Struktur der Materie

Modulziele

Verständnis für grundlegende Verfahren der theoretischen Physik und der Modellbildung, insbesondere zur Anwendung einfacher theoretischer Verfahren auf Fragestellungen der Umweltwissen-schaften.
Kenntnis grundlegender Begriffe, Phänomene und Methoden der Atom- und Molekülphysik, der Festkörperphysik und der Kernphysik und Befähigung, einfache Aufgaben dieser Fach-gebiete selbständig zu lösen.
Anwendungsorientierte Kenntnisse zur Datenerhebung und statistischen Auswertung.
Praktische Kenntnisse zur numerischen Modellierung sowie zur Datenerhebung und statisti-schen Auswertung.

Modulinhalte

Struktur der Materie
Klassische Atommodelle, Photoelektrischer Effekt, Welle-Teilchen-Dualismus, Compton-Streuung, Strahlungsgesetze, Wasserstoffatom, Wellenfunktion, Quantisierung der Energie, Bahndrehimpuls, Spin des Elektrons, Spin-Bahn-Kopplung, Magnetisches Moment, Zeeman-Effekt, Feinstruktur des Wasserstoffspektrums mit Auswahlregeln, Pauliprinzip, Periodensystem der Elemente, Chemische Bindungen, Molekülorbitale, Elektronische Zustände, Rotati-on, Schwingung, Bindungskräfte im Festkörper, Kristallstrukturen, Messmethoden, Elastische Eigenschaften von Kristallen, Spezifische Wärme, Freies Elektronengas, Bandstrukturen, Halbleiter, Dotierung, pn-Übergang, Magnetismus, Supraleitung, Ladung, Größe und Masse von Atomkernen, Nukleonen, Isotope, Bindungsenergien, Kernkräfte, Kernreaktionen, Kernspaltung (Uran), Kernfusion, Elementarteilchen, Quark-Modell, Standardmodell der Teilchenphysik.