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Kommentare Sommersemester 2019

Veranstaltungsbeschreibungen in Deutsch und für englisch-sprachige Master-Veranstatungen in Englisch. Course descriptions in German and for Master courses in English.

Experimentalphysik II (Elektromagnetismus und Optik)

Dozent: Prof. Dr. Oliver Waldmann
Zeit: 4 st., Mo, Mi 10-12,
Ort: Großer HS
Beginn: 24.04.2019

Programm:

Die Vorlesung Experimentalphysik II vermittelt die experimentellen Grundlagen der Elektrizität, des Magnetismus und der Optik. Im Zentrum der Vorlesung stehen Demonstrationsexperimente. Die Vorlesung wird durch Übungen begleitet.

Folgende Themen werden behandelt:

  • Elektrische Ladung
  • Elektrische Felder
  • Gaußscher Satz und elektrisches Potential
  • Kapazität
  • Elektrischer Strom, Widerstand und Stromkreise
  • Magnetfelder
  • Strominduzierte Magnetfelder, Induktion und Induktivität
  • Wechselstrom und Schwingkreise
  • Maxwellgleichungen und elektromagnetische Wellen
  • Geometrische Optik
  • Reflexion und Brechung von Licht
  • Licht als Welle: Interferenz und Beugung

 

Vorkenntnisse:

Experimentalphysik I
 

Einführende Literatur:

  • W. Demtröder, Experimentalphysik 2, Elektrizität und Optik, Springer-Verlag
  • Tipler / Mosca, Physik, Springer Verlag
  • J. Heintze, Lehrbuch der Experimentalphysik, Band 3: Elektrizität und Magnetismus, Springer Verlag
  • Bergmann / Schäfer, Lehrbuch der Experimentalphysik, Band 2, Elektromagnetismus, Verlag de Gruyter

 

Experimentalphysik IV (Atom-, Molekül- und Festkörperphysik)

Dozent: Prof. Dr. Giuseppe Sansone
Zeit: 4 st., Do 12-14, Fr 8-10
Ort: HS I
Beginn: 25.04.2019

Programm:

  • Komplexe atomare Systeme und periodisches System
  • Struktur und Eigenschaften von Molekülen
  • Struktur und Eigenschaften von Festkörpern und Oberflächen

 

Vorkenntnisse:

Experimentalphysik I-III


Einführende Literatur:

 

Theoretische Physik I (Mechanik und Spezielle Relativitätstheorie)

Dozent: Prof. Dr. Gerhard Stock
Zeit: 4 st., Di, Do 10-12
Ort: HS I
Beginn: 23.04.2019
Vorlesungs-Link
 

Programm: 

  • Mechanik des Punktteilchens
  • Systeme von Massenpunkten
  • Bewegung in Zentralkraftfeldern
  • Inertialsysteme und beschleunigte Bezugssysteme
  • Symmetrien, Invarianzen und Erhaltungsgrößen
  • Methode der Lagrange-Multiplikatoren
  • Hamiltonsches Prinzip
  • Lineare Schwingungen
  • Hamilton-Mechanik
  • Dynamik starrer Körper
  • Spezielle Relativitätstheorie

 

Vorkenntnisse:

Theoretische Physik I
 

Einführende Literatur:

  • V.I. Arnold, Mathematical Methods of Classical Mechanics, Springer
  • H. Goldstein, C.P. Poole, J.L. Safko, Klassische Mechanik, Wiley-VCH
  • J. Honerkamp, H. Römer, Grundlagen der Klassischen Theoretischen Physik, Springer
  • F. Kuypers, Klassische Mechanik, Wiley-VCH
  • L.D. Landau, E.M. Lifshitz, Lehrbuch der Theoretischen Physik, Band I, Akademie-Verlag
  • W. Nolting, Grundkurs Theoretische Physik, Band 1, 2 und 4, Springer
  • H. Römer, M. Forger, Elementare Feldtheorie, VCH

 

Theoretische Physik III (Quantenmechanik)

Dozent: Prof. Dr. Andreas Buchleitner
Zeit: 4 st., Mo 10-12, Di 12-14
Ort: HS I
Beginn: 23.04.2019


Programm: 

  • Schrödingergleichung
  • Eindimensionale Probleme
  • Wasserstoffatom
  • Spin
  • Drehimplus
  • Störungstheorie
  • ...
  • EPR -Paradoxon und Bell'sche Ungleichungen

 

Vorkenntnisse:

Theoretische Physik I-II, Analysis und Lineare Algebra
 

Einführende Literatur:

  • F. Schwabl. Quantenmechanik
  • T. Fließbach. Quantenmechanik

 

Höhere Mathematik

Dozent: JProf. Dr. Harald Ita
Zeit: 4 st., Mi 12-14, Fr 10-12
Ort: HS I
Beginn: 24.04.2019
Vorlesungs-Link


Programm: 

  • Funktionentheorie: Komplexe, holomorphe und meromorphe Funktionen, Laurent-Reihen. Cauchy-Riemann'sche Differentialgleichungen, Komplexe Integration, Satz von Cauchy, Satz von Liouville, Residuensatz.
  • Gewöhnliche Differentialgleichungen: Existenz- und Eindeutigkeitssätze, Lipschitz-Bedingungen, Lineare Differentialgleichungen, Wronski-Determinante; homogene und inhomogene Differentialgleichungen, Matrix-Exponentialfunktion.
  • Ein-dimensionale Sturm-Liouville-Probleme, Eigenwertprobleme, Orthogonalsysteme
  • Spezielle Differentialgleichungen: Bessel, Hermite, Legendre, hypergeometrisch, konfluent hypergeometrisch und ihre Lösungen.

 

Vorkenntnisse:

Für die Vorlesung werden die Inhalte der Grundvorlesungen Analysis für Stu-dierende der Physik, Lineare Algebra I und II vorausgesetzt.

 

Einführende Literatur:

 

Experimentelle Methoden

Dozent: apl Prof. Dr. Horst Fischer
Zeit: 2 st., Mo 14-16
Ort: HS I
Beginn: 29.04.2019


Programm:

  • Statistische Methoden der Datenanalyse
  • Datenanalyse mit ROOT
  • Grundlagen der Elektronik
  • Digitale und analoge Messtechnik
  • Grundlagen von Detektoren

 

Hinweis:
Die erfolgreiche Teilnahme an dieser Veranstaltung ist Voraussetzung zur Teilnahme am Physiklabor für Fortgeschrittene.

 

Seminar Physik: Quantenmechanik für Liebhaber

Dozenten: Prof. Dr. Andreas Buchleitner, Dr. Robert Bennet
Zeit: 2 st, tba
Ort: Seminar room, Highrise

Programm:

Das Seminar wird im Stile eines Proseminars die Themen der Vorlesung “Theoretische Physik III - Quantenmechanik” ergaenzen und vertiefen - gewissermassen die Kuer nach der Pflicht -, setzt den Besuch der Vorlesung jedoch nicht voraus. Thematisch wollen wir sowohl erkenntnistheoretische und historische Aspekte der Quantentheorie, wie auch tieferliegende mathematische Strukturen und aktuelle experimentelle Entwicklungen behandeln. Die konkrete Themenauswahl wird im Austausch mit den Teilnehmern geschehen.

 

Seminar Physik: tba

Dozenten: NN
Zeit: 2 st,
Ort:

Programm:

t.b.a.

 

Einführung in die Moderne Digitalelektronik

Dozent: apl. Prof. Dr. Horst Fischer
Zeit: 2 st., Fr 12-14
Ort: SR I
Übungen: Di 16-18, CIP Pool II
Beginn: 26.04.2019

Programm:

Ziel:
Die Teilnehmenden erhalten einen Überblick über die wesentlichen Anwendungsgebiete und Methoden in der heutigen Digitalelektronik. Sie lernen an Hand von Beispielen die Konzepte und Funktionsweise digitaler Schaltkreise kennen und werden in die Programmierung von logischen Bausteinen eingeführt. In der praktischen Übung werden Logikbausteine (FPGA) selbst programmiert.

Folgende Themen werden behandelt:

  • Anwendungsfelder der Digitalelektronik
  • Grundlagen und logische Verknüpfungen
  • Schaltkreisfamilien
  • Rechenschaltungen
  • programmierbare Bausteine (FPGA und CPLD)
  • Zahlen und Speicher
  • Automaten
  • Systeme zur Datenaufzeichnung

 

Vorkenntnisse:

 

Einführende Literatur:

  • Urbansk, Digitaltechnik (Springer)
  • Tietze Schenk, Halbleitertechnik (Springer)

 

 

Wellenoptik / Wave Optics

Dozent: Prof. Dr. Alexander Rohrbach, Dr. Felix Jünger
Zeit: 3 st., Mi 13-16
Ort: IMTEK, SR 00 014 (G.-Köhler-Allee 078)
Beginn: 24.04.2019
Übungen: 2 st., n.V.


Programm:

Wir wissen nicht wirklich was Licht ist, obwohl die physkalischen Konzepte um Licht als Welle oder als Partikel zu beschreiben, sehr effizient funktionieren. Oft sind jedoch die quantitativen Beschreibungen von farbenvollen Intensitätsverteilungen, die wir alltäglich sehen können, recht kompliziert zu erfassen. Hierbei ist die Kontrolle von Licht, auf makroskopischer und nanoskaliger Ebene der Schlüssel zu eindrucksvollen Ergebnissen und Entdeckungen, die sowohl in der Wissenschaft als auch in der Industrie erzielt werden.

In der Vorlesung „Wellenoptik“ werden wir theoretische Werkzeuge, wie beispielsweise die Fourier-Transformation, detailliert besprechen und auf diese Weise Schritt für Schritt ein tiefgründiges Verständnis der Wellenoptik erarbeiten. Die Vorlesung wird begleitet von vielen Experimenten und Übungen welche den Vorlesungsstoff vertiefen und in wöchentlichen Tutoraten besprochen werden.

1. Einleitung Motivation, weiterführende Literatur und eine kleine Historie.

2. Von der elektromagnetischen Theorie zur Optik Was ist Licht? Welches illustrative Bild zeichnen die Maxwell Gleichungen? Wenn dielektrische und metallische Materie als gedämpfte Federn beschrieben werden kann, wie ist der Zusammenhang zwischen Material und der Wellenlänge des einfallenden Lichts? Was sagen die Wellengleichung und die Helmholtz Gleichung aus? Wie können Wellen im Orts- und im Frequenzraum beschrieben werden?

3. Fourier-Optik Wie verändert eine Welle eine Positionsinformation in eine Richtungsinformation? Was ist die Beziehung zur Fourier-Transformationen in 1D, 2D und 3D? Wie steht dies im Zusammenhang mit linearer optischer Systemtheorie, Raumfiltern und dem Abtasttheorem?

4. Wellenoptik, Lichtausbreitung und Beugung Verschiedene Methoden werden vorgestellt wie die Lichtausbreitung im Orts- und im Frequenzraum beschrieben werden können. Wir stellen den direkten Transfer zwischen Lichtausbreitung und Beugung von Licht her. Wir behandeln evaneszente Wellen, dünne beugende Objekte, die Lichtausbreitung in inhomogenen Medien als auch die Impulserhaltung an optischen Gittern. Dies ermöglicht uns wichtige aktive optische Elemente wie zum Beispiel akusto-optische Modulatoren und SLMs zu diskutieren. Dieses Kapitel endet mit den Themen, adaptive Optik und Phasenkonjugation.

5. Interferenz, Kohärent und Holographie Wir lernen wie die Komposition von k-Vektoren die Phase interferierender Wellen und die daraus resultierenden Streifenmuster definieren. Die relative Phase einer jeden Teilwelle in Raum und Zeit verändern hierbei die Interferenz signifikant und definieren die Kohärenz des Lichts; Diese Konzepte werden detailliert diskutiert. Wir lernen wie Phaseninformation mittels Holographie gelesen und geschrieben werden kann.

6. Lichtstreuung und Plasmonik Die Interaktion von Licht mit Materie basiert auf der Partikel-Streuung: Wie diskutieren die theoretischen Konzepte der Lichtstreuung im Bezug auf die Fourier-Theorie. Wir erweitern diese Herangehensweise zur Photonendiffusion, nichtlinearer Optik, Fluoreszenz und Raman Streuung als auch Streuung an Halbleitern – alles brandaktuelle Themen in der modernen Photonik. Ein großer Schwerpunkt wird hierbei auf die Beschreibung von Oberflächenplasmonen und Partikelplasmonen gelegt. Hier kann Licht räumlich, extrem beschränkt werden.

1. Einleitung
1.1. Motivation
1.2. Literatur
1.3. Etwas Historie

2. Von der elektromagnetischen Theorie zur Optik
2.1. Was ist Licht?
2.2. Die Maxwell-Gleichungen
2.3. Die Veränderung von Licht in Materie
2.4. Wellengleichung & Helmholtzgleichung
2.5. Wellen im Orts- und Frequenzraum

3. Fourier-Optik
3.1. Einleitung
3.2. Die Fourier-Transformation
3.3. Linear-optische Systeme
3.4. Raumfilter
3.5. Das Sampling Theorem

4. Wellenoptische Lichtausbreitung und Beugung
4.1. Paraxiale Lichtausbreitung und Gauss-Strahlen
4.2. Wellenausbreitung und Beugung
4.3. Evaneszente Wellen
4.4. Beugung an dünnen Phasen- und Amplitudenobjekten
4.5. Lichtausbreitung in inhomogenen Medien
4.6. Beugung an gittern
4.7. Acousto-Optik
4.8. Spatiale Lichtmodulatoren
4.9. Adaptive Optik und Phasenkonjugation

5. Interferenz, Kohärenz und Holographie
5.1. Grundlagen
5.2. Interferometrie
5.3. Grundlagen der Kohärenz-Theorie
5.4. Prinzipien der Holographie

6. Lichtstreuung und Plasmonik
5.5. Streuung von Licht an Partikeln
5.6. Photonen Diffusion
5.7. Grundlagen nichtlinearer Optik
5.8. Fluoreszenz und Raman-Streuung
5.9. Fluoreszierende Quantum-Dots
5.10. Oberflächenplasmone and Partikelplasmonen
 

Vorkenntnisse:

 -

Einführende Literatur:

Begleitend zur Vorlesung wird ein Skriptum mit definierten Lücken (weisse Boxen) zur Verfügung gestellt.

 

Halbleiterbauelemente / Semiconductor Devices

Dozent: PD Dr. Harald Schneider, Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR)
Zeit: 2 st., Blockvorlesung 11.-14.06.2019, jeweils 10-12 und 14-17
        sowie 1-2 Vorlesungen nach Vereinbarung
Ort: HS II
Beginn: 11.06.2019

Programm:

  • Transportphänomene
  • Metall-Halbleiter-Kontakt, Schottky-Diode
  • p-n Übergang: Diodengleichrichter, Photodiode, LED, Laserdiode, Solarzelle
  • Bipolare Transistoren, HBT
  • Feldeffekt-Transistoren: JFET, MESFET, HEMT, MOSFET, FGFET
  • Quantenstruktur-Bauelemente: RTD, QWIP, QCL, ICL

 

Vorkenntnisse:

Experimentalphysik IV (Kondensierte Materie), Vorlesung Grundlagen der Halbleiterphysik (apl. Prof. J. Wagner)
 

Einführende Literatur:

  • S.M. Sze and K.K. Ng, Physics of Semiconductor Devices, Wiley, 2006
  • S.M. Sze, Semiconductor Devices, Wiley, 2001

 
 

Einführung in Maschinelles Lernen

Dozent:Prof. Dr. Markus Schumacher
Zeit: 3 st., Mi 10-12, Di 14-16 14-tgl.
Ort: HS II
Übungen: n.V.
Beginn:  23.04.2019

Programm:

 

Vorkenntnisse:

 

Literatur:

 

Einführung in die Astrophysik

Dozent: Prof. Dr. Oskar von der Lühe
Zeit: 3 st., Mi 9-12
Ort: HS I
Übungen: 2 st. n.V.
Beginn: 24.04.2019
Veranstaltungs link

Programm:

Diese Vorlesung vermittelt einen Überblick über Ziele und Ergebnisse der modernen Astrophysik und über das moderne Weltbild. Themen sind die Grundlagen der physikalischen Eigenschaften der Sonne und des Planetensystems, des Aufbaus und der Entwicklung von Sternen, sowie die Grundlagen der Physik von Sternsystemen und des modernen kosmologischen Weltbildes. Die Vorlesung ist gedacht für den Studiengang Physik Bachelor im 4. Semester sowie für das Lehramt Physik.
Themen:

  • Einleitung
  • Koordinatensysteme
  • Das Sonnensystem
  • Teleskope und Instrumente
  • Photometrie
  • Aufbau und Entwicklung von Sternen
  • Die Sonne
  • Veränderliche Sterne
  • Die Milchstraße
  • Das Interstellare Medium
  • Extragalaktische Physik
  • Strukturen im Universum und Kosmologie

 

Vorkenntnisse:

Experimentalphysik I-III, Theoretische Physik I-III
 

Einführende Literatur:

  • Weigert, A., Wendker, H., Wisotzki, L.: Astronomie und Astrophysik - Ein Grundkurs VCH Verlagsgesellschaft, 4. Aufl. (2004), ISBN 3-527-40358-2
  • Karttunen, H., Kröger, P., Oja, H., Poutanen, M. Donner, K. J.: Fundamental Astronomy, Springer-Verlag, ISBN 3-540-17264-5
  • Hanslmeier, A., Einführung in die Astronomie und Astrophysik (2. Auflage 2007), Springer ISBN 978-3-8274-1846-3
  • Scheffler, H., Elsässer, H.: Physik der Sterne und der Sonne Bibliographisches Institut, ISBN 3-411-01438-5
  • Unsöld, A:, Bascheck, B.: Der neue Kosmos (6. Auflage), Springer-Verlag, ISBN 3-540-64165-3 

 

Photovoltaic Energy Conversion / Photovoltaische Energiekonversion

Dozent: Dr. Uli Würfel
Zeit: 2 st., Di 8-10
Ort: SR GMH
Übungen: nach Vereinbarung (1 st.)
Beginn: 23.04.2019

Programme:

  • Basic structure of solar cells
  • Thermodynamic limit for the conversion of sunlight into electrical energy
  • Semiconductors: density of states, Fermi energy, doping
  • Generation and recombination, quasi Fermi energies
  • Transport of charge carriers
  • The pn-junction
  • Charge carrier selectivity
  • Ideal solar cells
  • Real solar cells: crystalline Si solar cells
  • Thin film solar cells
  • Tandem and multijunction solar cells,
  • Dye, organic and perovskite solar cells

 

Prerequisits:

Knowledge of semiconductor or solid state physics advantageous /Halbleiter- bzw. Festkörperphysik von Vorteil

Literature:

  • P. Würfel, U. Würfel, Physics of Solar Cells, Wiley-VCH, 3rd Edition 2016
  • M.A. Green, Solar Cells, University of New South Wales 1982

 

Fortgeschrittene Theoretische Physik für Lehramtsstudierende

Dozent: apl. Prof. Dr. Thomas Filk
Zeit: 4 st., Mo, Di 10-12
Ort: SR I
Beginn: 23.04.2019
Vorlesungslink

Programm:

Diese Vorlesung speziell für Lehramtsstudierende findet zum vierten Mal statt und ist für Studierende nach der neuen Prüfungsordnung (GymPO) eine Pflichtvorlesung. Empfohlen wird die Teilnahme im 4. Fachsemester. Studierende nach der alten Prüfungsordnung (WPO) können wahlweise die Theo IV oder diese Vorlesung hören. Der Schwerpunkt dieser Vorlesung ist die Quantenmechanik, allerdings bezieht sich ein Teil des Inhalts auch auf die Statistische Mechanik. Nach dem aktuellen Modulhandbuch erhalten Sie nach erfolgreicher Teilnahme an dieser Vorlesung und den begleitenden Übungen einen Leistungsnachweis. Die Kriterien werden in der Vorlesung bzw. den Übungen bekannt gegeben. Für Studierende nach der alten Prüfungsordnung kann auch ein benoteter Schein ausgestellt werden. 
 

Vorkenntnisse:

Theoretische Physik I-III
 

Einführende Literatur:

 

Einführung in die Physikdidaktik für Studierende des Gymnasiallehramts

Dozent: JunProf. Dr. Martin Schwichow
(Veranstaltung der Pädagogischen Hochschule)
Zeit: 4 st., Di 14-16
Ort: Pädagogische Hochschule KG 3-111
Vorlesungs link

Programm:

  • Physikunterricht legitimieren / Ziele
  • Ziele / Lehrplan / Bildungsstandards
  • Kontextorientierung und Lebensweltbezug
  • Moderne Themen / didaktische Rekonstruktion
  • Schülervorstellungen
  • Im Physikunterricht experimentieren
  • Modellmethode
  • Computereinsatz im Physikunterricht
  • Offener schülerorientierter problemorientierter Unterricht (Teil 1)
  • Offener schülerorientierter problemorientierter Unterricht (Teil 2)
  • Aufgabenkultur
  • Physikunterricht evaluieren
  • Interesse
  • KLAUSUR

 

Einführende Literatur:

  • Helmut F. Mikelskis (Hrsg.), Physik-Didaktik: Praxishandbuch für die Sekundarstufe I und II, Cornelsen Verlag Scriptor, 2006, 290 S.
  • Silke Mikelskis-Seifert/Thorid Rabe (Hrsg.), Physik-Methodik: Handbuch für die Sekundarstufe I und II, Cornelsen Verlag Scriptor, 2007, 242 S.

 

Theoretical Condensed Matter Physics

Lecturer: Dr. Tanja Schilling
Time: 4 st., Mo 10-12, Do 12-14
Room: HS II
Start: 25.04.2019

Programme:

  • Structure of solids and liquids
  • Density Functional Theory
  • Linear response theory
  • Generalized Elasticity

 

Prerequisits:

Theoretical Physics I-IV
 

Literature:

  • C. Kittel, "Introduction to Solid State Physics"
  • J.P. Hansen, I.R. McDonald, "Theory of Simple Liquids"
  • P. Chaikin, T. Lubensky, "Principles of Condenes Matter Physics"

 

Complex Quantum Systems

Lecturer: apl Prof. Dr. Heinz-Peter Breuer
Time: 4 + 2 st., Mi, Do 12-14
Room: SR GMH
Tutorials: Fr 10-12, SR GMH
Start: 24.04.2019


Programme:

  • Quantum states
    • Pure and mixed states, density matrices, quantum entropies
  • Composite quantum systems
    • Tensor product, entangled states, partial trace and reduced density matrix
  • Open quantum systems
    • Closed and open systems, dynamical maps, quantum operations, complete positivity and Kraus representation
  • Dynamical semigroups and quantum master equations
    • Semigroups and generators, quantum Markovian master equations, Lindblad theorem
  • General properties of the master equation
    • Pauli master equation, relaxation to equilibrium, correlation functions, quantum regression theorem
  • Decoherence
    • Destruction of quantum coherence through interaction with an environment, decoherence versus relaxation
  • Microscopic theory
    • System-reservoir models, Born-Markov approximation, microscopic derivation of the master equation
  • Applications
    • Quantum theory of the laser, superradiance, quantum transport, quantum Boltzmann equation
  • Non-Markovian quantum dynamics
    • Quantum memory effects, system-environment correlations, information flow, non-Markovian master equations

Prerequisites: Advanced Quantum Mechanics

Literature:

  • H.-P. Breuer and F. Petruccione, The Theory of Open Quantum Systems (Oxford University Press, Oxford, 2007)
  • M. Hayashi, Quantum Information (Springer, Berlin, 2006)
  • M. A. Nielsen and I. L. Chuang, Quantum Computation and Quantum Information (Cambridge University Press, Cambridge, 2000)
  • C. W. Gardiner, Quantum Noise (Springer, Berlin, 1991)
  • R. Alicki and K. Lendi, Quantum Dynamical Semigroups and Applications (Springer, Berlin, 1987)

 

Introduction to Relativistic Quantum Field Theory

Lecturer: Prof. Dr. Jochum van der Bij
Time: 4 st., Mo 12-14, Di 14-16
Room: Mo HS II, Di HS I
Tutorials: Do 14-17, HS II
Start: 23.04.2019

Programme:

  • Feynman Regeln, intuitiv
  • freie Quantenfelder, Dirac-Geichung, Lokalitaet, Spin-Statistik
  • Feynman Regeln, formal
  • Quantenelektrodynamik
  • Renormalisierung
  • Eichtheorien

 

General:

The lecture is for advanced students
 

Prerequisits:

Quantum Mechanics, Special Relativity
 

Literature:

  • J.J. Sakurai, Advanced Quantum Mechanics
  • M.J.G. Veltman, Diagrammatica

 

Computational Physics: Materials Science

Lecturer: Prof. Dr. Joachim Dzubiella
Time: 4st., Di, Do 10-12
Room: SR Westbau 2.OG
Tutorials: Do 14-16, CIP I
Start: 23.04.2019

Programme:

Application of modern computational methods can help to understand or design materials and investigate (microscopic) structure- (macroscopic) property relationships of inorganic systems, such as metals, composites, nanostructures, as well as organic materials, such as liquids, polymers, surfactants, or emulsions. This course will introduce basic statistical concepts as well as programming and simulations techniques with particular focus on classical materials modelling methods spanning orders of length and time scales, such as Molecular Dynamics, Monte-Carlo, and coarse-grained (Brownian Dynamics) simulations. The students will become familiar with some examples for the different types of interatomic potentials: e.g. Lennard-Jones, Embedded-Atom, Bond-Order-potentials as well as bonded and bead-spring potentials for polymers. The course will consist of lectures and hands-on programming exercises and small projects, simulating complex fluids and molecules, using contemporary software packages such as LAMMPS.

Criteria for passing: it is mandatory to actively participate in all the excercises and accomplish 50% of codes and results (SL). A grade will be given based on a final written exam (PL).


Prerequisits:

Basic knowledge in programming (For instance, C/C++ or Python) as well as statistical mechanics.


Literature:

  • Script (will be available via ILIAS)
  • Book: Understanding molecular simulation from algorithms to applications. D. Frenkel and B. Smit. AP Academic Press.
  • Book: Computer simulation of liquids. M. P. Allen and D. J. Tildesley. Oxford University Press. 3rd edition (2017)
  • LAMMPS Software Manual and Tutorials

 

Advanced Optics and Lasers

Lecturer: apl Prof. Dr. Bernd von Issendorff
Time: 4 st., Mi, Do 10-12
Room: HS II
Start:
Tutorials: Di 16-18, HS II


Programme:

  • Light-matter interaction: Absorption/emission, line broadening
  • Coherence and interference: temporal, spatial coherence, interferometers
  • The laser principle: 2, 3, 4-level lasers, rate equation models, output power of a laser
  • Optical resonators: transmission spectra, stability
  • Laser modes: Paraxial approximation, Gaussian beams, longitudinal and transverse modes, mode selection
  • Short laser pulses: Dynamic solutions of rate equation, Q-switching, mode locking, intense short pulses, generation of ultra-short laser pulses
  • Nonlinear optics: Second, third order polarizability, frequency conversion, optical parametric amplification, high-harmonics generation
     

Prerequisits:

Experimental Physics I-IV
 

Literature:

  • W. Lange “Laserphysik”
  • Demtröder “Laserspektroskopie”
  • J. Eichler & H.J. Eichler, Springer, „Laser“
  • F.K. Kneubühl /M.W. Sigrist “Laser”
  • D. Meschede “Optik, Licht und Laser”
  • C. Ruilliere, Springer, "Femtosecond laser pulses“

 

 

Condensed Matter II: Interfaces and Nanostructures

Dozent: Prof. Dr. Günter Reiter
Zeit: 4 st., Do, Fr 8-10
Ort: HS I
Beginn: 25.04.2019
Lecture link


Programme:

The students should get an overview over phenomena which only appear on surfaces and interfaces (e.g. how to make water running uphill?). The course deals with special structural and electronic properties of liquid and solid surfaces as well as their relevance in many fields of modern material science and nanotechnology.
Surfaces between solids and liquids can be found in most of the physical, chemical, biological and geological systems, as well as in many technological processes. Although the number of atoms or molecules at these surfaces is comparatively small, this "minority" can often dominate or even control the behavior of large (macroscopic) systems.

Topics:

  • General description of interfaces: Thermodynamics and kinetics
  • Interaction forces at interfaces: Short- and long range forces, ...
  • Liquids and liquid interfaces: Droplets, bubbles, waves, "liquid beads"
  • Solid-liquid interfaces: Hydrodynamics, capillarity, wetting, ...
  • Structure of solid surfaces: Electronic processes at surfaces
  • Surface processes: Adsorption/desorption, phase transitions
  • Making of well defined solid surfaces: Surface reconstruction, surface transport, ...
  • Growth- and decay: Epitaxy, nucleation, lattice mismatches, mechanical stress
  • Organic layers and nanostructures on surfaces: Directed stucturing of surfaces at nm-scale


Prerequisits:

Experimentalphysik IV (Condensed Matter)
 

Literature:

  • Intermolecular and Surface Forces, With Applications to Colloidal and Biological Systems, Jacob Israelachvili, Academic Press 1995 bzw. Elsevier 2008
  • "Capillarity and Wetting Phenomena: Drops, Bubbles, Pearls, Waves" von P.-G. de Gennes, F. Brochard-Wyart und D. Quéré, Springer, New York, 2004
  • John A. Venables, Lecture notes on Surfaces and Thin Films
  • I. Markov, Crystal Growth for Beginners, World Scientific

 

Hadron Collider Physics

Lecturer: Dr. Christian Weiser
Time: 4 st., Mo, Di 10-12
Room: SR Westbau 2.OG
Start:


Programme:

In this lecture Physics at Hadron Colliders is discussed. The focus lies on the discussion of recent physics measurements performed at the Large Hadron Collider (LHC) at CERN. They include experimental tests of the Standard Model, Higgs boson physics and searches for extensions of the Standard Model.

The programme consists of:
- Lectures (3h per week: split in 2h every Monday, and 2h every second Tuesday)
- Exercises / tutorials (3 h per week), including computer simulations and analysis of ATLAS physics events

Topics:

  • Accelerators
  • LHC detectors
  • Phenomenology of pp collisions
  • Structure functions, cross sections
  • Particle signatures in LHC experiments
  • Inelastic pp collisions
  • Production of jets, test of perturbative QCD
  • Physics of W and Z bosons
  • The top quark and its properties
  • Search for the Higgs boson, measurements of the properties of the new particle at 126 GeV
  • Search for supersymmetric particles
  • Search for other extensions of the Standard Model


Prerequisits:

Experimental Physics V (Nuclear and Particle Physics)
Particle Physics II (desirable)
 

Literature:

  • F. Halzen, A.D. Martin, Quarks and Leptons, Wiley-Verlag;
  • D. Griffiths, Introduction to Elementary Particles, Wiley-Verlag;
  • G. Kane, A. Price (Ed.), Perspectives on LHC Physics, World Scientific;
  • R.K. Ellis, W.J. Stirling und B.R. Webber, QCD and Collider Physics, Cambridge Univ. press;
  • D. Green, High PT Physics at Hadron Colliders, Cambridge Univ. press;
  • J.M. Campbell, J.W. Huston und W.J. Stirling, Hard interactions of quarks and gluons: a primer for LHC physics, Rep. Prog. Phys. 70 (2007) 89-193.

 

Astroparticle Physics

Lecturer: Prof. Dr. Marc Schumann
Time: 4 st., Do, Fr 10-12
Room: SR I
Start:


Programme: 

  • The standard model of particle physics
  • Conservation Rules and symmetries
  • The expanding universe
  • Matter, Radiation
  • Dark matter
  • Dark energy
  • Development of structure in the early universe
  • Particle physics in the stars
  • Nature and sources of high energy cosmic particles
  • Gamma ray and neutrino astronomy

 

Prerequisits:

Experimentalphysik V (Kern- und Teilchenphysik)
 

Literature:
tba

 

Dynamical Systems in Biology

Dozent: Prof. Dr. Jens Timmer
Zeit: 4 st., Mo, Mi 12-14
Ort: SR I
Beginn: 24.04.2019
Übungen: Mi 14-16, CIP-Pool I
Lecture link

Programme:

The physically motivated mathematical modelling of the dynamics of biological systems provides a mean to turn the typically rather qualitative field of biology quantitative and predictive. While the well established area of Mathematical Biology investigates simple systems, the young field of Systems Biology considers the behavior of complex networks. In this lecture, we will discuss the biological basics of selected models and their mathematical and physical properties.


Preliminary Programme:

Mathematical Biology

  • Populationdynamics
  • Models of neurons
  • Pattern formation
  • Enzym dynamics
     

Systems Biology

  • Metabolic Networks
  • Signal transduction cascades
  • Gene regulation

 

Prerequisits:

Basics of Analysis and Linear Algebra
 

Literature:

  • J.D. Murray. Mathematical Biology, Springer
  • J. Keener, J. Sneyd: Mathematical Physiology
  • L. Alberhina, H.V. Westerhoff: Systems Biology
  • E. Klipp et al.: Systems Biology in Practice

 

Trapping - Cooling - Quantum Control

Dozent: Prof. Dr. Tobias Schätz
Zeit: Mi, Do 14-16
Ort: SR GMH
Beginn: 24.04.2019

Preliminary Programme:

There is a (in)famous quote from Erwin Schrödinger from the year 1952: “… it is fair to state that we are not experimenting with single particles any more than we can raise ichtosauria in the zoo.” The reason of his scepticism was not based on a lack of imagination, but on the insight of the consequences that such experiments would reveal. Today, we can build on decades of seminal work permitting to prove the statement wrong and to even allow increasing the size and complexity of atomic ensembles quantum by quantum.

To experimentally study and exploit quantum mechanics we benefit from isolating atoms and ions from the environment, cooling them close to the ground state of motion as well as controlling the electronic degrees of freedom on the level of individual quanta. This lecture is dedicated to derive the established tools required for ensembles of (charged) atoms. It aims to help gaining intuition for basic quantum dynamics and explaining how to create superposition states and entanglement in a deterministic way. The operations are illustrated in applications propelling quantum computation, simulation and quantum metrology (most accurate atomic clocks).

 

Prerequisits:

Experimental Physics IV (Atomic and Molecular Physics)
 

Literature:

tba 

 

Quantum Transport

Dozent: PD Dr. Michael Walter
Zeit: Fr 14-16
Ort: SR II
Beginn: 03.05.2019
Übung: 14-tägig, 2-st, Di 10-12, CIP I

Programme:

Transport properties are highly relevant for many technological applications like electronics (transport of electrons) or solar cells (separation of positive and negative charge carriers generated by light). In contrast to classical flow or diffusion, quantum properties -- such as the wave nature of a quantum particle, tunneling or the quantization of energy levels -- become relevant on microscopic scales and make quantum transport different from classical transport governed by Newton's equations.

In this lecture, I will present an explicit description of an electronic device at the atomic scale, with the aim to arrive at a single molecule transistor, which is very likely to be the basis of future electronics. The system is completely characterized and the energy levels of contacts and the isolated molecule are known. We develop the formalism to describe the conductance of such a device during the course. On our way we will also touch semi-classical descriptions of transport based on Marcus theory relevant for organic electronics.

Preliminary Program:

  1. Atomistic view of conductance (energy levels, quantum of conductance)
  2. Basis functions and band structure (basis functions, tight-binding, subbands)
  3. Hopping, Marcus description
  4. Density matrix, Green function, spectral functions
  5. Open systems (level broadening, lifetime)
  6. Coherent transport (transmission, Landau-Büttiker formalism)
  7. Non-coherent transport and Ohm's law

 

Prerequisits:

Theoretical Physics III (Quantum mechanics)
 

Literature:

  • S. Datta, Quantum Transport: Atom to Transistor (Cambridge University Press, Cambridge, England, 2005).

 

Group Theory for Physicists

Dozent: Prof. Dr. Stefan Dittmaier, Dr. Philipp Maierhöfer
Zeit: 4 st., Mo, Mi 14-16
Ort: HS II
Übungen: 2 st., n.V.
Beginn: 25.04.2019
Lecture Link
 

Program:

 

Prerequisits:

Linear Algebra I+II, Quantum Mechanics
 

Literature:

 

Theory and Modelling of Materials: Electronic Structure of Condensed Matter II

Dozent: apl. Prof. Dr. Christian Elsässer (Fraunhofer IWM)
Zeit: 2 st., Fr 8-10
Ort: SR I
Übungen: 14-tägig, 2 st., Ort und Zeit n.V. (1 SWS)
Beginn: 26.04.2019
 

Program:

The two-semester course introduces theoretical models and computational methods of solid-state physics for the description of many-electron systems, by means of which cohesion and structure, physical and chemical properties of materials can be understood qualitatively and calculated quantitatively on a microscopic basis.

The following theoretical concepts are addressed:
Free electron gas; electrons in a crystal; nearly free electrons ("energy bands") or tightly bound electrons ("chemical bonds"); electron-electron interactions and effective one-electron theories; first-principles density functional theory and semi-empirical approaches for electronic-structure calculations.

They are applied to, e.g., the following topics:
Cohesion of solids, bonding types and lattice structures of crystals; electron band structures and energy spectra; electronic transport; electrons and phonons; electronic properties of defects and dopants, surfaces and interfaces; ferroelectric and ferromagnetic materials.

 

Prerequisits: 

B.Sc. Courses Theoretical Physics I-IV
 

Literature:

  • A. P. Sutton, Electronic Structure of Materials, Oxford (1993)
  • D. G. Pettifor, Bonding and Structure of Molecules and Solids, Oxford (1995)
  • M. W. Finnis, Interatomic Forces in Condensed Matter, Oxford (2003)
  • R. M. Martin, Electronic Structure - Basic Theory and Practical Methods, Cambridge (2004)

 

Computational Physics: Density Functional Theory

Dozent: Prof. Dr. Michael Moseler (Fraunhofer IWM), Dr. Leonhard Mayrhofer
Zeit: 4 st., Mo 14-16, Do 15-17
Ort: SR I
Übungen: 2 st., Mi 14-16, CIP II
Beginn: 25.04.2019
 

Program:

Density functional theory (DFT) has become one of the most important tools for the numerical solution of the electronic many-body Schrödinger equation. It is currently used by many material scientists for the study of complex systems containing up to several thousand atoms and electrons. This lecture ranges from the introduction of the theoretical foundations of DFT within the Hohenberg-Kohn-Sham frame work. It also touches numerical questions in an accompanying hands-on course. Program: Hohenberg-Kohn-theorem, Kohn-Sham-equations, Hartree-Fock and post Hartree-Fock, Local Density Approximation and beyond, Runge-Gross-theorem, time-dependent Kohn-Sham-equations. Numerical exercises will cover the simple electronic structure calculations of atoms and nanoparticles.

 

Prerequisits: 

 

Literature:

 

Physics of Nano-Biosystems

Dozent: Prof. Dr. Thorsten Hugel (Inst. of Physical Chemistry), Dr. Thomas Pfohl
Zeit: 2 st., Do 8-10
Ort: SR I
Übungen: 1 st
Beginn: 25.04.2019


Programme: 

  • Fundamental forces in Nano-Biosystems (elastic, viscous, thermal, chemical, entropic, polymerization)
  • Concepts of equilibrium and non-equilibrium systems and measurements
  • Jarzynski equation
  • Linear and rotational molecular motors
  • Molecular details of muscle function
  • Optical and magnetic tweezers, AFM
  • Single molecule force spectroscopy
  • Single molecule fluorescence
  • Concepts of nanotribology and biolubrication

 

Prerequisits:

Basic knowledge of statistics and optics is helpful but not mandatory.

Literature:

  • Jonathon Howard: “Mechanics of Motor Proteins and the Cytoskeleton“ (2005)
  • Phil Nelson: "Biological Physics: Energy, Information, Life" (2003)
  • Rob Philips, Jane Kondev, Julie Theriot, Hernan Garcia: "Physical Biology of the Cell" (2012)
  • Recent journal publications

 

Laser-based Spectroscopy and Analytical Methods

Dozent: PD Dr. Frank Kühnemann (Fraunhofer IPM)
Zeit: 2 st., Di 13-16
Ort: SR GMH
Übungen: 1 st
Beginn: 23.04.2019


Programme: 

Lasers did become a powerful tool for measurement applications in areas like industry, medicine, or environment. The current course focuses on the use of tuneable lasers to interrogate the spectral “fingerprints” of gases, liquids and solids for analytical purposes. Typical examples are air quality monitoring or process control in industry.

The lecture block in the first half of the course will give a comprehensive introduction into the following topics

  • Infrared molecular spectra
  • Tuneable lasers
  • Spectroscopic techniques (absorption, photoacoustic spectroscopy, cavity-based methods)
  • Background signals, noise and detection limits
     

The seminar talks in the second block will focus on the application of differ-ent spectroscopic methods for analytical tasks. At the start of the course, students will choose from a list of provided topics to prepare a talk and a short written summary. The preparation will be supported by topical literature and discussion sessions with the course staff. Duration of the talks will be appr. 30 minutes, followed by a discussion of content and presentation style.

Prerequisits:

Advanced Optics and Lasers (recommended)

Literature:

 

Physical Processes of Self-Assembly and Pattern Formation

Dozent: Prof. Dr. Günter Reiter
Zeit: Do 10-11, Fr 10-12
Ort: SR GMH
Übungen: Mi 10-12, Hochhaus Seminarraum 3.OG
Beginn: 25.04.2019
Lecture link


Programme:

Goal:
Questions about how organization and order in various systems arises have been raised since ancient times. Self‐assembling processes are common throughout nature and technology. The ability of molecules and objects to self‐assemble into supra‐molecular arrangements is an important issue in nanotechnology. The limited number of forms and shapes we identify in the objects around us represent only a small sub-set of those theoretically possible. So why don't we see more variety? To be able answering such a question we have to learn more about the physical processes responsible for self-organization and self-assembly.

Preliminary program:
"Physical laws for making compromises"
Self‐assembly is governed by (intermolecular) interactions between pre‐existing parts or disordered components of a system. The final (desired) structure is 'encoded' in the shape and properties of the basic building blocks. In this course, we will discuss general rules about growth and evolution of structures and patterns as well as methods that predict changes in organization due to changes made to the underlying components and/or the environment.

Students will learn how structural organization, i.e., the increase in internal order of a system, can lead to regular patterns on scales ranging from molecular to the macroscopic sizes. They will understand the physics of how molecules or objects put themselves together without guidance or management from an outside source.

 

Previous knowledge:

Experimentalphysik IV (Condensed Matter)

 

Literature:

  • Yoon S. LEE, Self-Assembly and Nanotechnology: A Force Balance Approach, Wiley 2008
  • Robert KELSALL, Ian W. HAMLEY, Mark GEOGHEGAN, Nanoscale Science and Technology, Wiley, 2005
  • Richard A.L. JONES, Soft Machines: Nanotechnology and Life, Oxford University Press, USA 2008
  • Philip BALL, Shapes, Flow, Branches. Nature's Patterns: A Tapestry in Three Parts, Oxford University Press, USA
  • J.N. ISRAELACHVILI, Intermolecular and Surface Forces, Third Edition, Elsevier, 2011

 

Laser-based Spectroscopy and Analytical Methods

Dozent: PD Dr. Frank Kühnemann (Fraunhofer IPM)
Zeit: 2 st., Di 13-16
Ort: SR GMH
Übungen: 1 st
Beginn:


Programme: 

Lasers did become a powerful tool for measurement applications in areas like industry, medicine, or environment. The current course focuses on the use of tuneable lasers to interrogate the spectral “fingerprints” of gases, liquids and solids for analytical purposes. Typical examples are air quality monitoring or process control in industry.

The lecture block in the first half of the course will give a comprehensive introduction into the following topics

  • Infrared molecular spectra
  • Tuneable lasers
  • Spectroscopic techniques (absorption, photoacoustic spectroscopy, cavity-based methods)
  • Background signals, noise and detection limits

The seminar talks in the second block will focus on the application of differ-ent spectroscopic methods for analytical tasks. At the start of the course, students will choose from a list of provided topics to prepare a talk and a short written summary. The preparation will be supported by topical literature and discussion sessions with the course staff. Duration of the talks will be appr. 30 minutes, followed by a discussion of content and presentation style.

Prerequisits:

Advanced Optics and Lasers (recommended)

Literature:

 

 

Optical Trapping and Particle-Tracking

Dozent: Prof. Dr. Alexander Rohrbach, Dr. Felix Jünger
Zeit: 3 st., Di 13-16
Ort: SR I
Beginn: 23.04.2019

Program:

Optical traps and optical micro-manipulation techniques do have the potential to play a key role in future micro- and nanosystems in conjunction with the life sciences. In this lecture the students should learn what is doable with optical forces, where physical limits are and what is limited by nowadays technology. Besides fascinating fundamental research various applications related to biology or fluctuation based systems are presented. The lecture is manifold and teaches basics in optics, statistical physics and biology/biophsics.

The tutorials help the students to get a more in depth and thorough understanding of the lecture. Here, a special focus is put on the transfer of knowledge obtained in the lecture. To achieve this the students should prepare weekly exercise and present them during the tutorial. Only difficult exercises are presented by the tutors.

Content:

1. Introduction
2. Light - Information carrier and actor
3. About microscopy
4. Light scattering
5. Optical forces
6. Tracking beyond the uncertainty
7. Brownian motion and calibration techniques
8. Photonic force microscopy
9. Applications in cell biophysics
10. Time-multiplexing and holographics optical traps
11. Applications in microsystems technology
12. Applications in nanotechnology

 

Literature:

Accompanying to the lecture printed lecture notes with defined gaps (white boxes) are distributed.

 

Theoretical Astrophysics: Stellar Structure and Pulsations

Dozent: PD Dr. Markus Roth
Zeit: 2 st., Mi 16-18
Ort: SR I
Tutorials: 2 st. n.V.
Beginn:
Veranstaltungs link

Programme:

1. Stellar Structure and Evolution

  • Stellar Structure Equations
  • Physics of gas and radiation in stellar interiors
  • Nuclear processes
  • Stellar Models
  • Stellar evolution and life-cycle
  • Supernova, Neutron Stars, Black Holes
     

2. Stellar Pulsations

  • Observations of stellar pulsations
  • Linear adibatic oscillations
  • Magneto-hydrodynamics
  • MHD-Waves (Alfven-waves, slow and fast MHD waves)
  • Helioseismology
  • Asteroseismology

 

Prerequisits:

Introductory knowledge on astronomy and astrophysics
 

Literature:

  • Aerts C. et al., "Asteroseismology", Springer Verlag
  • Prialnik D., "Stellar Structure and Evolution", Cambridge University Press
  • Spruit, H., "Essential magnetohydrodynamics for astrophysics", Lecture Notes

  

The early Universe - an introduction to cosmology

Dozent: PD Dr. Christian Steinwachs
Zeit: 3 st., Di 10-12, Mi 9-10
Ort: Di HS II, Mi SR I
Tutorials: 2 st. Mi 10-12 SR I
Beginn: 23.04.2019
Note: course ends on 19.06.2019

Programme:

  • Lightning review of General Relativity
  • Overview of cosmological observations
  • Dynamics in a homogeneous and isotropic Friedmann-Lemaitre universe
  • Thermal history of the universe
  • Cosmological perturbation theory and structure formation
  • Physics of the Cosmic Microwave Background radiation
  • Inflation

 

Prerequisits:

Theoretical Physics I-III
 

Literature:

will be announced in the lecture

  

Computational Neuroscience: Models of Neurons and Networks

Dozent: Prof. Dr. Stefan Rotter, Prof. Dr. Carsten Mehring
Zeit: 4 st, Di, Fr 14-16
Ort: Bernstein Center Freiburg, Lecture Hall (Hansastrasse 9a, 79104 Freiburg)
Beginn: 
Registration for this course by email to danica.subally@biologie.uni-freiburg.de


Programme:

Mathematical concepts and methods:

  • Basic probability and statistics
  • Linear and nonlinear dynamical systems
  • Phase plane methods
  • Continuous stochastic processes and point processes
  • Graphs and networks, random graphs

 

Models of biological neurons and networks:

  • Hodgkin-Huxley theory of the action potential
  • Stochastic theory of ionic channels
  • Synaptic integration and spike generation
  • Dynamics of spiking networks and population dynamics
  • Primary visual cortex and processing of visual information
  • Models of plasticity, growth and maturation

 

Models of biological learning and control:

  • Reinforcement learning
  • Adaptive Control
  • Bayesian learning
  • Structure learning

 

Literature:

A bibliography and web-links to complementary reading for each course day will be provided along with the slides of the lecture.

 

Simulation of Biological Neuronal Networks

Dozent: Prof. Dr. Stefan Rotter, Prof. Dr. Abigail Morrison
Zeit: 2 st, Block, 1 week (date will be announced)
Ort: Bernstein Center Freiburg, Lecture Hall (Hansastrasse 9a, 79104 Freiburg)
Beginn: t.b.a.
Registration for this course by email to danica.subally@biologie.uni-freiburg.de


Programme:

This course covers the fundamentals of simulating networks of single-compartment spiking neuron models. We start from the concepts of a point neuron and then introduce more complex topics such as phenomenological models of synaptic plasticity, connectivity patterns and network dynamics.

 

Literature:

See http://www.nest-initiative.org/ for some general information and an online tutorial on the BNN simulator NEST.

 

Astronomisches Praktikum

Dozent: Prof. Dr. Markus Roth, Dr. Rolf Schlichenmaier
Zeit: 4 st., Kompaktkurs Ende Juli / Anfang August
Vorbesprechung: 07.05.2019, 12:00 Uhr, SR 1, Hochhaus
Bei Interesse bitte eine kurze Anmeldung bis 18.04.2019 per e-mail  an mroth@leibniz-kis.de
Termin: n.V.
Ort: Schauinsland-Observatorium des KIS
Maximale Teilnehmerzahl: 5
Veranstaltungs link

Programm:

Das Astronomische Praktikum findet als Kompaktkurs statt, zu Beginn der vorlesungsfreien Zeit. Alle Versuche werden im Observation Schauinsland des KIS durchgeführt.
Das Programm umfasst

  • Bestimmung der Magnetfeldstärke in Sonnenflecken
  • Messung der Sonnenrotationsgeschwindigkeit
  • Bildrekonstruktionsverfahren
  • Photometrie von Sternhaufen
  • Einführung in die digitale Datenverarbeitung

 

Die Anleitungen sind auf der Vorlesungsseite des KIS abrufbar.
 

Vorkenntnisse:

Vorlesung "Einführung in die Astrophysik"
 

Einführende Literatur:

Unsöld & Baschek: Der neue Kosmos

 

Term Paper: Interpretations of Quantum Mechanics

Lecturer: apl Prof. Dr. Heinz-Peter Breuer
Time: 2 st,
Room:

Programme:

 

 

Term Paper: Quantum-state control of atoms and molecules: alignment and orientation

Lecturer: Dr. Katrin Dulitz, apl Prof. Dr. Bernd von Issendorff, Prof. Dr. Tobias Lau, Prof. Dr. Giuseppe Sansone, Prof. Dr. Frank Stienkemeier
Time: 2 st,
Room:

Programme:

In this seminar, we will cover the various techniques of achieving alignment and orientation in atoms and molecules and their applications in the fields of spectroscopy, collision dynamics and cluster physics.

Possible topics may include:

  • molecular alignment in intense laser fields 
  • the optical pumping of atoms
  • the stereodynamics of inelastic and reactive collisions
  • orientation in electric and magnetic fields
  • the loss of alignment and orientation in dense media

 

Term Paper: Stochastic Processes

Lecturer: Prof. Dr. Tanja Schilling, Prof. Dr. Alexander Rohrbach
Time: 2 st,
Room:

Programme:

Stochastic processes describe systems and phenomena that vary randomly. Applications occur in natural sciences and technology. Each 4 of the following 5 topics will be presented in a talk on Tuesday 4-6- pm. The topics comprise both fundamental and applicative studies of Stochastic processes.
 

Topics: Tanja Schilling

  • Brownian Motion
  • Levy Flights
  • Percolation
  • Monte Carlo Simulation
  • The Wiener Khinchin Theorem

 

Topics: Alexander Rohrbach

  • Stochastic Resonances
  • Coupled Brownian Motors
  • Thermal noise calibration in optical tweezers
  • Stochastic Coupling of two Colloids
  • Dynamic Light scattering of diffusive particles

 
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