E4-E4p: Atom und Molekülphysik – Über die Vorlesung

Über den Inhalt der Vorlesung

Ziel der Vorlesung ist es, die Grundlagen des Aufbaus von Atomen zu vermitteln und dabei die Wechselwirkungen und Energieniveaus in Atomen und Molekülen zu diskutieren. Ein besonderer Schwerpunkt soll auf die Licht-Atom Wechselwirkung gelegt werden, um z. B. die Ramsey Methode und die Funktionsweise von modernen Atomuhren erklären zu können. Der Stoff der Quantenmechanik soll hier zum ersten Mal an praktischen Beispielen vertieft und gefestigt werden. Darüber hinaus werden Anwendungen der Atomphysik in modernen Gebieten wie Laserkühlung, Atominterferometer, ultrakalte Gase und Bose-Einstein-Kondensation behandelt.

Voraussetzungen

Die Atomphysik verwendet Wissen und Konzepte aus diversen anderen Teilen der Physik die Sie hoffentlich schong gehört haben, davon Mechanik, Elektrodynamik, und insbesondere auch Quantenmechanik. Es gibt keine formale Voraussetzung für das Bestehen der Quantenmechanik, aber Sie sollten einigermaßen Kenntnisse der QM haben, also typischerweise die T2-Vorlesung (Quantenmechanik 1) erfolgreich gehört haben.

Hinweise für E4P-Studierende

Für Studierende der Bachelor-Plus-Studiengänge wurden einige Themen aus der Vorlesung herausgenommen. Dies wird Ihnen immer rechtzeitig vorher mitgeteilt. Die Themen können Sie auch der Themenliste entnehmen, die zu Beginn der Vorlesung (In 'Vorlesungsmaterial') veröffentlicht wird

Weiterführende Informationen

Wiederholung Quantenmechanik

Karl-Heinz Mantel hat ein schönes Skript zur Einführung in die Basis der Quantenmechanik geschrieben, welches in früheren Semestern Nebenfach-Studenten helfen sollte, die vor der E4 keine QM gehört hatten - was allerdings nach den neueren Studienordnungen eigentlich nicht mehr vorgesehen ist. Aber es kann nützlich sein zur Wiederholung, zusammen mit Ihrem eigentlichen QM Skrtipt. Sie können es hier herunterladen.

Weitere Literatur zur Vorlesung Atom- und Molekülphysik

Allgemeine Lehrbücher

• B.H. Bransden & C.J. Joachain - Physics of Atoms and Molecules

Erschienen bei Prentice Hall - Preis ca. 55€

Sehr umfangreiches Atomphysik Lehrbuch in Englisch. In der neuesten Ausgabe werden auch moderne Themen der Laserkühlung etwas genauer besprochen. Wegen seines großen Umfangs eignet es sich eher als Nachschlagewerk.

• H. Haken & H.C. Wolf - Atom- und Quantenphysik

Erschienen bei Springer - Preis ca. 50€

Didaktisch gelungenes Atomphysik Lehrbuch. Ein Klassiker für Atomphysikvorlesungen, der in der neuesten Auflage auch mit einigen modernen Themen aufgewertet wurde. Auch wenn diese nicht sehr detailliert besprochen werden, so kann dieses Lehrbuch doch als Einstieg sehr empfohlen werden!

• Ch. Foot - Atomic Physics, Oxford University Press (Dieses Buch finden Sie, wie viele andere, auch als e-book auf den Seiten der Unibibliothek)

• W. Demtröder - Experimentalphysik 3 Atome, Moleküle und Festkörper

Erschienen bei Springer - Preis ca. 45 € (Dieses Buch finden Sie, wie viele andere, auch als e-book auf den Seiten der Unibibliothek)

Einführendes Lehrbuch zur Atom-, Molekül- und Festkörperphysik. Didaktisch und graphisch sehr ansprechend aufbereitet und als Einstieg sehr zu empfehlen. Der Stoffumfang ist jedoch eher auf das dritte Semester hin ausgelegt.

• G.K. Woodgate- Elementary Atomic Structure

Erschienen bei Oxford Science Publications - Preis ca. 93€

Ein kurzes und knappes aber gleichzeitig doch sehr umfassendes Buch zur Atomstruktur. Leider nur noch schwer erhältlich, aber man findet oft noch gebrauchte Exemplare, die dann auch billiger sind.

Speziellere Literatur:

• L. Allen and J.H. Eberly - Optical Resonance and Two-Level Atoms

Sehr schöne kurze Zusammenfassung der Licht-Atom Wechselwirkung in einem "Zwei-Niveau" Atom. Ein echter Klassiker und sehr zum Einstieg zu empfehlen auch wegen seines günstigen Preises.

• C. Cohen-Tannoudji, J. Dupont-Roc, and G. Grynberg - Atom Photon Interactions

Erschienen bei Wiley-Interscience - Preis ca. 78 €

Wesentlich detaillierter behandelt dieses Buch die Licht-Atom Wechselwirkung. Aufgrund seines Umfangs eher für den speziell Interessierten zu empfehlen, da doch etwas teuer. In dem Buch wird insbesondere die von Claude Cohen-Tannoudji eingeführte "Dressed-State" Sichtweise der Licht-Atom Wechselwirkungen gut eingeführt.

• H.J. Metcalf & P. van der Straten - Laser Cooling and Trapping

Erschienen bei Springer - Preis ca. 35€

Gutes Lehrbuch zum Einstieg in Laserkühlung und Atomfallen. Am Anfang des Buches wird auch eine gute Zusammenfassung der Licht-Atom Wechselwirkung im Zwei-Niveau System gegeben. Seit dem Erscheinungsdatum des Buches (1999) ist jedoch schon so viel Neues auf dem Gebiet passiert, dass es "nur" für einen Einstieg in das Gebiet verwendet werden kann. Ansonsten wärmstens zu empfehlen !