Physik für Chemie & UWI

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Prof. Dr. Matthias Wollenhaupt

Carl von Ossietzky Universität Oldenburg
Fakultät V - Institut für Physik
Carl-Von-Ossietzky-Str. 9-11
D-26129 Oldenburg
Germany

Tel.: +49-441-798-3482
Raum: W2-1-101
matthias.wollenhaupt@uol.de

Physik für Chemie & UWI

Physik für Studierende der Chemie und Umweltwissenschaften

Im Wintersemester werden die Themen Mechanik, Elektrodynamik und Thermodynamik behandelt. Im Sommersemester behandelt die Vorlesung die Bereich Optik, Atom- und Molekülphysik sowie Festkörperphysik.

Optik

Folgende Themenschwerpunkte gibt es im Bereich Optik:

  • Hohlspiegel und Parabolspiegel
  • Bildkonstruktion
  • reelle und virtuelle Bilder
  • Abbildung und Abbildungsgleichungen
  • Lichtgeschwindigkeit
  • Brechungsgesetz
  • chromatische Dispersion und Prismen
  • Totalreflexion
  • Mie- und Rayleigh Streuung
  • Bildkonstruktion: Auge und Mikroskop
  • Abbildungsfehler
  • Polarisation und Doppelbrechung
  • Licht als Welle, Wellengleichung
  • Phasenverschiebung und Reflexion
  • Huygens Elementarwellen, Wellenfronten
  • Interferenz, Vorkommen in Natur und Technik
  • Interferometer
  • Einfach- und Doppelspalt sowie Gitter
  • Spektrometer und Auflösungsvermögen

Atom- und Molekülphysik

Folgende Themenschwerpunkte werden im Bereich Atom- und Molekülphysik behandelt:

  • Wasserstoffspektren
  • Bohrsches Atommodell
  • Absorption und Emission von Licht
  • Schwarzkörperstrahlung und Planck’sche Strahlungsformel
  • Photoeffekt
  • Impuls und Spin von Photonen
  • Comptoneffekt
  • Elektronenbeugung
  • Teilcheninterferenz
  • Wellenfunktionen, Wellenpakete und Wahrscheinlichkeitsdichte
  • Schrödingergleichung
  • Heisenberg’sche Unschärferelation
  • Licht- und Materiewellenpakete
  • Phasen- und Gruppengeschwindigkeit
  • Ungebundene Zustände (freies Teilchen)
  • Potentiale: Stufe, Tunnelbarriere, Kasten, harmonisches und Coulomb-Potential
  • Schrödingergleichung für Wasserstoff
  • Radial- und Kugelflächenfunktionen
  • Drehimpuls des Elektrons und Zeeman-Effekt
  • Spin des Elektrons und Stern-Gerlach Experiment
  • Feinstruktur- und Hyperfeinstrukturaufspaltung
  • Pauliprinzip, Fermionen und Bosonen
  • Gesamtdrehimpuls und Termschema
  • Helium: Singulett und Triplett
  • Hund’sche Regeln
  • Periodensystem der Elemente
  • Atomkern: Größe und Bindungsenergie
  • Nuklidkarte und radioaktive Zerfälle
  • Näherungsverfahren für Moleküle: LCAO und Heitler-London
  • Born-Oppenheimer-Näherung
  • Molekülorbitale und Hybridisierung
  • Bindungstypen
  • Molekülrotation und -vibration, Franck-Condon Prinzip
  • Green Flourescence Protein (GFP)

Festkörperphysik

Abschließend wird ein kompakter Überblick über die folgenden Themen der Festkörperphysik gegeben:

  • Bindungen in Festkörpern
  • Reziproker Raum (k-Raum)
  • Zustandsdichte in Festkörpern
  • Bandstrukturen: Metalle, Halbleiter und Isolatoren
  • Anwendungen für Halbleiter
  • Bravais Gitter und Kristallstrukturen, Netzebenen und Miller-Indizes
  • Strukturbestimmung für Kristalle
  • Gitterschwingungen
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