20 300
- V - |
Festkörperphysik II - Halbleiterphysik
(4 SWS) (10,00 cr)
Mi, Fr 8.30-10.00 - Arnimallee 14, SR E3 (1.4.31) |
(20.10.) |
Susanne Siebentritt |
Zielgruppe
Studenten im Hauptstudium
Art der Durchführung
Vorlesung mit Übungen
Voraussetzung
Festkörperphysik I
Inhalt
1. Bandstruktur von Halbleitern
1.1 Quasifreie Elektronen
1.2 Zustandsdichte
1.3 Löcherkonzept
1.4 Komplexe Bandstruktur
evtl. 1.5 Tight binding Näherung
2. Ladungsträgerstatistik
2.1 Fermi-Verteilung
2.2 Ladungsträgerkonzentration
2.3 Defekte und Dotierung
2.4 Kompensation
3. Elektrischer Transport
3.1 Drudemodell
3.2 Treibende Kräfte
3.3 Ausflug: Phononen
3.4 Streumechanismen
3.5 Jenseits der einfachen Modelle
evtl. 3.6 AC-Leitung
4. Halbleiteroptik
4.1 Ladungsträgerstatistik im Nichtgleichgewicht
4.2 Zustandsdichte
4.3 Absorption und Reflexion
4.4 Raman-Effekt, IR-Spektroskopie
4.5 Elektro-optische Effekte
4.6 Lumineszenz
4.7 Zeitverlauf der Lumineszenz
5. Grenzflächen von Halbleitern
6.1 p/n Homo-Kontakt
6.2 Schottky-Kontakt
6.3 Halbleitergrenzflächen unter Beleuchtung
6.4 Heterokontakte
6.5 Charakterisierung von Grenzflächen:
6. Bauelemente
6.1 Solarzellen
6.2 LEDs und Halbleiterlaser
6.3 Strahlungsdetektoren
6.4 Transistoren
evtl. 6.5 CCDs
7. Nicht-kristalline Halbleiter
7.1 Amorphe Halbleiter
7.2 Organische Halbleiter
8. Quanteneffekte in Halbleitern
8.1 Superlattices und Quantendots
8.2 Quanten-Hall-Effekt
Literatur:
Yu, Cardona "Fundamentals of Semiconductors"
Seeger "Semiconductor Physics"
Pierret "Advanced Semiconductor Fundamentals"
Sze "Physics of Semiconductor Devices"
Mönch "Electronic Properties of Semiconductor Devices"
Bauer, Richter "Optical characterization of epitaxial semiconductor layers"
Weißmann, Hamantel "Grundlagen der Festkörperphysik" |
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20 301
- Ü - |
Übungen zu Festkörperphysik II
(2 SWS)
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(s. A.) |
Susanne Siebentritt |
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20 302
- V - |
Atom- und Molekülphysik II
(2 SWS)
Di 14.00-16.00 - SR E2 (1.1.53) |
(19.10.) |
Herbert Rinneberg |
ZIELGRUPPE
Studenten im Hauptstudium, Diplomanden und Doktoranden
ART DER DURCHFÜHRUNG
Vorlesung
VORAUSSETZUNG
Quantenmechanik I, Atom- und Molekülphysik I
INHALT
Atome in äußeren Feldern (revisited):
Lösung der Schrödinger Gleichung in parabolischen Koordinaten (Stark Effekt des H-Atoms)
Atome in starken äußeren Magnetfeldern (atomarer Diamagnetismus)
Kanäle und Resonanzen:
ungestörte/gestörte Rydbergserien
Autoionisations-Resonanzen, Fano-Beutler Profile,
Konfigurations- Wechselwirkung von Resonanzen,gebundene Zustände im Kontinuum
Optisches Pumpen:
optisches Pumpen von Alkali-Atomen
Erzeugung kernspinpolarisierter Edelgase, (Spinaustausch-Pumpen, "metastability exchange" Pumpen)
Anwendungen hyperpolarisierter Edelgase
Literatur:
Harald Friedrich "Theor. Atomphysik", Springer Lehrbuch, Springerverlag |
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20 320
- V - |
Nichtlineare Physik - Theorie und Anwendungen
(2 SWS) (4,00 cr)
Mi 10.00-12.00 - Arnimallee 14, SR T3 (1.3.48) |
(20.10.) |
Dirk Hennig |
ART DER DURCHFÜHRUNG
Vorlesung (2stdg.)
VORAUSSETZUNGEN
Inhalt der Kurse Physik I-IV.
Analysis, Funktionentheorie
INHALT
Dynamische Systeme
Integrabilität, Reguläres und irreguläres (chaotisches) Lösungsverhalten
Manifestation chaotischen Verhaltens in Quantensystemen
LITERATUR
A.J. Lichtenberg & M.A. Lieberman: "Regular and Chaotic Dynamics", Springer-Verlag
V.I. Arnold: "Mathematical Methods of Classical Mechanics", Springer-Verlag |
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20 322
- V - |
Grundlagen der molekularen Biophysik
(4 SWS)
Di, Do 16.00-18.00 - Arnimallee 14, SR E1 (1.1.26) |
(19.10.) |
Holger Dau |
ZIELGRUPPE
An Biophysik interessierte Physiker, Chemiker, Biochemiker und Biologen
ART DER DURCHFÜHRUNG
Vorlesung.
VORAUSSETZUNG
Vordiplom in Physik, Chemie, Biochemie oder Biologie.
INHALT
Ziel der Vorlesung ist die Vermittlung der biophysikalischen Grundlagen zur Beschreibung und zum Verständnis von Struktur, Dynamik und Funktion biologischer Moleküle. Einige Aspekte aus dem Bereich Bioinformatik werden angesprochen; biophysikalische Meßverfahren sind nicht das Thema dieser Biophysik-Vorlesung.
Stichworte zum Inhalt: Biologische Makromoleküle - eine kurze Einführung; Struktur komplexer Biomoleküle; Selbstorganisation von Proteinen und Membranen durch "hydrophobe Kräfte"; Ionen, Protonierung und Proteinelektrostatik; Temperatur und Proteindynamik; Grundlagen und "Tricks" der Molekülmechanik-Berechnungen; Proteinfaltung und Strukturvorhersagen; Enzymkinetik auf Einzelmolekül und makroskopischer Ebene; Grundlagen und Konzepte zur biologischen Katalyse; MD-Berechnungen zur Funktion von Proteinen; Motorenzyme und Bewegung auf Nanometerskalen.
LITERATUR
(1) Daume: "MOLEKULARE BIOPHYSIK", Vieweg Lehrbuch
(2) Cantor und Schimmel: "BIOPHYSICAL CHEMISTRY - Part I: The conformation of biological macromolecules", Freeman and Company, New York
(3) Bergethon: "THE PHYSICAL BASIS OF BIOCHEMISTRY - The Foundations of Molecular Biophysics", Springer Verlag
(4) Brooks, Karplus, Pettitt: "PROTEINS - A Theoretical Perspective of Dynamics, Structure, and Thermodynamics", Wiley-Interscience, John Wiley & Sons, New York
(5) Glaser, "BIOPHYSIK", Spektrum Akademischer Verlag (sehr breit und daher teilweise etwas zu wenig detailliert)
Hilfreich sind auch die ersten Kapitel fast aller Lehrbücher zur Biochemie. |
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20 323
- Ü - |
Übungen f. Physiker zu Grundlagen der molekularen Biophysik
(2 SWS)
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|
Holger Dau |
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20 330
- V - |
Einführung in die Allgemeine Relativitätstheorie
(2 SWS)
Do 14.00-16.00 - Arnimallee 14, SR E3 (1.4.31) |
(21.10.) |
Kurt Sundermeyer |
Die Allgemeine Relativitätstheorie (ART), so wie sie von Albert Einstein im November 1915 der Akademie der Wissenschaften in Berlin vorgestellt wurde, ist einerseits zeitlos und andererseits hochaktuell. Sie ist zeitlos, insofern als sie in der von Einstein aus wenigen Prinzipien entworfenen Wechselwirkung von Masse- und Energieverteilungen mit der Raum-Zeit-Geometrie uneingeschränkt gültig und alle experimentellen Überprüfungen mit bestechender Genauigkeit bestanden hat. Sie ist hochaktuell, wenn es z.B. aus der Sicht der Anwendung um das GPS, oder aber aus grundsätzlicher Sicht um unsere Vorstellungen über die Geschichte und Strukturentwicklung unseres Universums sowie um die Vereinheitlichung der bekannten fundamentalen Wechselwirkungen geht.
Albert Einstein und die ART stehen gerade in diesen Jahren erneut im Interesse der Öffentlichkeit: Mit dem im März 2004 begonnenen „Gravity Probe-B Experiment“ stehen neuartige Tests der ART an und 2005 wird das Einstein-Jahr begangen.
Obgleich die ART, wie die theoretische Physik der fundamentalen Wechselwirkungen allgemein, eine ungeheure mathematisch-geometrische Formulierung erfahren hat (Einstein würde darüber vermutlich erfreut sein), wird in dieser Vorlesung im wesentlichen „physikalisch“ argumentiert und auf tiefergehende differentialgeometrisch-topologische Aspekte lediglich verwiesen.
Inhalt und Gliederung
I. Einführung und Übersicht
Von der Newton`schen Gravitation und der Speziellen Relativitätstheorie zur Allgemeinen Relativitätstheorie (ART); heutiger Stand der ART, Konsequenzen der ART für die Astrophysik und Kosmologie, ART im Rahmen der Vereinheitlichung der Physik
II. Spezielle Relativitätstheorie und Minkowski Geometrie
III. Physikalische Grundlagen: Äquivalenzprinzip und Allgemeine Kovarianz
IV. Differentialgeometrische Grundlagen: Riemann Geometrie
V. Einstein´sche Feldgleichungen - Geometrodynamik
VI. Lösungen der Feldgleichungen
VII. Gravitationswellen
VIII. Experimentelle Bestätigungen der ART
klassische Tests, Gravitationslinsen, Thirring-Lense-Effekt
IX. Sternentwicklung
X. Gravitationskollaps und Schwarze Löcher
XI. Kosmologie
XII. Abrundung und Ausblick
u.a. moderne differentialgeometrische Methoden, kausale Strukturen, raumzeitliche Singularitäten, ART als Eichtheorie, Erweiterungen/Alternativen zur ART; Quantum Gravity
Voraussetzungen:
Vorlesungen Theoretische Mechanik und Elektrodynamik,
Basiskenntnisse „Spezielle Relativitätstheorie“
Literatur:
physikalisch-orientiert: Rindler
mathematisch-sauber: Wald
Weitere Literatur wird in der Vorlesung besprochen |
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20 324
- Ü - |
Übungen f. Bilogen/Biochem. zu Grundlagen der molekularen Biophysik
(2 SWS)
|
|
Michael Haumann |
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20 331
- Ü - |
Übungen zu Allgemeine Relativitätstheorie
(2 SWS)
Do 16.00-18.00 14-tägl. - Arnimallee 14, SR E3 (1.4.31) |
(28.10.) |
Kurt Sundermeyer |
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20 332
- V/Ü - |
Bose-Einstein-Kondensation
(2 SWS)
7.2.-25.2., 10.00-12.00 Block - Arnimallee 14, ExpR (1.3.30/31) |
(7.2.) |
Axel Pelster |
ZIELGRUPPE
Studierende der Physik im Hauptstudium
ART DER DURCHFÜHRUNG
Vorlesung mit Übungen
VORAUSSETZUNGEN
Quantentheorie I und Theorie der Wärme
INHALT
Funktionalintegralquantisierung,
kanonisches und großkanonisches Ensemble,
ideale und schwach wechselwirkende Bose-Gase in Fallen,
Superfluidität, Wirbel, kollektive Anregungen,
Spinor-Kondensat, Unordnung
LITERATUR
Ph. W. Courteille, V.S. Bagnato, and V.I. Yukalov,
Bose-Einstein Condensation of Trapped Atomic Gases,
Laser Physics 11, 659 (2001)
C.J. Pethick and H. Smith,
Bose-Einstein Condensation in Dilute Gases, Cambridge University Press (2002)
L.P. Pitaevskii and S. Stringari, Bose-Einstein Condensation, Oxford Science Publications (2003)
H. Kleinert, Path Integrals in Quantum Mechanics, Statistics and Polymer Physics, and Financial Markets, Third Edition, World Scientific (2003)
Vor Beginn der Blockveranstaltung wird ein Vorlesungsmanuskript zur Verfügung stehen:
Unterlagen http://www.theo-phys.uni-essen.de/tp/ags/pelster_dir |
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20 334
- V - |
Anregungen in Festkörpern und deren theoretische Beschreibung durch Response-Funktionen
(2 SWS)
5.10.-28.10., 8.00-10.00 Block - Arnimallee 14, ExpR (1.3.30/31)
(freitags keine Veranstaltung) |
(5.10.) |
Dirk Manske |
Inhalt
(1) Grundlagen: Greens Funktionen, grundlegende Experimente, grundlegende Techniken der Vielteilchentheorie
(2) Response-Theorie: Lineare Antworttheorie, Korrelationsfunktionen, Mittlere-Feld Theorie, exakt lösbare Modelle
(3) Anwendungen: Theorie der Metalle, Magnetismus, BCS-Theorie der Supraleitung, Theorie des Transports (Kubo-Formel), (inelastische Licht-) Raman-Streuung, Einfuehrung in aktuelle Probleme der Festkoerperforschung
Bemerkung
Diese Vorlesung (Blockveranstaltung) richtet sich an theoretisch interessierte Studenten nach dem Vordiplom, Diplomanden und Doktoranden. Anhand einfacher wichtiger Beispiele wird gezeigt, wie Response-Theorie entwickelt und angewendet wird. Grundlegende
Lehrbuch-Formeln werden abgeleitet und Grenzfaelle diskutiert.
Vorraussetzungen
Quantentheorie I, Einfuehrung in die Festkoerperphysik
Uebungen
nach Vereinbarung (2 mal pro Woche)
Literatur
wird in der Vorlesung bekanntgegeben, Vorlesungsskript |
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20 335
- Ü - |
Übungen zu Anregungen in Festkörpern und deren theoretische Beschreibung
(1 SWS)
|
(s. A.) |
Dirk Manske |
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20 336
- V - |
Statistische Physik
(2 SWS)
Fr 10.00-12.00 - Arnimallee 14, FB-Raum (1.1.16) |
(22.10.) |
Boris Kastening |
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20 337
- Ü - |
Übungen zu Statistische Physik
(1 SWS)
|
(s. A.) |
Boris Kastening |
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20 361
- V - |
Einführung in die Astronomie und Astrophysik I
(2 SWS) (4,00 cr)
Di 12.00-14.00 - Arnimallee 14, FB-Raum (1.1.16) |
(19.10.) |
Beate Patzer |
ZIELGRUPPE
Pflichtvorlesung für Studenden, die Astronomie als Wahlpflichtfach in der Diplomprüfung wählen. Sonstige Studierende mit Interesse an Astronomie und Astrophysik.
ART DER DURCHFÜHRUNG
Zweistündige Vorlesung
VORAUSSETZUNG
Grundkenntnisse in Physik und Mathematik.
INHALT
Astronomische Koordinaten, Beobachtungsmethoden, Instrumente, Planetensystem,
Zustandsgrößen der Sterne, Sonne, Sternatmosphären, innerer Aufbau und Entwicklung der Sterne, veränderliche Sterne.
LITERATUR
- H.H. Voigt: "Abriß der Astronomie", Bibliogr. Institut Mannheim, 3. Aufl., 1980
- A. Unsöld, B. Baschek: "Der neue Kosmos", Springer Verlag, Berlin, 3. Aufl., 1980 |
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20 363
- V - |
Strahlungsprozesse in der Astrophysik
(1 SWS) (2,00 cr)
Mi 10.00-12.00 14-tägl. - Arnimallee 14, SR E3 (1.4.31) |
(20.10.) |
Axel Schwope |
ZIELGRUPPE
Studenten, die Astrophysik als Wahlpflichtfach im Hauptstudium wählen. Sonstige
Studierende mit Interesse an Astronomie und Astrophysik.
ART DER DURCHFÜHRUNG
Zweistündige weiterführende Vorlesung.
VORAUSSETZUNG
Grundkenntnisse in Physik und Mathematik. Kenntnis der Vorlesungen "Einführung
in die Astronomie und Astrophysik I und II" erwünscht.
INHALT
Strahlung und Strahlungstransport, Schwarkörperstrahlung, klassische Theorie: Strahlung bewegter Ladung (Brems-Synchrotronstrahlung, Comptonisierung), Quantentheorie (Atomstruktur, Auswahlregeln, Liniendiagnostik) |
| |
20 365
- V - |
Interstellare Gaswolken
(2 SWS) (2,00 cr)
Mi 16.00-18.00 - Hardenbergstr. 36, Physik-Neubau der TU, Hs PN 114
(s.A.) |
(20.10.) |
Michael Hegmann |
ZIELGRUPPE
Studenten, die Astrophysik als Wahlpflichtfach im Hauptstudium wählen. Sonstige
Studierende mit Interesse an Astronomie und Astrophysik.
ART DER DURCHFÜHRUNG
Zweistündige weiterführende Vorlesung.
VORAUSSETZUNG
Grundkenntnisse in Physik und Mathematik. Kenntnis der Vorlesungen "Einführung
in die Astronomie und Astrophysik I und II" erwünscht.
INHALT
Strahlung und Strahlungstransport, Schwarkörperstrahlung, klassische Theorie: Strahlung bewegter Ladung (Brems-Synchrotronstrahlung, Comptonisierung), Quantentheorie (Atomstruktur, Auswahlregeln, Liniendiagnostik) |
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20 366
- V - |
Astronomische Beobachtungsmethoden
(2 SWS) (2,00 cr)
Di 14.00-16.00 - Hardenbergstr. 36, Physik-Neubau der TU, Hs PN 114
(s.A.) |
(19.10.) |
Heike Rauer |
ZIELGRUPPE
Studenten, die Astrophysik als Wahlpflichtfach im Hauptstudium wählen. Sonstige
Studierende mit Interesse an Astronomie und Astrophysik.
ART DER DURCHFÜHRUNG
Zweistündige weiterführende Vorlesung.
VORAUSSETZUNG
Grundkenntnisse in Physik und Mathematik. Kenntnis der Vorlesungen "Einführung
in die Astronomie und Astrophysik I und II" erwünscht.
INHALT
Teleskope, Instrumente, Beobachtung astronomischer Objekte in verschiedenen Wellenlängenbereichen, Datenreduktion, Beispiele für Datenanalyse. |
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20 367
- V - |
Staubhüllen
(2 SWS) (2,00 cr)
Do 14.00-16.00 - Hardenbergstr. 36, Physik-Neubau der TU, Hs PN 203
(s.A.) |
(21.10.) |
Erwin Sedlmayr |
ZIELGRUPPE
Studenten, die Astrophysik als Wahlpflichtfach im Hauptstudium wählen. Sonstige
Studierende mit Interesse an Astronomie und Astrophysik.
ART DER DURCHFÜHRUNG
Zweistündige weiterführende Vorlesung.
VORAUSSETZUNG
Grundkenntnisse in Physik und Mathematik. Kenntnis der Vorlesungen "Einführung
in die Astronomie und Astrophysik I und II" erwünscht.
INHALT
Staubhüllen als dynamische Multikomponentensysteme, selbstkonsistente Formulierung, Staubentstehungstheorien, Strahlungstransport, Chemie, Gleichgewichtsfragen, Instabilitäten und Regelkreise, Beispiele: Sternwinde, episodische Phänomene, kosmischer Materiekreislauf. |
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20 369
- V - |
Entstehung von Planeten- und Satellitensystemen
(2 SWS) (2,00 cr)
Fr 10.00-12.00 - Arnimallee 14, SR E3 (1.4.31) |
(22.10.) |
Diedrich Möhlmann |
ZIELGRUPPE
Studenten, die Astrophysik als Wahlpflichtfach im Hauptstudium wählen. Sonstige
Studierende mit Interesse an Astronomie und Astrophysik.
ART DER DURCHFÜHRUNG
Zweistündige weiterführende Vorlesung.
VORAUSSETZUNG
Grundkenntnisse in Physik und Mathematik. Kenntnis der Vorlesungen "Einführung
in die Astronomie und Astrophysik I und II" erwünscht.
INHALT
Definition von Planeten, Zwei- und Dreikörperproblem, Gezeiten als Grundlagen, Entstehungsszenarien, charakterist. Eigenschaften entwickelter quasi-koplanarer Satellitensysteme um einen massiven Zentralkörper, Impakt- bzw. Gezeitenmodelle, Rotationsinstabilitäten, Zerfallshypothesen, Bode-Titius-Gesetz, Resonanz-
Synchronisations-Modelle, Akkretionstheorien, Plasmatheorien, Protoplaneten- Theorien, moderne (numerische) Disk-Modelle, astronomische Befunde. |
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20 371
- P - |
Astrophysikalisches Praktikum I
(4 SWS) (4,00 cr)
Mi 14.00-18.00 - Schwendenerstr.1, Hs 1.10 |
(20.10.) |
Claudia Dreyer |
ZIELGRUPPE
Pflichtveranstaltung für Studenden, die Astronomie als Wahlpflichtfach in der Diplomprüfung wählen.
Sonstige Studierende mit Interesse an Astronomie und Astrophysik.
ART DER DURCHFÜHRUNG
Vierstündiges Praktikum.
Arbeit in kleinen Gruppen an astronomischen Praktikumsaufgaben.
VORAUSSETZUNG
Grundkenntnisse in Physik und Mathematik.
INHALT
Einführung in die Grundlagen der astrophysikalischen Mess- und Auswertetechnik, Aufsuchen astronomischer Objekte, Koordinatenbestimmung, Rotation der Sonne, Klassifikation von Sternspektren, Radialgeschwindigkeiten und Rotation von Sternen, Bestimmung der Systemparameter von Bedeckungsveränderlichen, Mitte-Rand- Variation der Sonne, Rotation der Milchstraße, ....
SONSTIGE BEMERKUNGEN
Anmeldung erbeten. |
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20 373
- P - |
Astrophysikalisches Praktikum II (Numerikum)
(4 SWS) (4,00 cr)
Mo 16.00-20.00 - Hardenbergstr. 36, Physik-Neubau der TU, Hs PN 182
(s.A.) |
(18.10.) |
Sime Pervan |
ZIELGRUPPE
Studenten, die Astronomie als Wahlpflichtfach in der Diplomprüfung wählen. Sonstige Studierende mit Interesse an Astronomie und Astrophysik.
ART DER DURCHFÜHRUNG
Vierstündiges weiterführendes Praktikum.
Arbeit in kleinen Gruppen an speziellen astronomischen und astrophysikalischen Aufgaben.
Arbeitszeiten weitgehend nach Vereinbarung mit wetterabhängigen Abend- und Nachtbeobachtungen.
VORAUSSETZUNG
Teilnahme am Astrophysikalischen Praktikum I.
INHALT
Weiterführendes Praktikum: Grundgleichungen des Sternaufbaus, Stabilitätseigenschaften gewöhnlicher Differentialgleichungen, Numerik (Finitive Differenzen, Integratoren und Schießverfahren), Astrophysikalische Anwendung (Hauptreihe, solares Neutrinospektrum), Projektmanagement, Präsentationstechnik. |
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20 375
- S - |
Astrophysikalisches Seminar
(2 SWS) (2,00 cr)
Di 16.00-18.00 - Hardenbergstr. 36, Physik-Neubau der TU, Hs PN 114
(s.A.) |
(19.10.) |
Erwin Sedlmayr |
ZIELGRUPPE
Studenten, die Astronomie als Wahlpflichtfach in der Diplomprüfung wählen.
Sonstige Studierende mit Interesse an Astronomie und Astrophysik.
ART DER DURCHFÜHRUNG
Vorträge von Studenten. Betreuung durch Hochschuhllehrer und Assistenten.
VORAUSSETZUNG
Kenntnis der Vorlesungen "Einführung in die Astronomie und Astrophysik I und II".
Möglichst bereits Besuch der Praktika und / oder weiterführender Vorlesungen.
INHALT
Ausgewählte Themen aus dem Gebiet der Astronomie und Astrophysik. |
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20 377
- S - |
Astrophysikalisches Seminar für Diplomand/inn/enen und Doktorand/inn/en
(3 SWS)
Fr 13.00-16.00 - Hardenbergstr. 36, Physik-Neubau der TU, Hs PN 114
(s.A.) |
(22.10.) |
Erwin Sedlmayr |
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838- 51403.