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Quantenmechanik 2
Quantum Mechanics 2

Modul PH1002 [ThPh KTA]

Diese Modulbeschreibung enthält neben den eigentlichen Beschreibungen der Inhalte, Lernergebnisse, Lehr- und Lernmethoden und Prüfungsformen auch Verweise auf die aktuellen Lehrveranstaltungen und Termine für die Modulprüfung in den jeweiligen Abschnitten.

Modulversion vom WS 2018/9 (aktuell)

Von dieser Modulbeschreibung gibt es historische Versionen. Eine Modulbeschreibung ist immer so lange gültig, bis sie von einer neuen abgelöst wird.

verfügbare Modulversionen
WS 2018/9WS 2017/8WS 2016/7WS 2015/6WS 2010/1

Basisdaten

PH1002 ist ein Semestermodul in Englisch oder Deutsch auf Master-Niveau das im Wintersemester angeboten wird.

Das Modul ist Bestandteil der folgenden Kataloge in den Studienangeboten der Physik.

  • Wahlpflichtkatalog "Theorie" im Masterstudiengang Physik (Kern-, Teilchen- und Astrophysik)
  • Ergänzung des Allgemeinen Spezialfachkatalogs für Applied and Engineering Physics
  • Ergänzung des Allgemeinen Spezialfachkatalogs für Biophysik
  • Ergänzung des Allgemeinen Spezialfachkatalogs für Physik der kondensierten Materie
  • Spezialisierung im Elitemasterstudiengang Theoretische und Mathematische Physik (TMP)

Soweit nicht beim Export in einen fachfremden Studiengang ein anderer studentischer Arbeitsaufwand ("Workload") festgelegt wurde, ist der Umfang der folgenden Tabelle zu entnehmen.

GesamtaufwandPräsenzveranstaltungenUmfang (ECTS)
300 h 90 h 10 CP

Inhaltlich verantwortlich für das Modul PH1002 ist Alejandro Ibarra.

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

1. Zeitabhängige Störungstheorie.
2. Streutheorie.
3. Vielteilchensysteme.
4. Relativistische Quantenmechanik.

Lernergebnisse

Nach der erfolgreichen Teilnahme an dem Modul sind die Studierenden in der Lage:

  1. Fermis Goldene Regel herzuleiten und anzuwenden um Übergangsamplituden auszurechnen,
  2. Streuamplitude und differentiellen Wirkungsquerschnitt eines Streuprozesses auszurechnen,
  3. Das Optische Theorem herzuleiten und dessen Konsequenzen zu verstehen,
  4. Die Wellenfunktion eines Systems von Bosonen oder Fermionen aufzuschreiben,
  5. Das Energiespektrum eines Atoms mit mehreren Elektronen näherungsweise auszurechnen,
  6. Den Formalismus der "Zweiten Quantisierung" zu verstehen,
  7. Die Klein-Gordon Gleichung und die Dirac Gleichung herzuleiten und ihre Konsequenzen zu verstehen.

Voraussetzungen

Keine Vorkenntnisse nötig, die über die Zulassungsvoraussetzungen zum Masterstudium hinausgehen.

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

ArtSWSTitelDozent(en)Termine
VO 4 Quantum Mechanics 2 Ibarra, A. Mi, 12:00–14:00, PH HS2
Fr, 10:00–12:00, PH HS2
UE 2 Exercise to Quantum Mechanics 2 Herms, J. Rappelt, A. Strobl, P. Urban, K.
Leitung/Koordination: Ibarra, A.
Termine in Gruppen

Lern- und Lehrmethoden

Das Modul enthält eine Vorlesung und dazu begleitende Übungen.

In der thematisch strukturierten Vorlesung werden die Lerninhalte präsentiert, dabei werden insbesondere mit Querverweisen zwischen verschiedenen Themen die universellen Konzepte der Physik aufgezeigt. In wissenschaftlichen Diskussionen werden die Studierenden mit einbezogen und das eigene analytisch-physikalische Denkvermögen gefördert.

In der Übung werden anhand von Problembeispielen und (Rechen-)Aufgaben die Lerninhalte vertieft und eingeübt, sodass die Studierenden das Gelernte selbständig erklären und anwenden können.

Medienformen

Tafelanschrieb, Skript, ggf. Folien

Literatur

  • C. Cohen-Tannoudji, B. Diu, F. Laloe, Quantum Mechanics Vol. I and II, Wiley, 1977.
  • Jun John Sakurai, Modern Quantum Mechanics, Benjamin/Cummings Publishing Company, 1985.
  • A. Messiah, Quantum Mechanics I and II, Dover Publ. 1995 2nd edition.
  • F. Schwabl, Advanced Quantum Mechanics, Springer-Verlag 2000 (third edition).
  • Relativistic Quantum Mechanics, J.D. Bjorken, S.D. Drell, MC Graw Hill Book Company; 1st edition (1964)

Modulprüfung

Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen

Es findet eine schriftliche Klausur von 90 Minuten Dauer statt. Darin wird exemplarisch das Erreichen der im Abschnitt Lernergebnisse dargestellten Kompetenzen mindestens in der dort angegebenen Erkenntnisstufe durch Rechenaufgaben und Verständnisfragen überprüft.

Prüfungsaufgabe könnte beispielsweise sein:

  • Berechnen der Übergangswahrscheinlichkeiten im harmonischen Oszillator mit kleiner zeitabhängiger Störung.
  • Ableitung der Auswahlregeln und Übergangsraten für das Wasserstoffatom im Strahlungsfeld.
  • Berechnung der Phasenverschiebung und des Wirkungsquerschnitts für die Streuung eines nicht-relativistisches Teilchen an einem gegebenen Potential.

Während der Prüfung sind keine Hilfsmittel erlaubt.

Die Teilnahme am Übungsbetrieb wird dringend empfohlen, da die Übungsaufgaben auf die in der Modulprüfung abgefragten Problemstellungen vorbereiten und somit die spezifischen Kompetenzen eingeübt werden.

Auf die Note einer bestandenen Modulprüfung in der Prüfungsperiode direkt im Anschluss an die Vorlesung (nicht auf die Wiederholungsprüfung) wird ein Bonus (eine Zwischennotenstufe "0,3" besser) gewährt (4,3 wird nicht auf 4,0 aufgewertet), wenn die/der Studierende die Mid-Term-Leistung bestanden hat, diese besteht aus dem bestehen der freiwilligen Zwischenklausur während des Semesters

Wiederholbarkeit

Eine Wiederholungsmöglichkeit wird am Semesterende angeboten.

Aktuell zugeordnete Prüfungstermine

Derzeit sind in TUMonline die folgenden Prüfungstermine angelegt. Bitte beachten Sie neben den oben stehenden allgemeinen Hinweisen auch stets aktuelle Ankündigungen während der Lehrveranstaltungen.

Titel
ZeitOrtInfoAnmeldung
Prüfung zu Quantenmechanik 2
Mi, 20.2.2019, 10:30 bis 12:30 PH: 2501
Studierende im Masterstudiengang Physik (Kern-, Teilchen- und Astrophysik) beachten die besonderen Hinweise zur Prüfungsanmeldung im Wahlpflichtfach theoretische Physik! // Students in the Master’s program Physics (Nuclear, Particle and Astrophysics) check the notice on exam registration for the required elective module in theoretical physics! https://www.ph.tum.de/academics/msc/theory/ bis 15.1.2019 (Abmeldung bis 13.2.2019)
Do, 18.4.2019, 10:30 bis 12:30 PH: 2502
Studierende im Masterstudiengang Physik (Kern-, Teilchen- und Astrophysik) beachten die besonderen Hinweise zur Prüfungsanmeldung im Wahlpflichtfach theoretische Physik! // Students in the Master’s program Physics (Nuclear, Particle and Astrophysics) check the notice on exam registration for the required elective module in theoretical physics! https://www.ph.tum.de/academics/msc/theory/ bis 1.4.2019 (Abmeldung bis 11.4.2019)
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