Theoretische Physik II:
Quantenmechanik

Hier gibt es die Zusammenfassungen der Vorlesung abschnittsweise als PDF-Datei zum Download.

Hierzu aber gleich eine Warnung: Dies ersetzt weder die Teilnahme an der Vorlesung noch die eigenständige Auseinandersetzung mit dem Stoff unter Zuhilfenahme zusätzlicher Literatur!

	Kapitel	Summary
	Vorspann Titel - Inhaltsverzeichnis
1.	Ursprung der Quantentheorie Vorbemerkungen - Schlüsselexperimente - Sternstunden der Theorie
2.	Formalismus der Quantenmechanik Vektoren und Hilbertraum - Lineare Operatoren - Eigenwertproblem und Darstellungen - Kommutatoren und simultane Eigenbasen
3.	Postulate der Quantenmechanik Die Postulate - Darstellungen und Wellenfunktionen - Zeitentwicklung und stationäre Zustände - Messungen und Vorhersagen
4.	Einfache eindimensionale Probleme Allgemeine Problemstellung - Freies Teilchen - Stückweise konstante Potentiale - Potentialtopf - Potentialbarriere
5.	Harmonischer Oszillator Grundlagen - Eigenwertproblem in Ortsdarstellung - Algebraische Lösung
6.	Bahndrehimpuls und Spin Bahndrehimpuls - Eigenwertproblem: allgem. Drehimpuls - Eigenwertproblem: Bahndrehimpuls - Spin - Drehimpulskopplung
7.	Dreidimensionale Probleme Zentralkraftprobleme - Wasserstoffatom
8.	Störungstheorie Zeitunabhängige Störungstheorie - Feinstruktur im Wasserstoffspektrum

Wir organisieren insgesamt 7 Übungsgruppen an den folgenden Terminen:

Gruppe	Termin	Raum	Betreuer/in	Kommentar
A	Do. 13:30-15:10	S1 03/126	Moritz Theis
B	Do. 13:30-15:10	S2 15/409K	Zoe Heck
C	Do. 8:00-9:40	S1 15/127	Timothy George Backert
D	Do. 8:00-9:40	S1 03/25	Philipp Quoß
E	Fr. 11:40-13:20	S1 01/A3	Denise Schwarz
F	Fr. 11:40-13:20	S1 03/126	Maurice Brezavsek
G	Fr. 11:40-13:20	S1 05/22	Timon Feldbusch

 

Hier finden Sie die Übungblätter zu den Übungen. Die Musterlösungen werden in der jeweils folgenden Woche bereitgestellt.

Datum	Titel	Aufgaben	Musterlösung
20.10.	1. Übung Dirac Notation - Dyadische Produkte - Ungleichungen
27.10.	2. Übung Hermitesch adjungierte Operatoren - Exponential eines Operators - Spuren - Eigenwertproblem
3.11.	3. Übung Baker-Campbell-Hausdorff-Relationen - Eigenwertproblem eines hermiteschen Operators (zur Abgabe bis 11.11.)
10.11.	4. Übung Unschärferelation - Kommutator-Algebra - Ideale Messungen
17.11.	5. Übung Eigenwertproblem in Ortsdarstellung - Spin im Magnetfeld
24.11.	6. Übung Zeitentwicklung im kubischen Hohlraum - Kontinuitätsgleichung - Gaußsches Wellenpaket (zur Abgabe bis 2.12.)
1.12.	7. Übung Translation und Ortsdarstellung des Impulsoperators - Zeitentwicklung von Erwartungswerten - Zeitentwicklung des Wellenpakets
8.12.	8. Übung Parität - Expandierendes Kastenpotential - Potentialstufe
15.12.	9. Übung WKB-Näherung - Neutrino-Oszillationen (zur Abgabe bis 13.01.)
22.12.	10. Übung Harmonischer Oszillator in Impulsdarstellung - Gekoppelte Oszillatoren
12.01.	11. Übung Rotationen im Ortsraum - Hellmann-Feynman-Theorem - Spin-Algebra
19.01.	12. Übung Eigenschaften der Clebsch-Gordan-Koeffizienten - Gesamtspin zweier Teilchen - Spin-Spin-Wechselwirkung
26.01.	13. Übung Sphärischer harmonischer Oszillator - Sphärischer Potentialtopf (zur Abgabe bis 3.02.)
2.02.	14. Übung Zeeman-Effekt und Feinstruktur - Harmonischer Oszillator mit quadratischer Störung

Hier können sie ergänzende Mathematica-Notebooks zu den Inhalten der Vorlesung herunterladen. Speichern sie das File in ihrem Home-Verzeichnis bzw. einem geeigenten Unterverzeichnis und öffnen sie es anschließend im Mathematica-Frontend.

Datum	Titel	Notebook
S01	Wellenpaketdynamik (zu Abschnitt 4.2) Freies Teilchen - Entwicklung in Eigenfunktionen - Zeitentwicklung eines Gaußschen Wellenpaketes
S02	Potentialtopf (zu Abschnitt 4.4) Energiequantisierung der Bindungszustände - Wellenfunktionen

• Die erste Klausur findet am Montag, den 6. März 2023, von 9:00 bis 11:00 Uhr statt.
• Die zweite Klausur findet am Donnerstag, den 30. März 2023, von 13:00 bis 15:00 Uhr statt.

Es gibt eine ganze Reihe sehr guter Lehrbücher zur Quantenmechanik. Sie haben daher die Möglichkeit, ein Ihrem Geschmack am ehesten entsprechendes Buch auszuwählen. Ich werde mich bei der Vorbereitung der Vorlesung hauptsächlich auf folgende Bücher stützen:

• R. Shankar - Principles of Quantum Mechanics
  Springer (1994) - ISBN 978-0-306-44790-7 - E-Book
• J.J. Sakurai - Modern Quantum Mechanics
  Cambridge Univ. Press (2020) - ISBN 9781108473224
• W. Nolting - Grundkurs theoretische Physik, Band 5 / 1 & 2
  Springer (2013 & 2015) - ISBN 978-3-642-25402-4 & 978-3-662-44229-6 - E-Book & E-Book

Es gibt noch eine große Zahl anderer Werke, die ich für sehr gelungen halte und mit denen Sie problemlos durch die Vorlesung kommen können:

• C. Cohen-Tannoudji, B. Diu, F. Laloe - Quantenmechanik, Teil I & II
  de Gruyter (1999) - ISBN 3110164582 & 3110164590
• F.S. Levin - An Introduction to Quantum Theory
  Cambridge Univ. Press (2002) - ISBN 0521598419
• B.H. Bransden, C.J. Joachain - Quantum Mechanics
  Prentice Hall (2000) - ISBN 0582356911
• N. Zettili - Quantum Mechanics: Concepts and Applications
  Wiley (2001) - ISBN 0471489441