Alle Lernmaterialien für deinen Kurs Experimentalphysik 4: Atom- und Molekülphysik

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Universität Erlangen-Nürnberg

Bachelor of Science Physik

Prof. Dr.

2024

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Experimentalphysik 4: Atom- und Molekülphysik - Cheatsheet
Experimentalphysik 4: Atom- und Molekülphysik - Cheatsheet Bohrsches Atommodell Definition: Bohrsches Atommodell beschreibt Elektronenbahnen um den Atomkern in diskreten Energieniveaus. Es erklärt spektrale Linien von Wasserstoff. Details: Elektronen bewegen sich auf festen Bahnen (Schalen) um den Kern Übergänge zwischen Bahnen führen zu Emission oder Absorption von Photonen Energieniveaus quantis...

Experimentalphysik 4: Atom- und Molekülphysik - Cheatsheet

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Experimentalphysik 4: Atom- und Molekülphysik - Exam
Experimentalphysik 4: Atom- und Molekülphysik - Exam Aufgabe 1) Im Rahmen des bohrschen Atommodells bewegen sich Elektronen auf festen Bahnen (Schalen) um den Atomkern. Diese Bahnen sind diskreten Energieniveaus zugeordnet, die durch die quantisierte Formel E_n = - \frac{13,6 \text{ eV}}{n^2} beschrieben werden. Der Bohr’sche Radius gibt die Größe der Bahnen an und ist definiert als r_n = ...

Experimentalphysik 4: Atom- und Molekülphysik - Exam

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Was beschreibt das Bohrsche Atommodell?

Wie lautet die Formel für die quantisierten Energieniveaus im Bohrschen Atommodell?

Was passiert beim Übergang eines Elektrons zwischen Bahnen im Bohrschen Modell?

Was demonstriert der Franck-Hertz-Versuch?

Bei welcher Spannung tritt der erste Stromabfall im Franck-Hertz-Versuch auf?

Was wird im Franck-Hertz-Versuch gemessen?

Was beschreibt das Rotationsspektrum in Molekülen?

Wie lautet die Bedingung für Übergänge in der Schwingungsspektroskopie?

Welche Formel beschreibt die Rotationskonstante \( B \)?

Was untersucht die Infrarot- und Raman-Spektroskopie?

Was ist ein charakteristisches Merkmal der IR-Spektroskopie?

Welche Methode ist empfindlich für eine Polarisierbarkeitsänderung?

Was beschreibt die zeitabhängige Schrödinger-Gleichung in der Quantenmechanik?

Was beschreibt die zeitunabhängige Schrödinger-Gleichung?

Welche wichtigen Lösungen der Schrödinger-Gleichung werden im Kurs behandelt?

Was beschreibt die Heisenbergsche Unschärferelation?

Wie lautet die mathematische Formulierung der Heisenbergsche Unschärferelation?

Was ist das Plancksche Wirkungsquantum?

Was ist die Definition der hochauflösenden Spektroskopie?

Welche wichtigen Techniken gehören zur hochauflösenden Spektroskopie?

Welche Effekte müssen bei der hochauflösenden Spektroskopie berücksichtigt werden?

Was ist Absorption im Kontext der Lichtwechselwirkung mit Festkörpern?

Beschreibe die Brechung von Licht an der Grenze zwischen zwei Medien.

Welche Rolle spielen Quanteneffekte in der Wechselwirkung von Licht mit Festkörpern?

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Diese Konzepte musst du verstehen, um Experimentalphysik 4: Atom- und Molekülphysik an der Universität Erlangen-Nürnberg zu meistern:

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Atommodelle und Spektren

Dieser Abschnitt behandelt verschiedene Theorien und Modelle zur Struktur von Atomen und den Ursprung der Atomspektren.

  • Bohrsches Atommodell
  • Rutherfordsches Streuversuch-Modell
  • Spektroskopische Untersuchungsmethoden
  • Franck-Hertz-Versuch
  • Atomare Übergänge und Emissionsspektren
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Molekülstrukturen und -spektren

Dieser Teil konzentriert sich auf die Struktur von Molekülen und die speziellen Spektren, die durch molekulare Übergänge entstehen.

  • Bindungstheorien und Molekülorbitale
  • Rotations- und Vibrationsspektren
  • Infrarot- und Raman-Spektroskopie
  • Elektronische Übergänge in Molekülen
  • Anwendung in der chemischen Analyse
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Quantentheorie der Atome und Moleküle

Die Quantentheorie wird hier im Detail besprochen, beginnend mit den Grundprinzipien bis hin zur komplexen Struktur von Atomen und Molekülen.

  • Grundlagen der Quantenmechanik
  • Schrödinger-Gleichung und ihre Lösungen
  • Heisenbergsche Unschärferelation
  • Quantenzustände und Übergänge
  • Mehr-Elektronen-Systeme
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Laserspektroskopie

In diesem Abschnitt werden die Prinzipien der Laserspektroskopie und deren Anwendungen in der modernen Physik erörtert.

  • Grundlagen der Laserphysik
  • Erzeugung von Laserlicht
  • Anwendung von Lasern in der Spektroskopie
  • Hochauflösende Spektroskopie
  • Laseranregte Fluoreszenz
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Wechselwirkung von Strahlung und Materie

Hier werden die grundlegenden Interaktionen zwischen elektromagnetischer Strahlung und Materie beschrieben.

  • Grundlagen der elektromagnetischen Strahlung
  • Absorptions- und Emissionsprozesse
  • Einfluss von Strahlung auf Quantenzustände
  • Mössbauer-Spektroskopie
  • Wechselwirkung von Licht mit Festkörpern
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Alles Wichtige zu diesem Kurs an der Universität Erlangen-Nürnberg

Experimentalphysik 4: Atom- und Molekülphysik an Universität Erlangen-Nürnberg - Überblick

Die Vorlesung 'Experimentalphysik 4: Atom- und Molekülphysik' an der Universität Erlangen-Nürnberg bietet Dir eine umfassende Einführung in die faszinierende Welt der Atom- und Molekülphysik. In diesem Kurs wirst Du grundlegende Konzepte und fortgeschrittene Themen kennenlernen, die Dich sowohl theoretisch als auch praktisch auf diesem Gebiet vorbereiten. Die Kombination aus Vorlesungen, Übungen und Laborpraktika sorgt dafür, dass Theorie und Praxis optimal verbunden werden und Du ein tiefgehendes Verständnis der Materie erlangst.

Wichtige Informationen zur Kursorganisation

Kursleiter: Prof. Dr.

Modulstruktur: Die Vorlesung 'Experimentalphysik 4: Atom- und Molekülphysik' besteht aus einem theoretischen und einem praktischen Teil. Der theoretische Teil deckt die Grundlagen der Atom- und Molekülphysik ab, dabei werden insgesamt etwa 4 Stunden pro Woche Vorlesung und weitere 2 Stunden Übungen eingeplant. Der praktische Teil umfasst Laborübungen und Experimente, sowie ein Grundlagenpraktikum, welches etwa 3 Stunden pro Woche in Anspruch nimmt. Insgesamt sind 9 Credits zu erlangen, was 90 Stunden Präsenzzeit und 90 Stunden Selbststudium für die Vorlesung, sowie 90 Stunden Aufwand für das Praktikum beinhaltet.

Studienleistungen: Am Ende der Vorlesung wird entweder eine schriftliche oder mündliche Prüfung abgehalten, um das Wissen der Studierenden zu testen. Zusätzlich müssen 6 Versuchstestate im Praktikum erfolgreich absolviert werden (unbenotet), während die Prüfungsleistung aus einer mündlichen Prüfung besteht (benotet).

Angebotstermine: Die Vorlesung wird in der Regel im Sommersemester angeboten.

Curriculum-Highlights: Atommodelle und Spektren, Molekülstrukturen und -spektren, Quantentheorie der Atome und Moleküle, Laserspektroskopie

So bereitest Du Dich optimal auf die Prüfung vor

Beginne frühzeitig mit dem Lernen, idealerweise schon zu Beginn des Semesters, um Dir die nötige theoretische Basis anzueignen.

Nutze verschiedene Ressourcen, wie Bücher, Übungsaufgaben, Karteikarten und Probeklausuren, um dein Wissen zu vertiefen.

Schließe Dich Lerngruppen an und tausche Dich mit anderen Studierenden aus, um gemeinsam Lösungsstrategien zu entwickeln.

Vergiss nicht, regelmäßige Pausen einzulegen und in diesen Zeiten komplett abzuschalten, um eine Überbelastung zu vermeiden.

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