Suchergebnis: Katalogdaten im Herbstsemester 2016
Physik Bachelor  | ||||||
 Bachelor-Studium (Studienreglement 2016) | ||||||
| Basisjahr | ||||||
| » Obligatorische Fächer des Basisjahres | ||||||
| » GESS Wissenschaft im Kontext | ||||||
| » Ergänzende Fächer | ||||||
| Obligatorische Fächer des Basisjahres | ||||||
| Basisprüfungsblock 1 | ||||||
| Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 401-1151-00L | Lineare Algebra I | O | 7 KP | 4V + 2U | M. Akveld | |
| Kurzbeschreibung | Einführung in die Theorie der Vektorräume für Studierende der Mathematik und der Physik: Grundlagen, Vektorräume, lineare Abbildungen, Lösungen linearer Gleichungen und Matrizen, Determinanten, Endomorphismen, Eigenwerte und Eigenvektoren. | |||||
| Lernziel | - Beherrschung der Grundkonzepte der Linearen Algebra - Einführung ins mathematische Arbeiten | |||||
| Inhalt | - Grundlagen - Vektorräume und lineare Abbildungen - Lineare Gleichungssysteme und Matrizen - Determinanten - Endomorphismen und Eigenwerte | |||||
| Literatur | - H. Schichl und R. Steinbauer: Einführung in das mathematische Arbeiten. Springer-Verlag 2012. Siehe: http://link.springer.com/book/10.1007%2F978-3-642-28646-9 - G. Fischer: Lineare Algebra. Springer-Verlag 2014. Siehe: http://link.springer.com/book/10.1007/978-3-658-03945-5 - K. Jänich: Lineare Algebra. Springer-Verlag 2004. Siehe: http://link.springer.com/book/10.1007/978-3-662-08375-8 - S. H. Friedberg, A. J. Insel und L. E. Spence: Linear Algebra. Pearson 2003. Link - R. Pink: Lineare Algebra I und II. Skript. Siehe: https://people.math.ethz.ch/%7epink/ftp/LA-Zusammenfassung-20150901.pdf | |||||
| 402-1701-00L | Physik I | O | 7 KP | 4V + 2U | A. Wallraff | |
| Kurzbeschreibung | Diese Vorlesung stellt eine erste Einführung in die Physik dar. Der Schwerpunkt liegt auf klassischer Mechanik, zusammen mit einer Einführung in die Wärmelehre. | |||||
| Lernziel | Aneignung von Kenntnissen der physikalischen Grundlagen in der klassischen Mechanik und Waermelehre. Fertigkeiten im Lösen von physikalischen Fragen anhand von Übungsaufgaben. | |||||
| 252-0847-00L | Informatik | O | 5 KP | 2V + 2U | B. Gärtner | |
| Kurzbeschreibung | Die Vorlesung gibt eine Einführung in das Programmieren anhand der Sprache C++. Wir behandeln fundamentale Typen, Kontrollanweisungen, Funktionen, Felder und Klassen. Die Konzepte werden dabei jeweils durch Algorithmen und Anwendungen motiviert und illustriert. | |||||
| Lernziel | Das Ziel der Vorlesung ist eine algorithmisch orientierte Einführung ins Programmieren. | |||||
| Inhalt | Die Vorlesung gibt eine Einführung in das Programmieren anhand der Sprache C++. Wir behandeln fundamentale Typen, Kontrollanweisungen, Funktionen, Felder und Klassen. Die Konzepte werden dabei jeweils durch Algorithmen und Anwendungen motiviert und illustriert. | |||||
| Skript | Ein Skript in englischer Sprache sowie Handouts in deutscher Sprache werden semesterbegleitend elektronisch herausgegeben. | |||||
| Literatur | Andrew Koenig and Barbara E. Moo: Accelerated C++, Addison-Wesley, 2000. Stanley B. Lippman: C++ Primer, 3. Auflage, Addison-Wesley, 1998. Bjarne Stroustrup: The C++ Programming Language, 3. Auflage, Addison-Wesley, 1997. Doina Logofatu: Algorithmen und Problemlösungen mit C++, Vieweg, 2006. Walter Savitch: Problem Solving with C++, Eighth Edition, Pearson, 2012 | |||||
| Basisprüfungsblock 2 | ||||||
| Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |
| 401-1261-07L | Analysis I | O | 10 KP | 6V + 3U | M. Einsiedler | |
| Kurzbeschreibung | Einführung in die Differential- und Integralrechnung in einer reellen Veränderlichen: Grundbegriffe des mathematischen Denkens, Zahlen, Folgen und Reihen, topologische Grundbegriffe, stetige Funktionen, differenzierbare Funktionen, gewöhnliche Differentialgleichungen, Riemannsche Integration. | |||||
| Lernziel | Mathematisch exakter Umgang mit Grundbegriffen der Differential-und Integralrechnung. | |||||
| Literatur | K. Koenigsberger: Analysis I, Springer-Verlag http://link.springer.com/book/10.1007/978-3-642-18490-1 R. Courant: Vorlesungen ueber Differential- und Integralrechnung. Springer Verlag http://link.springer.com/book/10.1007/978-3-642-61988-5 V. Zorich: Analysis I. Springer Verlag 2006 http://link.springer.com/book/10.1007/3-540-33278-2 Chr. Blatter: Analysis. https://people.math.ethz.ch/%7eblatter/ Struwe: Analysis I/II, siehe https://people.math.ethz.ch/%7estruwe/skripten.html H. Heuser: Lehrbuch der Analysis. Teubner Verlag W. Walter: Analysis 1. Springer Verlag O. Forster: Analysis I. Vieweg Verlag J.Appell: Analysis in Beispielen und Gegenbeispielen. Springer Verlag Link Schichl u. Steinbauer, Einführung in das mathematische Arbeiten http://link.springer.com/book/10.1007/978-3-642-28646-9 Beutelspacher, Das ist o.B.d.A. trivial http://link.springer.com/book/10.1007/978-3-8348-9599-8 | |||||
| Bachelor-Studium (Studienreglement 2010) | ||||||
| Basisjahr Lerneinheiten des Basisjahres sind im Abschnitt Bachelor-Studium (Studienreglement 2016) - Basisjahr zu finden. | ||||||
| Obligatorische Fächer | ||||||
| Obligatorische Fächer des zweiten Studienjahres | ||||||
| Prüfungsblock I | ||||||
| Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |
| 401-2303-00L | Funktionentheorie | O | 6 KP | 3V + 2U | R. Pandharipande | |
| Kurzbeschreibung | Komplexe Funktionen einer komplexen Veränderlichen, Cauchy-Riemann Gleichungen, Cauchyscher Integralsatz, Singularitäten, Residuensatz, Umlaufzahl, analytische Fortsetzung, spezielle Funktionen, konforme Abbildungen. Riemannscher Abbildungssatz. | |||||
| Lernziel | Fähigkeit zum Umgang mit analytischen Funktion; insbesondre Anwendungen des Residuensatzes | |||||
| Literatur | Th. Gamelin: Complex Analysis. Springer 2001 E. Titchmarsh: The Theory of Functions. Oxford University Press D. Salamon: "Funktionentheorie". Birkhauser, 2011. (In German) L. Ahlfors: "Complex analysis. An introduction to the theory of analytic functions of one complex variable." International Series in Pure and Applied Mathematics. McGraw-Hill Book Co. B. Palka: "An introduction to complex function theory." Undergraduate Texts in Mathematics. Springer-Verlag, 1991. K.Jaenich: Funktionentheorie. Springer Verlag R.Remmert: Funktionentheorie I. Springer Verlag E.Hille: Analytic Function Theory. AMS Chelsea Publications | |||||
| 401-2333-00L | Methoden der mathematischen Physik I | O | 6 KP | 3V + 2U | C. A. Keller | |
| Kurzbeschreibung | Fourierreihen. Lineare partielle Differentialgleichungen der mathematischen Physik. Fouriertransformation. Spezielle Funktionen und Eigenfunktionenentwicklungen. Distributionen. Ausgewählte Probleme aus der Quantenmechanik. | |||||
| Lernziel | ||||||
| Voraussetzungen / Besonderes | Die Einschreibung in die Übungsgruppen erfolgt online. Melden Sie sich im Laufe der ersten Semesterwoche unter echo.ethz.ch mit Ihrem ETH Account an. Der Übungsbetrieb beginnt in der zweiten Semesterwoche. | |||||
| 402-2883-00L | Physik III | O | 7 KP | 4V + 2U | J. Home | |
| Kurzbeschreibung | Einführung in das Gebiet der Quanten- und Atomphysik und in die Grundlagen der Optik und statistischen Physik. | |||||
| Lernziel | Grundlegende Kenntnisse in Quanten- und Atomphysik und zudem in Optik und statistischer Physik werden erarbeitet. Die Fähigkeit zur eigenständigen Lösung einfacher Problemstellungen aus den behandelten Themengebieten wird erreicht. Besonderer Wert wird auf das Verständnis experimenteller Methoden zur Beobachtung der behandelten physikalischen Phänomene gelegt. | |||||
| Inhalt | Einführung in die Quantenphysik: Atome, Photonen, Photoelektrischer Effekt, Rutherford Streuung, Compton Streuung, de-Broglie Materiewellen. Quantenmechanik: Wellenfunktionen, Operatoren, Schrödinger-Gleichung, Potentialtopf, harmonischer Oszillator, Wasserstoffatom, Spin. Atomphysik: Zeeman-Effekt, Spin-Bahn Kopplung, Mehrelektronenatome, Röntgenspektren, Auswahlregeln, Absorption und Emission von Strahlung, LASER. Optik: Fermatsches Prinzip, Linsen, Abbildungssysteme, Beugung und Brechung, Interferenz, geometrische und Wellenoptik, Interferometer, Spektrometer. Statistische Physik: Wahrscheinlichkeitsverteilungen, Boltzmann-Verteilung, statistische Ensembles, Gleichverteilungssatz, Schwarzkörperstrahlung, Plancksches Strahlungsgesetz. | |||||
| Skript | Im Rahmen der Veranstaltung wird ein Skript in elektronischer Form zur Verfügung gestellt. | |||||
| Literatur | Quantenmechanik/Atomphysik/Moleküle: "Atom- und Quantenphysik", H. Haken and H. C. Wolf, ISBN 978-3540026211 Optik: "Optik", E. Hecht, ISBN 978-3486588613 Statistische Mechanik: "Statistical Physics", F. Mandl ISBN 0-471-91532-7 | |||||
| Prüfungsblock II | ||||||
| Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |
| 402-2203-01L | Allgemeine Mechanik | O | 7 KP | 4V + 2U | G. M. Graf | |
| Kurzbeschreibung | Begriffliche und methodische Einführung in die theoretische Physik: Newtonsche Mechanik, Zentralkraftproblem, Schwingungen, Lagrangesche Mechanik, Symmetrien und Erhaltungssätze, Kreisel, relativistische Raum-Zeit-Struktur, Teilchen im elektromagnetischen Feld, Hamiltonsche Mechanik, kanonische Transformationen, integrable Systeme, Hamilton-Jacobi-Gleichung. | |||||
| Lernziel | ||||||
| Obligatorische Fächer des dritten Studienjahres | ||||||
| Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |
| 402-0205-00L | Quantenmechanik I | O | 10 KP | 3V + 2U | T. K. Gehrmann | |
| Kurzbeschreibung | Einführung in die nicht-relativistische Einteilchen-Quantenmechanik. Diskussion grundlegender Ideen der Quantenmechanik, insbesondere Quantisierung klassischer Systeme, Wellenfunktionen und die Beschreibung von Observablen durch Operatoren auf einem Hilbertraum, und die Analyse von Symmetrien. Grundlegende Phänomene werden analysiert und durch generische Beispiele illustriert. | |||||
| Lernziel | Einführung in die Einteilchen Quantenmechanik. Beherrschung grundlegender Ideen (Quantisierung, Operatorformalismus, Symmetrien, Störungstheorie) und generischer Beispiele und Anwendungen (gebunden Zustände, Tunneleffekt, Streutheorie in ein- und dreidimensionalen Problemen). Fähigkeit zur Lösung einfacher Probleme. | |||||
| Inhalt | Stichworte: Schrödinger-Gleichung, Formalismus der Quantenmechanik (Zustände, Operatoren, Kommutatoren, Messprozess), Symmetrien (Translation, Rotationen), Quantenmechanik in einer Dimension, Zentralkraftprobleme, Potentialstreuung, Störungstheorie, Variations-Verfahren, Drehimpuls, Spin, Drehimpulsaddition, Relation QM und klassische Physik. | |||||
| Literatur | F. Schwabl: Quantenmechanik J.J. Sakurai: Modern Quantum Mechanics W. Nolting: Quantenmechanik (Theoretische Physik 5.1, 5.2) C. Cohen-Tannoudji: Quantenmechanik I | |||||
| Kernfächer | ||||||
| Experimentalphysikalische Kernfächer | ||||||
| Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |
| 402-0263-00L | Astrophysics I | W | 10 KP | 3V + 2U | A. Refregier | |
| Kurzbeschreibung | This introductory course will develop basic concepts in astrophysics as applied to the understanding of the physics of planets, stars, galaxies, and the Universe. | |||||
| Lernziel | The course provides an overview of fundamental concepts and physical processes in astrophysics with the dual goals of: i) illustrating physical principles through a variety of astrophysical applications; and ii) providing an overview of research topics in astrophysics. | |||||
| 402-0255-00L | Einführung in die Festkörperphysik | W | 10 KP | 3V + 2U | K. Ensslin | |
| Kurzbeschreibung | Die Vorlesung vermittelt die Grundlagen zur Physik kondensierter Materie und berührt einzelne Gebiete, welche später in Spezialvorlesungen eingehender behandelt werden. Im Stoff enthalten sind: Strukturen von Festkörpern, Interatomare Bindungen, elementare Anregungen, elektronische Eigenschaften von Isolatoren, Metalle, Halbleiter, Transportphänomene, Magnetismus, Supraleitung. | |||||
| Lernziel | Einführung in die Physik der kondensierten Materie. | |||||
| Inhalt | Die Vorlesung vermittelt die Grundlagen zur Physik kondensierter Materie und berührt einzelne Gebiete, welche später in Spezialvorlesungen eingehender behandelt werden. Im Stoff enthalten sind: Mögliche Formen von Festkörpern und deren Strukturen (Strukturklassifizierung und -bestimmung); Interatomare Bindungen; elementare Anregungen, elektronische Eigenschaften von Isolatoren, Metalle (klassische Theorie, quantenmechanische Beschreibung der Elektronenzustände, thermische Eigenschaften und Transportphänomene); Halbleiter (Bandstruktur, n/p-Typ Dotierungen, p/n-Kontakte); Magnetismus, Supraleitung | |||||
| Skript | Ein Skript wird verteilt. | |||||
| Literatur | Ibach & Lüth, Festkörperphysik C. Kittel, Festkörperphysik Ashcroft & Mermin, Festkörperphysik W. Känzig, Kondensierte Materie | |||||
| Voraussetzungen / Besonderes | Voraussetzungen: Physik I, II, III wünschenswert | |||||
| Theoretische Kernfächer | ||||||
| Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |
| 402-0205-00L | Quantenmechanik I | W | 10 KP | 3V + 2U | T. K. Gehrmann | |
| Kurzbeschreibung | Einführung in die nicht-relativistische Einteilchen-Quantenmechanik. Diskussion grundlegender Ideen der Quantenmechanik, insbesondere Quantisierung klassischer Systeme, Wellenfunktionen und die Beschreibung von Observablen durch Operatoren auf einem Hilbertraum, und die Analyse von Symmetrien. Grundlegende Phänomene werden analysiert und durch generische Beispiele illustriert. | |||||
| Lernziel | Einführung in die Einteilchen Quantenmechanik. Beherrschung grundlegender Ideen (Quantisierung, Operatorformalismus, Symmetrien, Störungstheorie) und generischer Beispiele und Anwendungen (gebunden Zustände, Tunneleffekt, Streutheorie in ein- und dreidimensionalen Problemen). Fähigkeit zur Lösung einfacher Probleme. | |||||
| Inhalt | Stichworte: Schrödinger-Gleichung, Formalismus der Quantenmechanik (Zustände, Operatoren, Kommutatoren, Messprozess), Symmetrien (Translation, Rotationen), Quantenmechanik in einer Dimension, Zentralkraftprobleme, Potentialstreuung, Störungstheorie, Variations-Verfahren, Drehimpuls, Spin, Drehimpulsaddition, Relation QM und klassische Physik. | |||||
| Literatur | F. Schwabl: Quantenmechanik J.J. Sakurai: Modern Quantum Mechanics W. Nolting: Quantenmechanik (Theoretische Physik 5.1, 5.2) C. Cohen-Tannoudji: Quantenmechanik I | |||||
| Praktika | ||||||
| Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |
| 402-0000-01L | Einführung in das Experimentieren I | O | 4 KP | 1V + 4P | A. Biland, M. Doebeli, M. Kroner, S. P. Quanz | |
| Kurzbeschreibung | Praktische Einführung in die Grundlagen der Experimentalphysik mit begleitender Vorlesung | |||||
| Lernziel | Übergeordnetes Thema des Praktikums und der Vorlesung ist die Auseinandersetzung mit den grundlegenden Herausforderungen eines physikalischen Experimentes. Am Beispiel einfacher experimenteller Aufbauten und Aufgaben stehen vor allem folgende Gesichtspunkte im Vordergrund: - Motivation und Herangehensweise in der Experimentalphysik - Praktischer Aufbau von Experimenten und grundlegende Kenntnisse von Messmethoden und Instrumenten - Einführung in relevante statistische Methoden der Datenauswertung und Fehleranalyse - Kritische Beurteilung und Interpretation der Beobachtungen und Ergebnisse - Darstellen und Kommunizieren der Ergebnisse mit Graphiken und Text - Ethische Aspekte der experimentellen Forschung und wissenschaftlicher Kommunikation | |||||
| Inhalt | Versuche zu Themen aus den Bereichen der Mechanik, Optik, Wärme, Elektrizität und Kernphysik mit begleitender Vorlesung zur Vertiefung des Verständnisses der Datenanalyse und Interpretation | |||||
| Skript | Anleitung zum Physikalischen Praktikum; Vorlesungsskript | |||||
| Voraussetzungen / Besonderes | Aus einer Liste von 33 Versuchen müssen 9 Versuche in Zweiergruppen durchgeführt werden. Am ersten Termin findet nur eine dreistündige Einführungsveranstaltung im Hörsaal statt und es werden noch keine Experimente durchgeführt. | |||||
| 402-0241-00L | Fortgeschrittenes Experimentieren I  WICHTIG: Diese Lehrveranstaltung darf nur einmal in Rahmen des Bachelor-Studiums belegt werden. | O | 9 KP | 18P | C. Grab, T. M. Ihn | |
| Kurzbeschreibung | Das Praktikum ist die Grundschulung für selbständiges Experimentieren. Dazu gehören Planung, Aufbau, Durchführung, Auswertung und Interpretation physikalischer Experimente, sowie die Abschätzung der Messgenauigkeit. Schriftliche Anleitungen der einzelnen Versuche sind vorhanden. | |||||
| Lernziel | ||||||
| 402-0240-00L | Fortgeschrittenes Experimentieren II Voraussetzung: "Fortgeschrittenes Experimentieren I" abgeschlossen. Wenn Sie Fortgeschrittenes Experimentieren I noch nicht belegt hatten, schreiben Sie sich bitte dafür zuerst ein. Bitte belegen Sie diese Veranstaltung im Rahmen Ihres Bachelor-Studiums höchstens einmal! | W | 9 KP | 18P | C. Grab, T. M. Ihn | |
| Kurzbeschreibung | Das Praktikum ist die Grundschulung für selbständiges Experimentieren. Durchführung von physikalischen Experimenten nach schriftlicher Anleitung. Planung, Aufbau, Durchführung, Auswertung und Interpretation physikalischer Experimente. Abschätzung der Messgenauigkeit. | |||||
| Lernziel | Studierende sollen lernen, selbständig etwas komplexere Experimente durchzufuehren, die Daten auszuwerten und zu interpretieren. | |||||
| Proseminare, experimentelle und theoretische Semesterarbeiten Zur Durchführung einer Semesterarbeit treten Sie direkt in Verbindung mit einem oder einer der Dozierenden. Nicht alle Dozierenden lassen sich in myStudies direkt auswählen, wenn als Dozierende "Professoren/innen" verlangt sind. In solchen Fällen wenden Sie sich bitte an das Studiensekretariat (www.phys.ethz.ch/de/studium/studiensekretariat.html). | ||||||
| Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |
| 402-0210-96L | Proseminar Theoretical Physics: Solitons and Instantons in Condensed Matter Maximale Teilnehmerzahl: 24 | W | 9 KP | 4S | V. Geshkenbein | |
| Kurzbeschreibung | A guided self-study of original papers and of advanced textbooks in theoretical physics. Within the general topic, determined each semester, participants give a presentation on a particular subject and deliver a written report. | |||||
| Lernziel | ||||||
| 402-0217-BSL | Theoretische Semesterarbeit in einer Gruppe des Physikdepartements Betreuer: C. Anastasiou, N. Beisert, G. Blatter, P. De Forcrand, M. Gaberdiel, A. Gehrmann-De Ridder, V. Geshkenbein, G. M. Graf, S. Huber, A. Lazopoulos, R. Renner, T. C. Schulthess, M. Sigrist, M. Troyer, O. Zilberberg | W | 9 KP | 18A | Betreuer/innen | |
| Kurzbeschreibung | Diese Lerneinheit stellt eine Alternative dar, falls kein geeignetes "Proseminar Theoretische Physik" angeboten wird oder schon alle Plätze ausgebucht sind. | |||||
| Lernziel | ||||||
| Voraussetzungen / Besonderes | Die Leistungskontrolle erfolgt aufgrund eines oder mehrerer schriftlicher Berichte bzw. einer schriftlichen Arbeit. Vorträge können ein zusätzlicher Bestandteil der Leistungskontrolle sein. | |||||
| 402-0215-BSL | Experimentelle Semesterarbeit in einer Gruppe des Physikdepartements | W | 9 KP | 18A | Professor/innen | |
| Kurzbeschreibung | Ziel dieser Arbeit ist es, zu lernen in einer Forschungsumgebung zu experimentieren, gewonnene Daten zu analysieren und zu interpretieren. | |||||
| Lernziel | ||||||
| Voraussetzungen / Besonderes | Die Leistungskontrolle erfolgt aufgrund eines oder mehrerer schriftlicher Berichte bzw. einer schriftlichen Arbeit. | |||||
| 402-0510-BSL | Festkörperphysik für Vorgerückte Betreuer dieser experimentellen Semesterarbeit: Prof. Christian Degen Prof. Leonardo Degiorgi Prof. Klaus Ensslin Prof. Thomas Ihn Prof. Joël Mesot Prof. Danilo Pescia Prof. Andreas Vaterlaus Prof. Andreas Wallraff Prof. Werner Wegscheider Prof. Andrey Zheludev | W | 9 KP | 18P | Betreuer/innen | |
| Kurzbeschreibung | Durchführung von Experimenten aus dem Gebiet der Festkörperphysik. Planung, Aufbau, Durchführung, Auswertung und Interpretation der Experimente. | |||||
| Lernziel | Ziel ist das Entwickeln von Fähigkeiten, moderne Experimente in der Festkörperphysik durchzuführen. Dazu dienen experimentelle Arbeiten auf dem Gebiet der Festkörperphysik, meist in enger Zusammenarbeit mit laufenden Forschungsaktivitäten in den Forschungsgruppen. | |||||
| Inhalt | Durchführung von Experimenten aus dem Gebiet der Festkörperphysik. Planung, Aufbau, Durchführung, Auswertung und Interpretation der Experimente. | |||||
| Skript | n/a | |||||
| Voraussetzungen / Besonderes | Arbeiten in einer Forschungsgruppe sind besonders gut geeignet, die Studierenden mit aktuellen Forschungsthemen und mit moderner Instrumentierung bekannt zu machen. | |||||
| 402-0400-BSL | Quantenelektronik für Vorgerückte Betreuer/in dieser experimentellen Semesterarbeit: Prof. Tilman Esslinger Prof. Jérôme Faist Prof. Rachel Grange Prof. Jonathan Home Prof. Atac Imamoglu Prof. Steven Johnson Prof. Ursula Keller | W | 9 KP | 18P | Betreuer/innen | |
| Kurzbeschreibung | Durchführung von Experimenten aus dem Gebiet der Quantenelektronik. Planung, Aufbau, Durchführung, Auswertung und Interpretation der Experimente. | |||||
| Lernziel | ||||||
| Inhalt | Durchführung von Versuchen im Gebiet der Optik, z.B. Holographie und Laserphysik. Planung, Aufbau, Durchführung, Auswertung und Interpretation der Experimente. | |||||
| 402-0719-BSL | Particle Physics at PSI (Paul Scherrer Institute) | W | 9 KP | 18P | C. Grab | |
| Kurzbeschreibung | During semester breaks 6-12 students stay for 3 weeks at PSI and participate in a hands-on course on experimental particle physics. A small real experiment is performed in common, including apparatus design, construction, running and data analysis. The course includes some lectures, but the focus lies on the practical aspects of experimenting. | |||||
| Lernziel | Students learn all the different steps it takes to perform a complete particle physics experiment in a small team. They acquire skills to do this themselves in the team, including design, construction, data taking and data analysis. | |||||
| 402-0717-BSL | Teilchenphysik am CERN | W | 9 KP | 18P | F. Nessi-Tedaldi, W. Lustermann | |
| Kurzbeschreibung | Während der Semesterferien verbringen die Teilnehmenden 4 Wochen am CERN und führen eine experimentelle Arbeit aus, die relevant ist für unsere Teilchenphysikprojekte. Genaue Daten nach Vereinbarung. | |||||
| Lernziel | Durchführung eines kleinen Teilchenphysikexperimentes und gleichzeitige Erwerbung der benötigten Fähigkeiten: aufsetzen, Problemlösung, Datenaufnahme, -analyse, -interpretation und -präsentation in einem Bericht veröffentlichungsnaher Qualität. | |||||
| Inhalt | Detaillierte Angaben in: http://www@cmsdoc.cern.ch/~nessif/ETHTeilchenpraktikumCERN.html | |||||
| Voraussetzungen / Besonderes | Lehrsprache: Deutsch oder Englisch | |||||
| 402-0340-BSL | Medizinische Physik | W | 9 KP | 18P | A. J. Lomax, K. P. Prüssmann, M. Rudin | |
| Kurzbeschreibung | Im Rahmen der in den Vorlesungen besprochenen Themen können in Absprache mit den Dozenten selbständige Arbeiten durchgeführt werden. | |||||
| Lernziel | ||||||
| 402-0240-00L | Fortgeschrittenes Experimentieren II Voraussetzung: "Fortgeschrittenes Experimentieren I" abgeschlossen. Wenn Sie Fortgeschrittenes Experimentieren I noch nicht belegt hatten, schreiben Sie sich bitte dafür zuerst ein. Bitte belegen Sie diese Veranstaltung im Rahmen Ihres Bachelor-Studiums höchstens einmal! | W | 9 KP | 18P | C. Grab, T. M. Ihn | |
| Kurzbeschreibung | Das Praktikum ist die Grundschulung für selbständiges Experimentieren. Durchführung von physikalischen Experimenten nach schriftlicher Anleitung. Planung, Aufbau, Durchführung, Auswertung und Interpretation physikalischer Experimente. Abschätzung der Messgenauigkeit. | |||||
| Lernziel | Studierende sollen lernen, selbständig etwas komplexere Experimente durchzufuehren, die Daten auszuwerten und zu interpretieren. | |||||
| GESS Wissenschaft im Kontext | ||||||
| GESS Wissenschaft im Kontext | ||||||
| » siehe Studiengang Wissenschaft im Kontext: Typ A: Förderung allgemeiner Reflexionsfähigkeiten | ||||||
| » Empfehlungen aus dem Bereich Wissenschaft im Kontext (Typ B) für das D-PHYS. | ||||||
| Sprachkurse | ||||||
| » siehe Studiengang Wissenschaft im Kontext: Sprachkurse ETH/UZH | ||||||
| Ergänzende Fächer, Seminare, Kolloquia | ||||||
| Ergänzende Fächer aus dem Basisjahr oder dem zweiten Studienjahr | ||||||
| Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |
| 402-0351-00L | Astronomie | Z | 2 KP | 2V | H. M. Schmid, W. Schmutz | |
| Kurzbeschreibung | Ein Überblick über die wichtigsten Gebiete der heutigen Astronomie: Planeten, Sonne, Sterne, Milchstrasse, Galaxien und Kosmologie. | |||||
| Lernziel | Einführung in die Astronomie mit einem Überblick über die wichtigsten Gebiete der heutigen Astronomie. Diese Vorlesung dient auch als Grundlage für die Astrophysikvorlesungen der höheren Semester. | |||||
| Inhalt | Planeten, Sonne, Sterne, Milchstrasse, Galaxien und Kosmologie. | |||||
| Skript | Kopien der Präsentationen werde zur Verfügung gestellt. | |||||
| Literatur | Astronomie. Harry Nussbaumer, Hans Martin Schmid vdf Vorlesungsskripte (8. Auflage) Der Neue Kosmos. A. Unsöld, B. Baschek, Springer | |||||
| 401-1511-00L | Geometrie | Z | 3 KP | 2V + 1U | T. Ilmanen | |
| Kurzbeschreibung | Wir betrachten die Geometrie und Topologie 2 und 3-dimensionaler Raeume (Mannigfaltigkeiten) aus einem intuitiven Standpunkt. | |||||
| Lernziel | -Wie ist es in einem nicht-euklidischen Raum (z.B. in einer Flaeche) zu leben? -Orientierung, Genus, Kruemmung -Klassifikation der geschlossenen orientierbaren Flaechen -Elliptische, euklidische, und hyperbolische Geometrie -3-Mannigfaltigkeiten aus dem Thurstonschen Standpunkt | |||||
| Literatur | Jeffrey R. Weeks. The Shape of Space. Edwin A. Abbott. Flatland. 1884. | |||||
| Ergänzende Fächer | ||||||
| Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |
| 402-0247-00L | Elektronik für Physiker I (Analog) | Z | 4 KP | 2V + 2P | R. Horisberger | |
| Kurzbeschreibung | Passive Bauelemente, lineare komplexe Netzwerke, Wellenleiter, Simulation analoger Schaltungen, Halbleiter-Bauelemente: Dioden, Bipolar-und Feldeffekttransistoren, Grundlegende Verstärkerschaltungen, Kleinsignalanalyse, Differentialverstärker, Rauschen analoger Schaltungen, Operationsverstärker, OTAs, Gyratoren, Rückkopplung und Stabilität von Verstärkern, Oszillatoren, ADCs/DACs, CMOS Technologie | |||||
| Lernziel | ||||||
| Inhalt | Passive Bauelemente, lineare komplexe Netzwerke. Wellenleiter, Simulation analoger Schaltungen (SPICE), Halbleiter-Bauelemente: Dioden, Bipolar-und Feldeffekttransistoren, Grundlegende Verstärkerschaltungen, Kleinsignalanalyse, Differentialverstärker, Rauschen von analogen Schaltungen, Operationsverstärker, OTA's, Gyratoren, Rückkopplung und Stabilität von Verstärkern, Oszillatoren, ADC's und DAC's, Einführung in CMOS Chiptechnologie. Ergänzende praktische Übungen zu diesen Themen in kleinen Gruppen. | |||||
| Voraussetzungen / Besonderes | Empfohlene Vorlesung für Studierende der Experimentalphysik. Keine Vorkenntnisse in Elektronik vorausgesetzt. | |||||
| Ergänzende Fächer (aus dem zweiten Studienjahr Mathematik Bachelor) | ||||||
| Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |
| 401-2003-00L | Algebra I | Z | 7 KP | 4V + 2U | L. Halbeisen | |
| Kurzbeschreibung | Einführung in die grundlegenden Begriffe und Resultate der Gruppentheorie, der Ringtheorie und der Körpertheorie. | |||||
| Lernziel | Einführung in grundlegende Begriffe und Resultate aus der Theorie der Gruppen, der Ringe und der Körper. | |||||
| Inhalt | Gruppentheorie: grundlegende Begriffe und Beispiele von Gruppen; Untergruppen, Quotientengruppen und Homomorphismen, Sylow Theoreme, Gruppenwirkungen und Anwendungen Ringtheorie: grundlegende Begriffe und Beispiele von Ringen; Ringhomomorphismen, Ideale und Quotientenringe, Anwendungen Körpertheorie: grundlegende Begriffe und Beispiele von Körpern; endliche Körper, Anwendungen Zum Schluss wird Mordells Theorem fuer spezielle elliptische Kurven bewiesen. | |||||
| Literatur | J.F. Humphreys: A Course in Group Theory (Oxford University Press) G. Smith and O. Tabachnikova: Topics in Group Theory (Springer-Verlag) M. Artin: Algebra (Birkhaeuser Verlag) R. Lidl and H. Niederreiter: Introduction to Finite Fields and their Applications (Cambridge University Press) B.L. van der Waerden: Algebra I & II (Springer Verlag) | |||||
| Seminare und Kolloquia | ||||||
| Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |
| 402-0101-00L | The Zurich Physics Colloquium | E- | 0 KP | 1K | R. Renner, G. Aeppli, C. Anastasiou, N. Beisert, G. Blatter, S. Cantalupo, M. Carollo, C. Degen, G. Dissertori, K. Ensslin, T. Esslinger, J. Faist, M. Gaberdiel, T. K. Gehrmann, G. M. Graf, R. Grange, J. Home, S. Huber, A. Imamoglu, P. Jetzer, S. Johnson, U. Keller, K. S. Kirch, S. Lilly, L. M. Mayer, J. Mesot, B. Moore, D. Pescia, A. Refregier, A. Rubbia, K. Schawinski, T. C. Schulthess, M. Sigrist, M. Troyer, A. Vaterlaus, R. Wallny, A. Wallraff, W. Wegscheider, A. Zheludev, O. Zilberberg | |
| Kurzbeschreibung | Research colloquium | |||||
| Lernziel | ||||||
| Voraussetzungen / Besonderes | Occasionally, talks may be delivered in German. | |||||
| 402-0800-00L | The Zurich Theoretical Physics Colloquium | E- | 0 KP | 1K | S. Huber, C. Anastasiou, N. Beisert, G. Blatter, M. Gaberdiel, T. K. Gehrmann, G. M. Graf, P. Jetzer, L. M. Mayer, B. Moore, R. Renner, T. C. Schulthess, M. Sigrist, M. Troyer, O. Zilberberg, Uni-Dozierende | |
| Kurzbeschreibung | Research colloquium | |||||
| Lernziel | The Zurich Theoretical Physics Colloquium is jointly organized by the University of Zurich and ETH Zurich. Its mission is to bring both students and faculty with diverse interests in theoretical physics together. Leading experts explain the basic questions in their field of research and communicate the fascination for their work. | |||||
| 401-5330-00L | Talks in Mathematical Physics | E- | 0 KP | 1K | A. Cattaneo, G. Felder, M. Gaberdiel, G. M. Graf, H. Knörrer, T. H. Willwacher, Uni-Dozierende | |
| Kurzbeschreibung | Research colloquium | |||||
| Lernziel | ||||||
| 402-0501-00L | Solid State Physics | E- | 0 KP | 1S | A. Zheludev, G. Blatter, C. Degen, K. Ensslin, D. Pescia, M. Sigrist, A. Wallraff | |
| Kurzbeschreibung | Research colloquium | |||||
| Lernziel | ||||||
| 402-0551-00L | Laser Seminar | E- | 0 KP | 1S | T. Esslinger, J. Faist, J. Home, A. Imamoglu, U. Keller, F. Merkt, H. J. Wörner | |
| Kurzbeschreibung | Research colloquium | |||||
| Lernziel | ||||||
| 402-0600-00L | Nuclear and Particle Physics with Applications | E- | 0 KP | 2S | A. Rubbia, G. Dissertori, C. Grab, K. S. Kirch, R. Wallny | |
| Kurzbeschreibung | Research colloquium | |||||
| Lernziel | ||||||
| 402-0893-00L | Particle Physics Seminar | E- | 0 KP | 1S | T. K. Gehrmann | |
| Kurzbeschreibung | Research colloquium | |||||
| Lernziel | ||||||
| Voraussetzungen / Besonderes | Vorträge evtl. auch auf Deutsch | |||||
| 402-0700-00L | Seminar in Elementary Particle Physics | E- | 0 KP | 1S | M. Spira | |
| Kurzbeschreibung | Research colloquium | |||||
| Lernziel | Stay informed about current research results in elementary particle physics. | |||||
| 402-0369-00L | Research Colloquium in Astrophysics | E- | 0 KP | 1K | S. Cantalupo, M. Carollo, S. Lilly, A. Refregier, K. Schawinski, H. M. Schmid | |
| Kurzbeschreibung | During the semester there is a colloquium every week. In general, colloquia are 20 minutes plus discussion and are given by local researchers. They inform the other members of the Institute of Astronomy about their current work, results, problems and plans. Guests are always welcome. | |||||
| Lernziel | Ph.D. students are expected to give a first research colloquium within their first years of their graduate time, another colloquium in their third year, and their doctoral exam talk before or after the exam. Other members of the institute are also invited to give talks. The goals are: - keep other members of the institute oriented on current research - test new ideas within the institute before going outside - train students to give scientific talks | |||||
| 402-0356-00L | Astrophysics Seminar | E- | 0 KP | 2S | S. Cantalupo, M. Carollo, S. Lilly, A. Refregier, K. Schawinski, H. M. Schmid | |
| Kurzbeschreibung | Research colloquium | |||||
| Lernziel | ||||||
| 402-0746-00L | Seminar: Particle and Astrophysics (Aktuelles aus der Teilchen- und Astrophysik) | E- | 0 KP | 1S | C. Grab, Uni-Dozierende | |
| Kurzbeschreibung | Forschungskolloquium | |||||
| Lernziel | ||||||
| Inhalt | In Seminarvorträgen werden aktuelle Fragestellungen aus der Teilchenphysik vom theoretischen und experimentellen Standpunkt aus diskutiert. Besonders wichtig erscheint uns der Bezug zu den eigenen Forschungsmöglichkeiten am PSI, CERN und DESY. | |||||
| 402-0530-00L | Mesoscopic Systems | E- | 0 KP | 1S | T. M. Ihn | |
| Kurzbeschreibung | Research colloquium | |||||
| Lernziel | ||||||
| 227-0980-00L | Seminar on Biomedical Magnetic Resonance | E- | 0 KP | 2K | K. P. Prüssmann, S. Kozerke, M. Rudin | |
| Kurzbeschreibung | Actuel developments and problems of magnetic resonance imaging (MRI) | |||||
| Lernziel | Getting insight to advanced topics in Magnetic Resonance Imaging | |||||
| 227-1043-00L | Neuroinformatics - Colloquia (University of Zurich) No enrolment to this course at ETH Zurich. Book the corresponding module directly at UZH. UZH Module Code: INI701 Mind the enrolment deadlines at UZH: http://www.uzh.ch/studies/application/mobilitaet_en.html | E- | 0 KP | 1K | S.‑C. Liu, R. Hahnloser, V. Mante, K. A. Martin | |
| Kurzbeschreibung | Das Kolloquium der Neuroinformatik ist eine Vortragsserie eingeladener Experten. Die Vorträge spiegeln Schwerpunkte aus der Neurobiologie und des Neuromorphic Engineering wider, die speziell für unser Institut von Relevanz sind. | |||||
| Lernziel | Die Vorträge informieren Studenten und Forscher über neueste Forschungsergebnisse. Dementsprechend sind die Vorträge primaer nicht fuer wissenschaftliche Laien, sondern für Forschungsspezialisten konzipiert. | |||||
| Inhalt | Die Themen haengen stark von den eingeladenen Spezialisten ab und wechseln von Woche zu Woche. Alle Themen beschreiben aber 'Neural computation' und deren Implementierung in biologischen und kuenstlichen Systemen. | |||||
| 227-1044-00L | Auditory Informatics (University of Zurich) No enrolment to this course at ETH Zurich. Book the corresponding module directly at UZH. UZH Module Code: INI413 Mind the enrolment deadlines at UZH: http://www.uzh.ch/studies/application/mobilitaet_en.html | E- | 2 KP | 1S | R. Stoop | |
| Kurzbeschreibung | Eingeladene Referate zu aktuellen Forschungsthemen aus den Gebieten: Auditorische Informationsverarbeitung, auditorische Sensoren (biologisch und elektronisch), Informationskodierung, Perzeption, Szenen-Segmentation. | |||||
| Lernziel | Austausch mit Forschern im Bereich der auditorischen Informationsverarbeitung. Vorbereiten und Halten eines Referats zu einem passenden Thema vor wissenschaftlichem Publikum. | |||||
| Inhalt | Ein aktuelles Semesterprogramm findet sich unter: http://stoop.ini.uzh.ch/teaching/seminar-on-auditory-informatics | |||||
| Voraussetzungen / Besonderes | Auf Wunsch kann die Lehrsprache auf Deutsch gewechselt werden. | |||||
| 402-0396-00L | Recent Research Highlights in Astrophysics (University of Zurich) Der Kurs muss direkt an der UZH belegt werden. UZH Modulkürzel: AST006 Beachten Sie die Einschreibungstermine an der UZH: http://www.uzh.ch/studies/application/mobilitaet.html | E- | 0 KP | 1S | Uni-Dozierende | |
| Kurzbeschreibung | Research colloquium | |||||
| Lernziel | ||||||
| Auswahl an Lehrveranstaltungen aus höheren Semestern | ||||||
| Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |
| 402-0811-00L | Programming Techniques for Scientific Simulations I | W | 5 KP | 4G | M. Troyer | |
| Kurzbeschreibung | This lecture provides an overview of programming techniques for scientific simulations. The focus is on advances C++ programming techniques and scientific software libraries. Based on an overview over the hardware components of PCs and supercomputer, optimization methods for scientific simulation codes are explained. | |||||
| Lernziel | ||||||
| 402-0713-00L | Astro-Particle Physics I | W | 6 KP | 2V + 1U | A. Biland | |
| Kurzbeschreibung | This lecture gives an overview of the present research in the field of Astro-Particle Physics, including the different experimental techniques. In the first semester, main topics are the charged cosmic rays including the antimatter problem. The second semester focuses on the neutral components of the cosmic rays as well as on some aspects of Dark Matter. | |||||
| Lernziel | Successful students know: - experimental methods to measure cosmic ray particles over full energy range - current knowledge about the composition of cosmic ray - possible cosmic acceleration mechanisms - correlation between astronomical object classes and cosmic accelerators - information about our galaxy and cosmology gained from observations of cosmic ray | |||||
| Inhalt | First semester (Astro-Particle Physics I): - definition of 'Astro-Particle Physics' - important historical experiments - chemical composition of the cosmic rays - direct observations of cosmic rays - indirect observations of cosmic rays - 'extended air showers' and 'cosmic muons' - 'knee' and 'ankle' in the energy spectrum - the 'anti-matter problem' and the Big Bang - 'cosmic accelerators' | |||||
| Skript | See lecture home page: http://ihp-lx2.ethz.ch/AstroTeilchen/ | |||||
| Literatur | See lecture home page: http://ihp-lx2.ethz.ch/AstroTeilchen/ | |||||
| 402-0737-00L | Energy and Environment in the 21st Century (Part I) | W | 6 KP | 2V + 1U | M. Dittmar | |
| Kurzbeschreibung | The energy and related environmental problems, the physics principles of using energy and the various real and hypothetical options are discussed from a physicist point of view. The lecture is intended for students of all ages with an interest in a rational approach to the energy problem of the 21st century. | |||||
| Lernziel | Scientists and espially physicists are often confronted with questions related to the problems of energy and the environment. The lecture tries to address the physical principles of todays and tomorrow energy use and the resulting global consequences for the world climate. The lecture is for students which are interested participate in a rational and responsible debatte about the energyproblem of the 21. century. | |||||
| Inhalt | Introduction: energy types, energy carriers, energy density and energy usage. How much energy does a human needs/uses? Energy conservation and the first and second law of thermodynamics Fossile fuels (our stored energy resources) and their use. Burning fossile fuels and the physics of the greenhouse effect. physics basics of nuclear fission and fusion energy controlled nuclear fission energy today, the different types of nuclear power plants, uranium requirements and resources, natural and artificial radioactivity and the related waste problems from the nuclear fuel cycle. Nuclear reactor accidents and the consequences, a comparison with risks from other energy using methods. The problems with nuclear fusion and the ITER project. Nuclear fusion and fission: ``exotic'' ideas. Hydrogen as an energy carrier: ideas and limits of a hydrogen economy. new clean renewable energy sources and their physical limits (wind, solar, geothermal etc) Energy perspectives for the next 100 years and some final remarks | |||||
| Skript | many more details (in english and german) here: http://ihp-lx2.ethz.ch/energy21/ | |||||
| Literatur | Die Energiefrage - Bedarf und Potentiale, Nutzung, Risiken und Kosten: Klaus Heinloth, 2003, VIEWEG ISBN: 3528131063; Environmental Physics: Boeker and Egbert New York Wiley 1999 | |||||
| Voraussetzungen / Besonderes | Science promised us truth, or at least a knowledge of such relations as our intelligence can seize: it never promised us peace or happiness Gustave Le Bon Physicists learned to realize that whether they like a theory or they don't like a theory is not the essential question. Rather, it's whether or not the theory gives predictions that agree with experiment. Richard Feynman, 1985 | |||||
| 402-0461-00L | Quantum Information Theory | W | 8 KP | 3V + 1U | R. Renner | |
| Kurzbeschreibung | The goal of this course is to introduce the foundations of quantum information theory. It starts with a brief introduction to the mathematical theory of information and then discusses the basic information-theoretic aspects of quantum mechanics. Further topics include applications such as quantum cryptography and quantum computing. | |||||
| Lernziel | The course gives an insight into the notion of information and its relevance to physics and, in particular, quantum mechanics. It also serves as a preparation for further courses in the area of quantum information sciences. | |||||
| 402-0580-00L | Superconductivity | W | 6 KP | 2V + 1U | M. Sigrist | |
| Kurzbeschreibung | Superconductivity: thermodynamics, London and Pippard theory; Ginzburg-Landau theory: spontaneous symmetry breaking, flux quantization, type I and II superconductors; microscopic BCS theory: electron-phonon mechanism, Cooper pairing, quasiparticle spectrum and tunneling, Josephson effect, superconducting quantum interference devices (SQUID), brief introduction to unconventional superconductivity. | |||||
| Lernziel | Introduction to the most important concepts of superconductivity both on phenomenological and microscopic level, including experimental and theoretical aspects. | |||||
| Inhalt | This lecture course provides an introduction to superconductivity, covering both experimental as well as theoretical aspects. The following topics are covered: Basic phenomena of superconductivity: thermodynamics, electrodynamics, London and Pippard theory; Ginzburg-Landau theory: spontaneous symmetry braking, flux quantization, properties of type I and II superconductors; microscopic BCS theory: electron-phonon mechanism, Cooper pairing, coherent state, quasiparticle spectrum, quasiparticle tunnel, Josephson effects, superconducting quantum interference devices (SQUID), brief extension to unconventional superconductivity. | |||||
| Skript | Lecture notes and additional materials are available. | |||||
| Literatur | M. Tinkham "Introduction to Superconductivity" H. Stolz: "Supraleitung" W. Buckel & R. Kleiner "Superconductivity" P. G. de Gennes "Superconductivity Of Metals And Alloys" A. A. Abrikosov "Fundamentals of the Theory of Metals" | |||||
| Voraussetzungen / Besonderes | The preceding attendance of the scheduled lecture courses "Introduction to Solid State Physics" and "Quantum Mechanics I" are mandatory. The courses "Quantum Mechanics II" and "Solid State Theory" provide the most optimal conditions to follow the course. | |||||
| 402-0674-00L | Physics in Medical Research: From Atoms to Cells | W | 6 KP | 2V + 1U | B. K. R. Müller | |
| Kurzbeschreibung | Scanning probe and diffraction techniques allow studying activated atomic processes during early stages of epitaxial growth. For quantitative description, rate equation analysis, mean-field nucleation and scaling theories are applied on systems ranging from simple metallic to complex organic materials. The knowledge is expanded to optical and electronic properties as well as to proteins and cells. | |||||
| Lernziel | The lecture series is motivated by an overview covering the skin of the crystals, roughness analysis, contact angle measurements, protein absorption/activity and monocyte behaviour. As the first step, real structures on clean surfaces including surface reconstructions and surface relaxations, defects in crystals are presented, before the preparation of clean metallic, semiconducting, oxidic and organic surfaces are introduced. The atomic processes on surfaces are activated by the increase of the substrate temperature. They can be studied using scanning tunneling microscopy (STM) and atomic force microscopy (AFM). The combination with molecular beam epitaxy (MBE) allows determining the sizes of the critical nuclei and the other activated processes in a hierarchical fashion. The evolution of the surface morphology is characterized by the density and size distribution of the nanostructures that could be quantified by means of the rate equation analysis, the mean-field nucleation theory, as well as the scaling theory. The surface morphology is further characterized by defects and nanostructure's shapes, which are based on the strain relieving mechanisms and kinetic growth processes. High-resolution electron diffraction is complementary to scanning probe techniques and provides exact mean values. Some phenomena are quantitatively described by the kinematic theory and perfectly understood by means of the Ewald construction. Other phenomena need to be described by the more complex dynamical theory. Electron diffraction is not only associated with elastic scattering but also inelastic excitation mechanisms that reflect the electronic structure of the surfaces studied. Low-energy electrons lead to phonon and high-energy electrons to plasmon excitations. Both effects are perfectly described by dipole and impact scattering. Thin-films of rather complex organic materials are often quantitatively characterized by photons with a broad range of wavelengths from ultra-violet to infra-red light. Asymmetries and preferential orientations of the (anisotropic) molecules are verified using the optical dichroism and second harmonic generation measurements. These characterization techniques are vital for optimizing the preparation of medical implants and the determination of tissue's anisotropies within the human body. Cell-surface interactions are related to the cell adhesion and the contractile cellular forces. Physical means have been developed to quantify these interactions. Other physical techniques are introduced in cell biology, namely to count and sort cells, to study cell proliferation and metabolism and to determine the relation between cell morphology and function. 3D scaffolds are important for tissue augmentation and engineering. Design, preparation methods, and characterization of these highly porous 3D microstructures are also presented. Visiting clinical research in a leading university hospital will show the usefulness of the lecture series. | |||||
| 227-1037-00L | Introduction to Neuroinformatics | W | 6 KP | 2V + 1U | K. A. Martin, M. Cook, V. Mante, M. Pfeiffer | |
| Kurzbeschreibung | The course provides an introduction to the functional properties of neurons. Particularly the description of membrane electrical properties (action potentials, channels), neuronal anatomy, synaptic structures, and neuronal networks. Simple models of computation, learning, and behavior will be explained. Some artificial systems (robot, chip) are presented. | |||||
| Lernziel | Understanding computation by neurons and neuronal circuits is one of the great challenges of science. Many different disciplines can contribute their tools and concepts to solving mysteries of neural computation. The goal of this introductory course is to introduce the monocultures of physics, maths, computer science, engineering, biology, psychology, and even philosophy and history, to discover the enchantments and challenges that we all face in taking on this major 21st century problem and how each discipline can contribute to discovering solutions. | |||||
| Inhalt | This course considers the structure and function of biological neural networks at different levels. The function of neural networks lies fundamentally in their wiring and in the electro-chemical properties of nerve cell membranes. Thus, the biological structure of the nerve cell needs to be understood if biologically-realistic models are to be constructed. These simpler models are used to estimate the electrical current flow through dendritic cables and explore how a more complex geometry of neurons influences this current flow. The active properties of nerves are studied to understand both sensory transduction and the generation and transmission of nerve impulses along axons. The concept of local neuronal circuits arises in the context of the rules governing the formation of nerve connections and topographic projections within the nervous system. Communication between neurons in the network can be thought of as information flow across synapses, which can be modified by experience. We need an understanding of the action of inhibitory and excitatory neurotransmitters and neuromodulators, so that the dynamics and logic of synapses can be interpreted. Finally, the neural architectures of feedforward and recurrent networks will be discussed in the context of co-ordination, control, and integration of sensory and motor information in neural networks. | |||||
| 401-3531-00L | Differentialgeometrie I Das Bachelor-Kernfach 401-3531-00L Differentialgeometrie I / Differential Geometry I ist für Studierende mit einem ETH Zürich Bachelor-Abschluss in Mathematik für den Master-Studiengang Mathematik anrechenbar, falls sie im vorangegangenen Bachelor-Studium weder 401-3531-00L Differentialgeometrie I / Differential Geometry I noch 401-3532-00L Differentialgeometrie II / Differential Geometry II für den Bachelor-Abschluss anrechnen liessen. Ausserdem ist höchstens eines der drei Fächer 401-3461-00L Funktionalanalysis I / Functional Analysis I 401-3531-00L Differentialgeometrie I / Differential Geometry I 401-3601-00L Wahrscheinlichkeitstheorie / Probability Theory im Master-Studiengang Mathematik anrechenbar. | W | 10 KP | 4V + 1U | U. Lang | |
| Kurzbeschreibung | Kurven im R^n, innere Geometrie von Hyperflächen im R^n, Krümmung, Theorema Egregium, spezielle Klassen von Flächen, Satz von Gauss-Bonnet. Der hyperbolische Raum. Differenzierbare Mannigfaltigkeiten, Tangentialbündel, Immersionen und Einbettungen, Satz von Sard, Abbildungsgrad und Schnittzahl, Vektorbündel, Vektorfelder und Flüsse, Differentialformen, Satz von Stokes. | |||||
| Lernziel | Einführung in die elementare Differentialgeometrie und Differentialtopologie. | |||||
| Inhalt | - Differentialgeometrie im R^n: Kurventheorie, Untermannigfaltigkeiten und Immersionen, innere Geometrie von Hyperflächen, Gauss-Abbildung und -Krümmung, Theorema Egregium, spezielle Klassen von Flächen, Satz von Gauss-Bonnet, Indexsatz von Poincaré. - Der hyperbolische Raum. - Differentialtopologie: differenzierbare Mannigfaltigkeiten, Tangentialbündel, Immersionen und Einbettungen in den R^n, Satz von Sard, Transversalität, Abbildungsgrad und Schnittzahl, Vektorbündel, Vektorfelder und Flüsse, Differentialformen, Satz von Stokes. | |||||
| Literatur | Differentialgeometrie im R^n: - Manfredo P. do Carmo: Differentialgeometrie von Kurven und Flächen - Wolfgang Kühnel: Differentialgeometrie. Kurven-Flächen-Mannigfaltigkeiten - Christian Bär: Elementare Differentialgeometrie Differentialtopologie: - Dennis Barden & Charles Thomas: An Introduction to Differential Manifolds - Victor Guillemin & Alan Pollack: Differential Topology - Morris W. Hirsch: Differential Topology | |||||
| 401-3461-00L | Funktionalanalysis I Das Bachelor-Kernfach 401-3461-00L Funktionalanalysis I / Functional Analysis I ist für Studierende mit einem ETH Zürich Bachelor-Abschluss in Mathematik für den Master-Studiengang Mathematik anrechenbar, falls sie im vorangegangenen Bachelor-Studium weder 401-3461-00L Funktionalanalysis I / Functional Analysis I noch 401-3462-00L Funktionalanalysis II / Functional Analysis II für den Bachelor-Abschluss anrechnen liessen. Ausserdem ist höchstens eines der drei Fächer 401-3461-00L Funktionalanalysis I / Functional Analysis I 401-3531-00L Differentialgeometrie I / Differential Geometry I 401-3601-00L Wahrscheinlichkeitstheorie / Probability Theory im Master-Studiengang Mathematik anrechenbar. | W | 10 KP | 4V + 1U | M. Struwe | |
| Kurzbeschreibung | Baire-Kategorie; Banach- and Hilberträume, stetige lineare Abbildungen; Prinzipien: Gleichmässige Beschränktheit, Sätze von der offenen Abbildung/vom abgeschlossenen Graphen; Hahn-Banach; Dualraum; Konvexität; schwache/schwach*-Topologie; Banach-Alaoglu; reflexive Räume; Operatoren mit abgeschlossenem Bild; kompakte Operatoren; Fredholmtheorie; Spektraltheorie selbst-adjungierter Operatoren. | |||||
| Lernziel | ||||||
| Skript | Skript zur "Funktionalanalysis I" von Michael Struwe | |||||
| 401-3601-00L | Probability Theory Das Bachelor-Kernfach 401-3601-00L Wahrscheinlichkeitstheorie / Probability Theory ist für Studierende mit einem ETH Zürich Bachelor-Abschluss in Mathematik für den Master-Studiengang Mathematik anrechenbar, falls sie im vorangegangenen Bachelor-Studium keine der drei Lerneinheiten 401-3601-00L Wahrscheinlichkeitstheorie / Probability Theory, 401-3642-00L Brownian Motion and Stochastic Calculus bzw. 401-3602-00L Applied Stochastic Processes für den Bachelor-Abschluss anrechnen liessen. Ausserdem ist höchstens eines der drei Fächer 401-3461-00L Funktionalanalysis I / Functional Analysis I 401-3531-00L Differentialgeometrie I / Differential Geometry I 401-3601-00L Wahrscheinlichkeitstheorie / Probability Theory im Master-Studiengang Mathematik anrechenbar. | W | 10 KP | 4V + 1U | A.‑S. Sznitman | |
| Kurzbeschreibung | Basics of probability theory and the theory of stochastic processes in discrete time | |||||
| Lernziel | This course presents the basics of probability theory and the theory of stochastic processes in discrete time. The following topics are planned: Basics in measure theory, random series, law of large numbers, weak convergence, characteristic functions, central limit theorem, conditional expectation, martingales, convergence theorems for martingales, Galton Watson chain, transition probability, Theorem of Ionescu Tulcea, Markov chains. | |||||
| Inhalt | This course presents the basics of probability theory and the theory of stochastic processes in discrete time. The following topics are planned: Basics in measure theory, random series, law of large numbers, weak convergence, characteristic functions, central limit theorem, conditional expectation, martingales, convergence theorems for martingales, Galton Watson chain, transition probability, Theorem of Ionescu Tulcea, Markov chains. | |||||
| Skript | available, will be sold in the course | |||||
| Literatur | R. Durrett, Probability: Theory and examples, Duxbury Press 1996 H. Bauer, Probability Theory, de Gruyter 1996 J. Jacod and P. Protter, Probability essentials, Springer 2004 A. Klenke, Wahrscheinlichkeitstheorie, Springer 2006 D. Williams, Probability with martingales, Cambridge University Press 1991 | |||||
| 401-3621-00L | Fundamentals of Mathematical Statistics | W | 10 KP | 4V + 1U | F. Balabdaoui | |
| Kurzbeschreibung | The course covers the basics of inferential statistics. | |||||
| Lernziel | ||||||
| » Wahlfächer (Physik Master) | ||||||