Albert-Ludwigs-Universität-Freiburg
Fakultät für
Physik Hermann-Herder-Straße 3
Stand: 19. November 1997
Kommentierte Vorlesungsankündigung zum Wintersemester 1997/98
Fakultät für Physik Freiburg
nach Dozenten alphabetisch geordnet
Kern- und Elementarteilchenphysik
Dozent: Prof. Dr. Andreas Bamberger
Zeit: 4 st., Mo, Mi 9-11
Ort: HS II
Beginn: 13.10.1997
Vorläufiges Programm:
Der Aufbau unserer Materie ist bestimmt durch Kerne und deren Bestandteile,
die Nukleonen.
Desweiteren sind die Substrukturen des Nukleons (Quarks) entscheidend,
die zusammen mit anderen bekannten Elementarteilchen, wie Elektronen etc.,
das "Standard Modell" bilden.
Hier spielen die elektromagnetische und die schwache Wechselwirkung
mit ihrer Vereinheitlichung eine zentrale Rolle.
Einige wesentliche Eigenschaften der beiden Bereiche (Kerne und Teilchen)
lassen sich durch gemeinsame Prinzipien ableiten.
-
Eigenschaften und Zerfall von Kernen
-
Kernkräfte und Kernmodelle
-
Streuung am Nukleon
-
Symmetrien und Invarianzen
-
Starke Wechselwirkung
-
Schwache Wechselwirkung
-
Das Standard Modell
-
Beschleuniger und Teilchendetektoren
Vorkenntnisse:
Vordiplom
Einführende Literatur:
Perkins, "Introduction to High Energy Physics", Addison-Wesley
Povh et al., "Teilchen und Kerne", Springer Verlag
Theoretische Kernphysik
Dozent: HD. Dr. Reinhold Blümel
Zeit: 2 st., Fr 11-13
Ort: SR II
Beginn: 17.10.1997
Vorläufiges Programm:
Die theoretische Kernphysik ist eines der Paradebeispiele für
die Anwendung quantenmechanischer Vielteilchentheorien. Nach einem ausführlichen
phänomenologischen Rundblick über das Gebiet der modernen
theoretischen Kernphysik beschäftigen wir uns mit den Formalismen
der zweiten Quantisierung,
der Näherung des mittleren Feldes, der Hartree-Fock-Bogoliubov-Theorie
und deren Anwendung auf aktuelle Probleme der theoretischen Kernphysik.
Die erlernten
Methoden sind auch von zentraler Bedeutung in der Atomphysik und der
Festkörperphysik.
Vorkenntnisse:
Vordiplom
Einführende Literatur:
keine
Die Riemannsche Zeta-Funktion und ihre Anwendung in
der Physik
Dozent: HD. Dr. Reinhold Blümel
Zeit: 1 st., Mo 11-12
Ort: SR II
Beginn: 20.10.1997
Vorläufiges Programm:
Die Riemannsche Zeta-Funktion ist eine der wichtigsten Funktionen der
Mathematik und mathematischen Physik. Im ersten Teil der Vorlesung definieren
wir die
Zeta-Funktion und studieren ihre analytischen Eigenschaften. Anwendungen
der Zeta-Funktion in der theoretischen Physik werden im zweiten Teil der
Vorlesung
esprochen. Insbesondere studieren wir die Zetafunktion als Modell für
Quantenchaos, als Hilfmittel bei der Berechnung von Bose-Einstein-Kondensaten
und
als Basis der Zeta-Funktions-Renormierung in der Quantenelektrodynamik.
Vorkenntnisse:
keine
Einführende Literatur:
keine
Quantenmechanik I Dozent: Prof. Dr. Alexander
Blumen
Zeit: 4 st., Do, Fr 11-13
Ort: HS I
Beginn: 16.10.1997
Vorläufiges Programm:
Wellenfunktion, Superpositionsprinzip, statistische Deutung;
Operatoren: Eigenfunktionen und Eigenwerte, Unschärferelation,
Kommutatoren.
Die Schrödiger Gleichung: Stationäre Zustände.
Anwendungen: Kastenpotential, Potentialstufe, harmonischer Oszillator.
Gruppentheorie, Darstellungen, Orts- und Impulsdarstellung.
Quasiklassische Näherung, WBK-Methode.
Schrödinger-, Heisenberg-, Wechselwirkungsbild.
2. Quantisierung für den harmonischen Oszillator.
Teilchen im Zentralfeld, H-Atom, Drehimpulsoperatoren.
Störungstheorie, Ritzsches Variationsverfahren, Bornsche Näherung,
Starkeffekt beim H-Atom.
Klein-Gordon-Gleichung, Dirac-Gleichung, Pauli-Gleichung, Spin-Bahn-Wechselwirkung.
Vielteilchensysteme; das Periodensystem der Elemente.
Die dazu benötigten, speziellen mathematischen Verfahren werden
in der Vorlesung behandelt.
Vorkenntnisse:
Einführung in die Theoretische Physik I und II
Einführende Literatur:
A.S. Dawydow, "Quantenmechanik", VEB-Verlag, Berlin 19981 und neuere
Auflagen
T. Fließbach, "Quantenmechanik", Spektrumverlag, Heidelberg,
1995
Algebraische Quantenfeldtheorie
Dozent: PD. Dr. Martin Bordemann
Zeit: 4 st., Mo 9-11, Fr 11-13
Ort: SR I
Beginn: 17.10.97
Vorläufiges Programm:
Nach einer kurzen Auffrischung von Klassischer Mechanik und Klassischer
Feldtheoriew im Minkowski-Raum (Poincaré-Gruppe, No-Interaction
Theorem, Lagrangesche Formulierungen) sowie von quantenmechanischer Streutheorie
(Wechselwirkungsbild, S-Matrix) möchte ich dann die algebraische Quantenfeldtheorie
in Haags Darstellung (Kapitel III und IV seines Buches) behandeln: die
Grundidee hierbei ist die Bestimmung einer Quantenfeldtheorie im Minkowski-Raum
zunächst durch die Vorgabe eines "Netzes'' von offenen Teilmengen
des Minkowski-Raumes zugeordneten Observablenalgebren, das eine konsistente
Darstellung der Lorentz-Gruppe trägt und so beschaffen ist, daß
zwei Algebren, die raumartig getrennten Gebieten zugeordnet sind, miteinander
kommutieren. Der Hilbert-Raum der Theorie wird dann mit Hilfe der GNS-Konstruktion
aus einem positiven Vakuumerwartungswert-) Funktional konstruiert.
Wenn noch Zeit bleibt will ich danach einige konkretere (renorm(alis)ierungsfreie)
Rechnungen der Quantenelektrodynamik aus Scharfs Buch durchführen.
Vorkenntnisse:
Quantenmechanik I, vielleicht ein bißchen Klassische Feldtheorie,
auf jeden Fall keine übermäßige bis chronische Mathematikophobie
Einführende Literatur:
R. Haag: "Local Quantum Physics", Springer, Heidelberg, 1992.
G. Scharf: "Finite Quantum Electrodynamics", Springer, Berlin, 1989.
Physik der kondensierten Materie (für Physiker
und Mikrosystemtechniker)
Dozent: Prof. Dr. Rüdiger Brenn
Zeit: 4 st., Mo, Mi 10-12
Ort: HS
Virologie Hermann-Herder-Straße 11
Beginn: 13.10.1997
Vorläufiges Programm:
I. Bindung und Struktur von Festkörpern, niedermolekularen Flüssigkeiten
und Polymeren
II. Molekulare Dynamik (Schwingungen; Diffusion)
III. Elektronische Struktur und Dynamik von Festkörpern
IV. Ausgewählte Themen: mechanische, elektronische, optische und
magnetische Eigenschaften von Festkörpern
Vorkenntnisse:
Experimentalphysik 1, 2, 3 (Mikrophysik); Studierende des Ingenieurstudienganges
Mikrosystemtechnik, die den Teil 3 (Mikrophysik) der Experimentalphysik-Vorlesung
nicht gehört haben, sollten sich Grundkenntnisse des Aufbaus der Atome
und Moleküle sowie anderer einfacher Quantenphänomene aus einführenden
Experimentalphysik-Lehrbüchern selbst beschaffen.
Einführende Literatur:
Lehrbücher der Experimentalphysik, Kapitel über Mikrophysik
Einführung in die Vielteilchentheorie
Dozent: PD. Dr. Heinz-Peter Breuer
Zeit: 2 st., Fr 9-11
Ort: SR III
Beginn: 17.10.1997
Vorläufiges Programm:
Die Vorlesung gibt eine Einführung in die Grundlagen der nichtrelativistischen
Vielteilchentheorie. Dazu wird die Darstellung qunatenmechanischer Vielteilchensysteme
im Rahmen der nichtrelativistischen Quantenfeldtheorie, die sogenannte
zweite Quantisierung, entwickelt. Mittels dieser Darstellung werden zunächst
einfache Systeme wie das freie Bose- oder Fermigas behandelt. Im Anschluß
daran wird die Störungstheorie wechselwirkender Vielteilchensysteme
mittels Greenfunktionsmethoden und Feynman-Regeln abgeleitet. Dabei werden
sowohl Vielteilchensysteme im Grundzustand als auch solche bei endlicher
Temperatur betrachtet.
Ziel der Vorlesung ist es, den formalen Apparat so klein wie möglich
zu halten, um möglichst schnell konkrete Anwendungen behandeln zu
können. Als solche werden voraussichtlich die folgenden Systeme untersucht:
-
Inhomogenes Elektronengas
-
Supraleitung
-
Superradiance
-
Bose-Enstein-Kondensation, Atomlaser
Vorkenntnisse:
Grundvorlesungen zur Quantenmechanik
Einführende Literatur:
A.L. Fetter and J.D. Walecka, "Quantum Theory of Many-Particle Systems".
McGaw-Hill, New York, 1971
Fortgeschrittene Quantenmechanik
Dozent: Prof. John St. Briggs
Zeit: 4 st., Mi, Do 11-13
Ort: SR I
Beginn: 16.10.1997
Vorläufiges Programm:
-
Formale Streutheorie mit Anwendungen
-
Rotationsgruppe und Spinalgebra
-
Vielteilchentheorie
-
Pfadintegrale und Semi-Klassik mit Anwendungen
Vorkenntnisse:
QM I und QM II
Einführende Literatur:
Geschichte der Teilchenphysik
Dozentin: Prof. Janice Button-Shafer (University of Massachusetts,
Amherst)
Zeit: 2 st., Do 11-13
Ort: SR II
Beginn: 11-13
Vorläufiges Programm:
Die Geschichte der Teilchenphysik, sowie auch ihre Entstehung aus der
Kernphysik, von den dreißiger Jahren bis in die neunziger Jahre soll
erläutert werden. Die Betonung wird auf den letzten Jahrzehnten liegen.
Die Vorträge werden hauptsächlich die experimentellen Grundlagen
der heutigen umfassenden Theorie der Teilchenreaktionen behandeln. Einige
persönliche Erfahrungen, besonders in California Laboratories (Lawrence
Berkeley Laboratory and Stanford Linear Accelerator Center), sollen beschrieben
werden, auch werden einige entscheidende Entdeckungen von Europäischen
Laboratorien, hauptsächlich CERN und DESY, diskutiert werden. Publikationen
von den wichtigsten Forschungsarbeiten werden behandelt.
Diskussionen über Forschung (in den U.S. und Deutschland)
während des Zweiten Weltkrieges werden, wenn gewünscht, stattfinden.
Auch könnte Neutronenphysik, die in Göttingen nach dem Krieg
erforscht wurde, behandelt werden.
Die Vorlesungen werden hauptsächlich auf deutsch gehalten. Der
grösste Teil der Publikationen wird jedoch nur auf englisch erhältlich
sein.
Vorkenntnisse:
Die Vorlesung wendet sich an Studenten ab dem siebten Semester.
Einführende Literatur:
R. Cahn and G. Goldhaber, "Experimental Foundations of Particle Physics"
(Cambridge University Press, 1989)
D.H. Perkins, "Introduction to High Energy Physics" (Addison-Wesley,
2nd edition, 1982)
F. Halzen and A.D. Martin, "Quarks and Leptons" (Wiley and Sons, 1984)
B. Povh, K. Rith, C. Scholz, und F. Zetsche, "Teilchen und Kerne" (Springer-Verlag,
1995).
2-dimensionale Gittermodelle und Theorie der Phasenübergänge
Dozent: PD. Dr. Thomas Filk
Zeit: 2 st., Mo 11-13
Ort: SR I
Beginn:
Vorläufiges Programm:
2-dimensionale Gittermodelle eignen sich in mehrfacher Hinsicht besonders
gut zur Darstellung und Anwendung allgemeiner Methoden der statistischen
Mechanik. Einige Modelle sind exakt lösbar - die Lösung des Ising-Modells
und des 6-Vertex-Modells werden in der Vorlesung gezeigt - und erlauben
so einen Vergleich mit verschiedenen Näherungsmethoden (Hoch-, Tieftemperaturentwicklung,
Renormierungsgruppentransformationen, Skalenannahmen, etc.). Der Transfermatrix-Formalismus
ermöglicht den Übergang von klassischen Gittermodellen
zu sogenannten Quantenspin-Ketten und liefert auch interessante Einsichten
in quantenfeldtheoretische Formulierungen der Teilchenphysik.
Ein weiteres Thema der Vorlesung wird der Kosterlitz-Thouless (KT)
Phasenübergang sein, der bei verschiedenen 2-dimensionalen Modellen
auftritt. Besondere Merkmale sind hier das Fehlen einer Symmetriebrechung
und die unendliche Ordnung des Phasenüberganges. Anwendung finden
die 2-dimensionalen Gittermodelle wie auch der KT-Übergang in
der Theorie der Grenzflächen, der Oberflächenfilme und der 2-dimensionalen
Schmelztheorien.
Vorkenntnisse:
Einführende Literatur:
J.M. Yeomans, "Statistical Mechanics of Phase Transitions", Oxford
Science Publications 1992
Die Vorlesung geht allerdings teilweise weit über den Inhalt dieses
Buches hinaus.
Einführung in die Theoretische Physik I (für
3. Semester)
Dozent: Prof. Dr. Josef Honerkamp
Zeit: 4 st., Mi 11-13, Fr 9-11
Ort: HS I
Beginn:
Vorläufiges Programm:
Die Vorlesung bietet eine Einführung in grundlegende Begriffe
und Methoden der theoretischen Physik. Dabei werden die verschiedensten
physikalischen Systeme betrachtet. Es werden die Systemzustände diskutiert
und die Bewegungsgleichungen für die zeitliche Änderung des Systemzustandes
aufgestelllt. Methodisch wird sowohl auf die analytischen wie auf die numerischen
Rechenverfahren Wert gelegt. Sie werden mit den ihnen angemessenen Medien
jeweils vorgestellt. Die Übungen dienen dazu, daß sich die Studenten
mit den analytischen wie numerischen Methoden vertraut machen können.
Die physikalischen Systeme, deren Verhalten besachrieben wird, sind:
Punktsysteme, starre Körper, statistische Systeme.
Vorkenntnisse:
Vorlesungen des 1. Studienjahres
Einführende Literatur:
Für das Studium der Begriffe und der analytischen Verfahren:
J. Honerkamp, H. Römer, 'Klassische Theoretische Physik (geplant
ist auch Zugriffsmöglichkeit auf diesen Text über das Internet)
Für die numerischen Verfahren und Visualisierungen wird benutzt:
Matlab Student Edition 5
Grundlagenprobleme der Quantentheorie
Dozent: PD. Dr. Claus Kiefer
Zeit: 2 st., Mi 9-11
Ort: SR I
Beginn: 22.10.1997
Vorläufiges Programm:
Interpretationen der Quantentheorie; Nichtseparabilität der Quantentheorie:
EPR und Bellsche Ungleichungen; Entstehung klassischer Eigenschaften in
der Quantentheorie; Diskussion grundlegender Experimente
Vorkenntnisse:
Quantenmechanik I; die Vorlesung kann auch parallel zur Quantenmechanik
I gehört werden
Einführende Literatur:
K. Baumann und R.U. Sexl, "Die Deutung der Quantenmechanik"; (Vieweg,
Braunschweig, 1984);
J.S. Bell, "Speakable and unspeakable in quantum mechanics"", (Cambridge
University Press, 1987);
B. d'Espagnat, "Le réel voilé", (Faynard, Paris, 1994)
bzw. die englische Übersetzung "Veiled Reality";
D. Giulini, E. Joos, C. Kiefer, J. Kupsch, I.-O. Stamatescu, H.D. Zeh,
"Decoherence and the Appearance of a Classical World in Quantum Theory",
(Springer, Berlin, 1996);
M. Jammer, "The Philosophy of Quantum Mechanics", (Wiley, New York,
1974).
Chaos
Dozent: Prof. Dr. Hubert Klar
Zeit: 2 st., Di 11-13
Ort: SR I
Beginn: 21.10.1997
Vorläufiges Programm:
Feigenbaumsequenzen, dynamische Systeme, Turbulenzen, experimentelle
Ergebnisse, Filmvorführungen
Vorkenntnisse: Einführende Literatur:
Schuster, "Deterministisches Chaos", und einige Originalarbeiten
Diamant und diamantartiger Kohlenstoff
Dozent: Prof. Dr. Peter Koidl
Zeit: 2 st., Do 9-11
Ort: SR III
Beginn: 23.10.1997
Vorläufiges Programm:
Die Vorlesung behandelt die strukturellen und physikalischen Eigenschaften
metastabiler Festkörperformen des Kohlenstoffs. Im Vordergrund steht
die Gasphasenabscheidung von Diamant mittels plasmagestützter und
thermischer CVD-Verfahren. Daneben werden metastabile amorphe Kohlenstoffschichten
(a-C, a-C:H) betrachtet. Die Präparationsmethoden werden dargestellt
und die strukturellen, mechanischen, thermischen, optischen und elektronischen
Eigenschaften sowie Anwendungsmöglichkeiten diskutiert.
Vorkenntnisse:
Grundlagen der Festkörperphysik
Einführende Literatur:
Einführung in die Physik III (Mikrophysik)
Dozent: Prof. Dr. Kay Königsmann
Zeit: 3 st., Di 12-13, Do 11-13
Ort: Gr. HS
Beginn:
Vorläufiges Programm:
-
Ursprung und Grundlagen der Quantentheorie
-
Wasserstoffatom und Mehrelektronen-Atome
-
Emission und Absorption von Strahlung
-
Moleküle
-
Festkörpe
-
Kernphysik
-
Teilchenphysik
Vorkenntnisse:
Physik I und Physik II
Einführende Literatur:
Tippler, "Physik", Kap. 6
Gerthsen, Vogel, "Physik", Kap. 11-16
Demröder, "Experimentalphysik II"
Bergmann, Schäfer, Bd. IV + V, "Materie"
Thermische Solarenergiewandlung
Dozent: Prof. Dr. Joachim Luther
Zeit: 2 st., Di 9-11
Ort: HS II
Beginn: 21.10.97
Vorläufiges Programm:
1. Solare Energieflüsse (meteorologische Basis)
2. Solarthermische Niedertemperatur-Energiekonverter
3. Optisch selektive Absorber
4. Konzentratoren für Solarstrahlung
5. Solarthermische Kraftwerke
6. Optische Schalter und Regler für Solarenergieflüsse
(thermotrope, elektrochrome, katalytische Systeme)
7. Antireflexstrukturen
8. transparente Wärmedämmsysteme
9. Lichtlenksysteme für die Tageslichtnutzung
10. Thermische Energiespeicher
11. Solarthermische Kühlverfahren
12. Wärmetransformatoren
Vorkenntnisse:
Für Studenten nach dem Vordiplom
Einführende Literatur:
Numerische Methoden der Physik
Dozent: PD. Dr. Francesco Petruccione
Zeit: 2 st., Do 9-11
Ort: SR I
Beginn: 16.10.97
Vorläufiges Programm:
-
Gewöhnliche Differentialgleichungen (Euler Methode, Euler-Cromer Methode,
Verlet Methode, Runge-Kutta Methoden, Adaptive Methoden, Beispiele: Das
Kepler Problem und die Kometenbahnen, das Lorenz-Modell)
-
Die Lösung von Gleichungssystemen (Lineare Gleichungssysteme (Lineare
Gleichungssysteme, Matrix Inversion, Nichtlineare Gleichungssysteme; Beispiele:
Gekoppelte Oszillatoren, stationäre Zustände des Lorenz-Modells)
-
Datenanalyse (Das Fitten von Kurven: Lineare Regression; Spektralanalyse:
diskrete Fourier-Transformation, Fast Fourier-Transformation)
-
Partielle Differentialgleichungen (Explizite Methoden, Relaxationsmethoden,
spektrale Methoden, implizite Methoden; Beispiele: die Diffusionsgleichung,
die Advektionsgleichung, die Laplace Gleichung, die Poisson Gleichung,
die Schrödinger Gleichung)
-
Spezielle Funktionen und Quadratur (Legendre Polynome, Bessel Funktionen,
Trapez Regel, Romberg Integration, Gauß Quadratur)
-
Stochastische Methoden (Die Erzeugung von Zufallszahlen, Monte Carlo Methoden)
Vorkenntnisse:
Die Vorlesung bietet sich an als Ergänzung zur Vorlesung "Einführung
in die Theoretische Physik"
Einführende Literatur:
-
A.L. Garcia, "Numerical Methods for Physics" (Prentice Hall, 1994)
-
G.B. Arfken and H.J. Weber, "Mathematical Methods for Physicists", 4th
Ed. (Academic Press, 1995)
-
W.H. PPress, S.A. Teukolosky, W.T. Vetterling and B.P. Flannery, "Numerical
Recipes" (Cambridge University Press, 1992)
BRST-Quantisierung
Dozent: Prof. Dr. Klaus Pohlmeyer
Zeit: 2 st., Mo 11-13 (Änderung!)
Ort: Hochhaus 8. Stock Raum: 815
Beginn: 14.10.1997
Vorläufiges Programm:
-
Klassische Hamiltonsche Systeme mit Phasenraum-Constraints
-
Constraint-Analyse: First Class Constraints (Eichtheorien), Second Class
Constraints, Dirac-Klammer, explizite Auflösung der Second Class Constraints
-
Eichinvariante Funktionen als Observable; Eichfixierung
-
Dynamik von klassisch-mechanischen Systemen mit Phasenraum-Constraints
-
Grassmann-Variable
-
Klassische BRST-Symmetrie als kohomologisches Problem
-
Quantisierung von Systemen mit Phasenraum-Constraints: Standard-Methoden
-
Quantisierung von Systemen mit Phasenraum-Constraints: Quanten-BRST-Kohomologie
-
Pfadintegral-Methoden für die Quantisierung von eichinvarianten Systemen
mit endlich- und unendlichvielen Freiheitsgraden
Vorkenntnisse:
Quantenmechanik I + II
Einführende Literatur:
-
P.A.M. Dirac, Lectures on Quantum Mechanics, Belfer Graduate School of
Science, Yeshiva University, New York 1964
-
M. Henneaux, C. Teitelboim, Quantization of Gauge Systems, Princeton University
Press, Princeton 1992
Klassische Feldtheorie
Dozent: Prof. Dr. Klaus Pohlmeyer
Zeit: 4 st., Do, Fr 11-13
Ort: HS II
Beginn: 16.10.1997
Vorläufiges Programm:
-
Lagrange-Formalismus fuer Feldtheorien (Funktionalableitung, Bewegungsgleichungen,
Symmetrien)
-
Elektrodynamik polarisierbarer und magnetisierbarer Media
-
Spezielle Relativitätstheorie; relativistische Formulierung der Elektrodynamik
bewegter Körper; relativistische Mechanik
-
Einführung in die Allgemeine Relativitätstheorie (Einstein-Gleichungen,
Schwarzschild-Lösung, Schwarze Löcher, einfache kosmologische
Modelle)
Vorkenntnisse:
Theoretikum I + II
Einführende Literatur:
-
S. Großmann, Funktionalanalysis im Hinblick auf Anwendungen in der
Physik, Aula-Verlag, Wiesbaden 1988; Kapitel 8
-
J.D. Jackson, Classical Electrodynamics, Wiley, New York 1975
-
R.M. Wald, General Relativity, University of Chicago Press, Chicago 1984
Statistische Physik (Statistische Mechanik)
Dozent: Prof. Dr. Hartmann Römer
Zeit: 4 st., Mo, Di 11-13
Ort: HS I
Beginn: 13.07.1997
Vorläufiges Programm:
-
Kurze Wiederholung der Grundlagen der Thermodynamik
-
Formalismus der statistischen Mechanik (Information über Entropie,
statistische Gesamtheiten)
-
Systeme von Teilchen ohne Wechselwirkungen
-
Näherungsverfahren (Stringtheorie, Virialentwicklung, Molekularfeldtheorie)
-
Gittermodelle
-
Phasenübergänge und kritische Phänomene
-
Vorkenntnisse: Einführung in die theoretische Physik
Einführende Literatur:
Lehrbücher, z.B.
H. Römer, Th. Filk: "Statistische Mechanik", Verlag VCH Weinheim
1994
Die Schwache Wechselwirkung in Kern- und Elementarteilchenphysik
II
Dozent: Prof. Dr. Hartmut Röpke
Zeit: 2 st., Di 11-13
Ort: SR III
Beginn: 21.10.1997
Vorläufiges Programm:
Die Vorlesung wendet sich an Studenten in mittleren Semestern ohne
spezielle Vorkenntnisse. Sie soll auch ohne den vorhergehenden ersten Teil
zu hören sein. Deshalb ist eine kurze Wiederholung vorgesehen über
die Beschreibung der schwachen Wechselwirkung in nichtrelativistisscher
Näherung durch Potentiale sowie deren mögliche Formen wie Radialabhängigkeit,
Spinabhängigkeit, etc..
Erster Schwerpunkt der neuen Vorlesung ist die Besprechung der Experimente
aus Kern- und Hochenergiephysik, welche zur Auswahl des richtigen Ansatzes
(V-A Wechselwirkung) führt. Im zweiten Teil soll die Vereinheitlichung
von schwacher und elektromagnetischer Wechselwirkung besprochen werden.
Vorkenntnisse:
Klassische Elektrodynamik, Quantenmechanik I
Einführende Literatur:
De Benedetti "Nuclear Interactions"
Wu-Moszkowski "Beta Decay"
Aitchison-Hey "Gauge Theories in Particle Physics"
Nachtmann "Elementarteichenphysik"
Femtosekundenphysik
Dozent: PD.
Dr. Jan-Michael Rost
Zeit: 2 st., Mo 11-13
Ort: SR III
Beginn: 20.10.1997
Vorläufiges Programm:
Mit Hilfe von Kurzpulslasen ist es heute möglich, neuartige Wechselwirkungen
von Materie und Licht zu erzeugen. Damit gelingt (a) eine "stroboskopartige"
Erfassung mikroskopischer Echtzeitdynamik (z.B. Vibration in Molekülen)
und (b) können die Laserpulse so stark gemacht werden, daß sie
das interne Kraftfeld der Teilchen in einem System wesentlich beeinflussen
(Physik in starken Feldern). Schließlich (c) kann man durch eine
geschickte Wahl des zeitlichen Profils des Laserpulses ("Pulsdesign") die
interne Dynamik der Quantensysteme kontrollieren ('coherent control').
Diese drei Aspekte sollen anhand von Beispielen illustriert werden,
die dem Bereich von Atomen, Molekülen und Clustern entnommen sind.
Eventuell werden wir zusammen auch einige Originalartikel besprechen.
Vorkenntnisse:
Quantenmechanik I, Molekülphysik hilfreich aber nicht nötig.
Einführende Literatur:
"Femtosecond Chemistry", ed. J. Manz, L. Woeste, VCH (Basel: 1995)
Struktur der klassischen einfachen Lie-Superalgebren
Dozent: PD. Dr. Manfred Scheunert
Zeit: 2 st., Mi 15.00-16.30
Ort: SR III
Beginn: 15.10.1997
Vorläufiges Programm:
Unter den komplexen (endlichdimensionalen) einfachen Lie-Superalgebren
sind die sogenannten grundlegenden klassischen Lie-Superalgebren am besten
bekannt: Sie besitzen eine zur Killingform analoge invariante Bilinearform
und zeigen daher eine gewisse Ähnlichkeit mit den einfachen Lialgebren.
In der Vorlesung soll die Struktur dieser speziellen Lie-Superalgebren
genauer studiert weden. Dabei sollen insbesondere auch Dinge zur
Sprache kommen, die nur schwer oder gar nicht in der Literatur zu finden
sind (Definition und Konstruktion von Basen der Wurzelsysteme, sogenannte
Weyl-Spiegelungen, Beschreibung der Algebren durch Erzeugende und Relationen).
Vorkenntnisse:
Klassische Theorie der halbeinfachen Liealgebren
Einführende Literatur:
M. Scheunert, "The theory of Lie superalgebas", Lecture Notes in Mathematics
716, Springer (1979)
Die Freuden von Fortran 90
Dozent: Prof. Dr. Christoph Schlier
Zeit: 2 st., Mi 9-11
Ort: SR II
Beginn: 15.10.1997
Vorläufiges Programm:
Fortran 90 hat der an numerischer Effizienz konkurenzlosen Programmiersprache
Fortran endlich die notwndige Modernisierung gebracht. Sicheres und übersichtliches
Programmieren ist kein Problem mehr. (Daher"Joy of Fortran 90".) Compiler
gibt es inzwischen auf jedem Rechner. Aber wer benutzt sie?
Die Vorlesung soll - im wesentlichen an Hand von Beispielen - in die
neue Sprachversion einführen.
Vorkenntnisse:
Hörerkreis: Alle Semester, auch Nichtphysiker
Einführende Literatur:
Das bisher beste Buch, das ich bisher fand ist:
W.S. Brainerd u.a.: "Programmer's Guide to Fortran", Springer, New
York, 1996
Vertiefung der Molekülphysik
Dozent: Prof. Dr. Christoph Schlier
Zeit: 2 st., Di 11-13
Ort: SR II
Beginn: 14.10.97
Vorläufiges Programm:
Nachdem die Molekülphysik selbst als Wahlgebiet kaum noch mehr
als 10 Stunden (insgesamt!) unterrichtet wird, möchte ich versuchen,
für Interessenten einige Ergänzungen zu bringen.
Über die behandelten Themen können die Hörer mitentscheiden.
In Frage kommen:
- Potentialflächen
- Komplexbildung und unimodularer Zerfall
- Molekülstreuung (ohne allzuviel Quantentheorie)
- Einfluß der Feinstruktur- und Hyperfeinstruktur
- Punktgruppen (für Orbitale, elektronische Zustände, Schwingungen)
Vorkenntnisse:
Hörerkreis: mittlere und höhere Semester, die "Atom- und
Molekülphysik" gehört haben
Einführende Literatur:
wird angegeben
Einführung in die Physik mit Experimenten für
Mediziner und Pharmazeuten
Dozent: Prof. Dr. Volker Schmidt
Zeit: 4 st., Mo, Mi 12-13, Fr 12.15-13.45
Ort: Gr. HS
Beginn: 15.10.1997
Vorläufiges Programm:
Übernommen vom WS 1996/97:
Unter Berücksichtigung des Gegenstandskataloges für die Ärztliche
Vorprüfung wird in die Physik eingeführt. Ziel ist eine
möglichst klare und durch Experimente veranschaulichte Darstellung
der verschiedenen Gebiete.
Vorkenntnisse:
Einführende Literatur:
siehe Vorlesung
Einführung in die Physik II mit Experimenten für
Chemiker, Geowissenschaftler und Biologen
Dozent: Prof. Dr. Hans Schmitt
Zeit: 4 st., Di-Fr 10-11
Ort: Gr. HS
Beginn: 14.10.1997
Vorläufiges Programm:
Die zweisemestrige Vorlesung bietet eine umfassende Einführung
in die Physik für Nebenfachstudenten und schafft die fachlichen Voraussetzungen
zur erfolgreichen Durchführung des Physikalischen Praktikums.
Inhalt des Teils II im WS 1997/98:
Elektrizität und Magnetismus
-
Elektrostatik
-
Gleichstrom
-
Magnetfelder
-
Induktion
-
Elektromagnetische Strahlung
Geometrische Optik
-
Brechung und Dispersion
-
Abbildung durch Brechung
-
Optische Instrumente
Wellenoptik
-
Interferenz
-
Beugung
-
Polarisation
Atomphysik
-
Welle-Teilchen Dualismus
-
Wasserstoff-Atom
-
Röntgenstrahlung
Kerne und Teilchen
-
Kernphysik
-
Radioaktivität
-
Kernspaltung
-
Hochenergiephysik
Übungen :
Mo 10-11. Die Übungen dienen der Vertiefung des Stoffes. Der Besuch
wird dringend angeraten.
Vorkenntnisse:
Oberstufe Physik. Besuch von Teil 1 dieser Vorlesung (SS 97) ist hilfreich,
aber nicht unbedingt Voraussetzung.
Einführende Literatur:
Alle Oberstufen-Lehrbücher für Physik
Thermodynamik und Kinetik der Phasenübergänge
Dozent: PD. Dr. Igor Sokolov
Zeit: 2 st., Do 11-13
Ort: SR III
Beginn: 16.10.1997
Vorläufiges Programm:
Klassifikation der Phasenübergänge.
Phasenübergänge 1
Physikalische Situationen. Katastrophentheorie.
Kinetik der Übergänge 1. Art. Keimbildung
Phasenübergänge 2. Art
Ordnungsparameter. Physikalische Situationen und Modelle
Symmetrien und Erhaltungssätze. Ginzburg-Landau- Theorie
Skaleninvarianz und kritische Indizes. Renormierungsgruppe
Zeitabhängige Theorien. Modelle für Kinetik der Übergänge
2. Art.
Vorkenntnisse:
Statistische Physik sehr wünschenswert.
Einführende Literatur:
Landau und Lifschitz, Vol. V, Kap. XIV und VX; Vol. XI Kap. XII.
Weitere Literatur wird in der Vorlesung angegeben.
Lösungen von Problemen der Kern- und Teilchenphysik
Dozent: PD. Dr. Stefan Söldner-Rembold
Zeit: 2 st., nach Vereinbarung,
Ort: FMF, Stefan-Meier-Straße 21, SR (1. Stock)
Beginn:
Vorläufiges Programm:
Vorbesprechung in der ersten Vorlesung Kern- und Teilchenphysik von
Prof. Bamberger
Zur Vertiefung des Stoffes der Kern- und Teilchenphysik sollen Übungsaufgaben
aus diesen Gebieten gerechnet werden. Neben den Grundlagen der Kern-
und Teilchenphysik werden auch aktuelle Themen behandelt. In Zusammenarbeit
mit der Fachschaft soll eine Besichtigung des CERN durchgeführt werden.
Vorkenntnisse:
Vordiplom. Der Kurs sollte in Verbindung mit der Vorlesung Kern- und
Elementarteilchenphysik besucht werden.
Einführende Literatur:
"Kerne, Hadronen und Elementarteilchen", F.W. Bopp, Teubner Studienbücher
"Introduction to High Energy Physics", D.H. Perkins, Addison-Wesley
(auch auf deutsch)
"Hochenergiephysik", E. Lohrmann, Teubner Studienbücher
"Teilchen und Kerne", Povh et al., Springer Verlag
"Teilchenphysik", Ch. Berger, Springer-Lehrbuch
Physik der Sonne I
Dozent: Prof. Dr. Michael Stix
Zeit: 2 st., Mi 11-13
Ort: HS II
Beginn: 29.10.1997
Vorläufiges Programm:
-
Masse, Radius, Leuchtkaft, ... .
-
Innerer Aufbau und Entwicklung.
-
Geräte zur Sonnenbeobachtung
-
Die Photosphäre der Sonn
-
Wellen und Schwingungen der Sonne.
Die Vorlesung wird im Sommersemester fortgesetzt.
Vorkenntnisse:
Grundvorlesungen in Physik (2 - 4 Semester)
Einführende Literatur:
M. Stix: "The Sun", Springer 1991
Einführung in die Physik I mit Experimenten für
Physiker, Mathematiker und Mikrosystemtechniker
Dozent: Prof. Dr. Gert Strobl
Zeit: 4 st., Di-Fr 8-9
Ort: Gr. HS
Beginn: 14.10.1997
Vorläufiges Programm:
Mechanik:
-
Dynamik von Ein- und Vielteilchensystemen
-
Dynamik von starren Körpern
-
Relativistische Mechnik
-
Mechanik der Kontinua
-
Chaotische Dynamik
Thermodynamik:
-
Temperatur und Wärme
-
Transportprozesse
-
Innere Energie und erster Hauptsatz
-
Entropie und zweiter Hauptsatz
-
Offene angetriebene Systeme
Vorkenntnisse:
Einführende Literatur:
Demtröder: "Experimentalphysik I"
Tipler: "Physik"
Probleme und Lösungen aus der Physik kondensierter
Materie
Dozent: PD. Dr. Bernd Stühn
Zeit: 2 st., nach Vereinbarung
Ort:
Beginn:
Vorläufiges Programm:
Anhand von Übungsaufgaben soll der Stoff der Vorlesung "Physik
der kondensierten Materie" vertieft und erweitert werden. Dabei wird auch
Gelegenheit gegeben, eventuell fehlende Grundkenntnisse aufzuarbeiten.
Die Übungen finden in kleinen Gruppen statt.
Vorkenntnisse:
Exp. Physik I und II
Einführende Literatur:
Ch. Kittel, "Einführung in die Festkörperphysik"
Ibach/Lüth, "Festkörperphysik"
Einführung in das Standardmodell der fundamentalen
Wechselwirkungen
Dozent: Prof. Dr. Jochum Johan van der Bij
Zeit: 2 st., Mo 11-13
Ort: HS II
Beginn: 20.10.97
Vorläufiges Programm:
Systematische Behandlung des Lagrangien des Standardmodells.
Vorkenntnisse:
Einfache Quantenmechanik, Wellengleichungen
Einführende Literatur:
D. Ebert, 'Eichtheorien'
Einführung in die Quantenfeldtheorie
Dozent: Prof. Dr. Jochum Johan van der Bij
Zeit: 4 st., Do, Fr 9-11
Ort: HS II
Beginn: 16.10.97
Vorläufiges Programm:
Phi hoch 4-Theorie, Quantenelektrodynamik, Renormierung
Vorkenntnisse:
Quantenmechanik, klassische Feldtheorie
Einführende Literatur:
de Witt, Smith, "Field theory in particle physics"
S. Weinberg, "The Quantum Theory of Fields"
Einführung in die Astronomie und Astrophysik I
Dozent: Prof. Dr. Oskar von der Lühe
Zeit: 2 st., Di 9-11
Ort: SR I
Beginn: 20.10.1997
Vorläufiges Programm:
Wintersemester 97/98 (Teil I):
-
Einleitung
-
Astronomische Koordinatensysteme
-
Beobachtungsmethoden und Instrumente
-
Planetensystem
-
Zustandsgrößen der Sterne und der Sonne
-
Sternatmosphären
-
Innere Aufbau und Entwicklung der Sterne
Sommersemester 1998 (Teil II):
-
Veränderliche Sterne und Sondertypen
-
Interstellare Materie
-
Milchstraßensysteme
-
Extragalaktische Systeme
-
Kosmologie
Vorkenntnisse:
Vordiplom Physik
Einführende Literatur:
Weigert & Wendker, "Astronomie und Astrophysik", VCH
Experimentelle Methoden der Festkörperphysik
Dozent: PD. Dr. Joachim Wagner
Zeit: 2 st., Fr 9-11
Ort: SR I
Beginn: 24.10.1997
Vorläufiges Programm:
-
Kristallstrukturen und ihre experimentelle Untersuchung
-
Chemische Analyse von Festkörpern
-
experimentelle Untersuchung von Phononen und Elektronen in Festkörpern
-
Bestimmung von Parametern der Bandstruktur
Vorkenntnisse:
Vorlesungen über die Physik kondensierter Materie
Einführende Literatur:
Ibach/Lüth, "Festkörperphysik"
G. Burns, "Solid State Physics"
Physik der Solarzelle
Dozent: Prof. Dr. Wolfram Wettling
Zeit: 2 st., Mo 9-11
Ort: SR III
Beginn: 20.10.1997
Vorläufiges Programm:
-
Grundlagen: Der pn-Übergang, Solarstrahlung, Photovoltaische Energieerzeugung
-
Physik der Solarzelle: Generation und Rekombination von Ladungsträgern,
Kennlinien, Analytische Modelle, Wirkungsgrade
-
Herstellung von Silicium-Solarzellen, Modulfertigung
-
Dünnschicht-Solarzellen: a-Si:H, GaAs, CdTe, CIS, etc.
-
Konzentrator-Solarzellen und -Module
-
PV Systeme
-
Anwendungen der Photovoltaik
Vorkenntnisse:
Grundlagen der Halbleiterphysik
Einführende Literatur:
M.A. Green "Solar Cells", University of New South Wales, 1986 (und
spätere Auflagen), ISBN 0 85823 5803
D. Meissner (Hg) "Solarzellen", Vieweg 1993, ISBN 3 5280 65184
A. Goetzberger, B. Voß, J. Knobloch "Sonnenenergie: Photovoltaik",
Teubner Studienbücher Physik, 1994, ISBN 3519 032147
H.G. Wagemann, H. Eschrich "Grundlagen der photovoltaischenEnergiewandlung",
Teubner Studienbücher Physik/Elektronik, 1994, ISBN 3519 03218 X
P. Würfel "Physik der Solarzellen", Spektrum Verlag, 1995, ISBN
386025 717 X
L.P. Partain "Solar cells and their Application", John Wiley, 1995,
ISBN 0471 57420 1
Bearbeitung: W. Heck heck@ciphp01.physik.uni-freiburg.de
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Physik