum, in Isolatoren und in Leitern, Wellenausbreitung, Wellenpakte, Phasen- und Gruppengeschwindigkeit, Messung der Lichtgeschwindigkeit.
    • Optik: Wechselwirkung von Licht mit Materie, Polarisation und Kristalloptik, geometrische Optik, optische Instrumente, Wellenoptik, Interferenz und Beugung, Nah- und Fernfeldoptik, Anwendungen von Interferenz- und Beugungsphänomenen, Michelson-Morley-Experiment, nichtlineare Optik.
    • Quanten: Hohlraumstrahlung, Planck'sches Strahlungsgesetz, Photoeffekt, Laser, Compton-Effekt, Dualismus Welle-Teilchen, Unbestimmtheitsrelation, Franck-Hertz-Experiment, Stern-Gerlach-Experiment.

    Literatur zur Vorlesung

    • Demtröder: Experimentalphysik 2 (Springer)
    • Feynman: Vorlesungen über Physik II (Oldenbourg)
    • Tipler: Physik (Spektrum)
    • Gerthsen: Physik (Springer)
    • Nolting: Grundkurs Theoretische Physik, Band 3 und 4 (Springer)
    • Jackson: Klassische Elektrodynamik (de Gruyter)
    • Fließbach: Elektrodynamik (Spektrum)