Suchergebnis: Katalogdaten im Herbstsemester 2018
Interdisziplinäre Naturwissenschaften Bachelor | ||||||
Physikalisch-Chemischen Fachrichtung (Reglement 2018 und 2010) | ||||||
1. Semester (Physikalisch-Chemische Richtung) | ||||||
Obligatorische Fächer Basisprüfung | ||||||
Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |
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401-1261-07L | Analysis I | O | 10 KP | 6V + 3U | P. S. Jossen | |
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 | H. Amann, J. Escher: Analysis I Link J. Appell: Analysis in Beispielen und Gegenbeispielen Link R. Courant: Vorlesungen über Differential- und Integralrechnung Link O. Forster: Analysis 1 Link H. Heuser: Lehrbuch der Analysis Link K. Königsberger: Analysis 1 Link W. Walter: Analysis 1 Link V. Zorich: Mathematical Analysis I (englisch) Link A. Beutelspacher: "Das ist o.B.d.A. trivial" Link H. Schichl, R. Steinbauer: Einführung in das mathematische Arbeiten Link | |||||
401-1151-00L | Lineare Algebra I | O | 7 KP | 4V + 2U | R. Pink | |
Kurzbeschreibung | Einführung in die Theorie der Vektorräume für Studierende der Mathematik und der Physik: Grundlagen, Vektorräume, lineare Abbildungen, Lösungen linearer Gleichungen, Matrizen, Determinanten, Endomorphismen, Eigenwerte, 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 | - R. Pink: Lineare Algebra I und II. Zusammenfassung. Siehe: Link - G. Fischer: Lineare Algebra. Springer-Verlag 2014. Siehe: Link - K. Jänich: Lineare Algebra. Springer-Verlag 2004. Siehe: Link - H.-J. Kowalsky, G. O. Michler: Lineare Algebra. Walter de Gruyter 2003. Siehe: Link - S. H. Friedberg, A. J. Insel und L. E. Spence: Linear Algebra. Pearson 2003. Link - H. Schichl und R. Steinbauer: Einführung in das mathematische Arbeiten. Springer-Verlag 2012. Siehe: Link | |||||
402-1701-00L | Physik I | O | 7 KP | 4V + 2U | A. Wallraff | |
Kurzbeschreibung | Diese Vorlesung stellt eine erste Einführung in die Physik dar und behandelt Themen der klassischen Mechanik. | |||||
Lernziel | Aneignung von Kenntnissen der physikalischen Grundlagen in der klassischen Mechanik. Fertigkeiten im Lösen von physikalischen Fragen anhand von Übungsaufgaben. | |||||
529-0011-01L | Allgemeine Chemie I (PC) | O | 3 KP | 2V + 1U | H. J. Wörner, M. Reiher | |
Kurzbeschreibung | Aufbau der Materie und Atombau; Energiezustände des Atoms; Quantenmechanisches Atommodell; Chemische Bindung; Gasgesetze. | |||||
Lernziel | Einführung in die physikalischen Grundlagen der Chemie. | |||||
Inhalt | Aufbau der Materie und Atombau: Atomtheorie, Elementarteilchen, Atomkern, Radioaktivität, Kernreaktionen. Energiezustände des Atoms: Ionisierungsenergien, Atomspektroskopie, Termschemata. Quantenmechanisches Atommodell: Dualität Welle-Teilchen, Unbestimmtheitsrelation, Schrödingergleichung, Wasserstoffatom, Aufbau des Periodensystems der Elemente. Chemische Bindung: Ionische Bindung, kovalente Bindung, Molekülorbitale. Gasgesetze: Ideale Gase | |||||
Skript | Beachten Sie die Homepage zur Vorlesung. | |||||
Literatur | Beachten Sie die Homepage zur Vorlesung. | |||||
Voraussetzungen / Besonderes | Voraussetzungen: Maturastoff. Insbesondere Integral- und Differentialrechnung. | |||||
Übrige obligatorische Fächer des Basisjahrs | ||||||
Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |
529-0011-04L | Allgemeine Chemie (Praktikum) Obligatorische Belegung bis spätestens 21. September 2018. Informationen zum Praktikum am Begrüssungstag. | O | 8 KP | 12P | H. V. Schönberg, E. C. Meister | |
Kurzbeschreibung | Qualitative Analyse (Kationen- und Anionennachweis), Säure-Base-Gleichgewicht (pH- Wert, Titrationen, Puffer), Fällungsgleichgewichte (Gravimetrie, Potentiometrie, Leitfähigkeit), Redoxreaktionen (Synthese, Redoxtitrationen, galvanische Elemente), Metallkomplexe (Synthese, komplexometrische Titration) Auswertung von Messdaten, Aggregatzustände (Dampfdruck, Leitfähigkeitsmessungen, Kalorimetrie) | |||||
Lernziel | Qualitative Analyse (einfacher Kationen- und Anionentrennungsgang, Nachweis von Kationen und Anionen), Säure-Base-Gleichgewicht (Säure- und Basenstärke, pH- und pKa-Werte, Titrationen, Puffer, Kjeldahlbestimmung), Fällungsgleichgewichte (Gravimetrie, Potentiometrie, Leitfähigkeit), Oxidationszahlen und Redoxverhalten (Synthese), Redoxtitrationen, galvanische Elemente), Metallkomplexe (Synthese von Komplexen, Ligandaustauschreaktionen, Komplexometrische Titration) Auswertung von Messdaten (Messfehler, Mittelwert, Fehlerbetrachtung), Aggregatzustände (Dampfdruck), Eigenschaften von Elektrolyten (Leitfähigkeitsmessungen), Thermodynamik (Kalorimetrie) | |||||
Inhalt | Das Praktikum in allgemeiner Chemie soll die Studierenden in wissenschaftliches Arbeiten einführen und sie mit einfachen experimentellen Arbeiten im Laboratorium vertraut machen. Dabei sollen erste Erfahrungen mit dem Reaktionsverhalten von Stoffen gemacht werden. Neben einer Reihe von quantitativen Versuchen vermitteln qualitative Versuche Kenntnisse über die chemischen Eigenschaften von Substanzen. Die einzelnen Versuche sind so ausgewählt, dass ein möglichst vielfältiger Überblick über Substanzklassen und Phänomene der Chemie erhalten wird. In einem physikalisch – chemischen Teil des Praktikums werden Versuche zum Verhalten von Substanzen in ihren Aggregatzuständen durchgeführt und die Änderung ausgesuchter physikalischer Grössen erfasst und diskutiert. | |||||
Skript | Link | |||||
Voraussetzungen / Besonderes | Elektronische Einschreibung obligatorisch bis spätestens 1 Woche nach Semesterbeginn | |||||
Wahlfächer | ||||||
Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |
529-0011-02L | Allgemeine Chemie I (AC) | W | 3 KP | 2V + 1U | A. Togni | |
Kurzbeschreibung | Einführung in die Chemie von ionischen Gleichgewichten: Säuren und Basen, Redoxreaktionen, Komplexbildung und Fällungsreaktionen | |||||
Lernziel | Verstehen und Beherrschen von ionischen Gleichgewichten in qualitativer und quantitativer Hinsicht | |||||
Inhalt | Gleichgewicht und Gleichgewichtsbedingungen, ein- und mehrprotonige Säuren und Basen in wässriger Lösung, Berechnung von Gleichgewichtskonzentrationen, Aciditätsfunktionen, Lewis-Säuren, Säuren in nicht-wässrigen Medien, Redoxreaktionen, Galvanische Zellen, Elektrodenpotentiale, Nernst-Gleichung, Metallkomplexe, Stufenweise Komplexbildung, Fällungsreaktionen | |||||
Skript | Kopien der Vorlesungspräsentationen sowie andere Unterlagen werden als PDF über die moodle-Plattform zur Verfügung gestellt | |||||
Literatur | C. E. Housecroft & E. C. Constable: Chemistry, An Introduction to Organic, Inorganic and Physical Chemistry, 4th Edition, Prentice Hall / Pearson, 2010, ISBN 978-0-273-71545-0 | |||||
529-0011-03L | Allgemeine Chemie I (OC) | W | 3 KP | 2V + 1U | P. Chen | |
Kurzbeschreibung | Einführung in die organische Chemie. Klassische Strukturlehre, Stereochemie, die chemische Bindung, Symmetrielehre, Nomenklatur, organische Thermochemie, Konformationsanalyse, Einführung in chemische Reaktionen. | |||||
Lernziel | Einführung in die Formelsprache der Chemie sowie in strukturelle und energetische Grundlagen der organischen Chemie | |||||
Inhalt | Einführung in die Geschichte der Organischen Chemie, Einführung in die Nomenklatur, Klassische Strukturlehre und Stereochemie: Isomerie, Fischer-Projektion, CIP-Regeln, Punktgruppen, Molekülsymmetrie und Chiralität, Topizität, Chemische Bindung: Lewis-Bindungsmodell und Resonanztheorie in der organischen Chemie, Beschreibung linear und cyclisch konjugierter Moleküle, Aromatizität, Hückel-Regel, organische Thermochemie, organisch-chemische Reaktionslehre, zwischenmolekulare Wechselwirkungen. | |||||
Skript | Unterlagen werden als PDF über die ILIAS-Plattform zur Verfügung gestellt | |||||
Literatur | C. E. Housecroft & E. C. Constable: Chemistry, An Introduction to Organic, Inorganic and Physical Chemistry, 4th Edition, Prentice Hall / Pearson, 2010, ISBN 978-0-273-71545-0 | |||||
3. Semester (Physikalisch-Chemische Richtung) | ||||||
Obligatorische Fächer: Prüfungsblock | ||||||
Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |
529-0422-00L | Physikalische Chemie II: Chemische Reaktionskinetik | O | 4 KP | 3V + 1U | U. Hollenstein | |
Kurzbeschreibung | Einführung in die chemische Reaktionskinetik. Grundbegriffe: Geschwindigkeitsgesetze, Elementarreaktionen und zusammengesetzte Reaktionen, Molekularität, Reaktionsordnung. Experimentelle Methoden der Reaktionskinetik. Einfache Theorie chemischer Reaktionen. Reaktionsmechanismen und komplexe kinetische Systeme, Kettenreaktionen, Katalyse und Enzymkinetik. | |||||
Lernziel | Einführung in die chemische Reaktionskinetik | |||||
Inhalt | Grundbegriffe: Geschwindigkeitsgesetze, Elementarreaktionen und zusammengesetzte Reaktionen, Molekularität, Reaktionsordnung. Experimentelle Methoden der Reaktionskinetik bis hin zu neuen Entwicklungen der Femtosekundenkinetik. Einfache Theorie chemischer Reaktionen: Temperaturabhängigkeit der Geschwindigkeitskonstante und Arrheniusgleichung, Stosstheorie, Reaktionsquerschnitte, Theorie des Übergangszustandes. Zusammengesetzte Reaktionen: Reaktionsmechanismen und komplexe kinetische Systeme, Näherungsverfahren, Kettenreaktionen, Explosionen und Detonationen. Homogene Katalyse und Enzymkinetik. Kinetik geladener Teilchen. Diffusion und diffusionskontrollierte Reaktionen. Photochemische Kinetik. Heterogene Reaktionen und heterogene Katalyse. | |||||
Literatur | - M. Quack und S. Jans-Bürli: Molekulare Thermodynamik und Kinetik, Teil 1, Chemische Reaktionskinetik, VdF, Zürich, 1986. - G. Wedler: Lehrbuch der Physikalischen Chemie, Verlag Chemie, Weinheim, 1982. | |||||
Voraussetzungen / Besonderes | Voraussetzungen: - Mathematik I und II - Allgemeine Chemie I und II - Physikalische Chemie I | |||||
402-2883-00L | Physics III | O | 7 KP | 4V + 2U | S. Johnson | |
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 | |||||
Wahlfächer Im Bachelor-Studiengang Interdisziplinäre Naturwissenschaften können die Studierenden prinzipiell alle Lehrveranstaltungen wählen, die in einem Bachelor-Studiengang der ETH angeboten werden. Zu Beginn des 2. Studienjahrs legt jeder Studierende in Absprache mit dem Studiendelegierten für Interdisziplinäre Naturwissenschaften sein/ihr individuelles Studienprogramm fest. Siehe Studienreglement 2010 für Details. | ||||||
Nummer | Titel | Typ | ECTS | Umfang | Dozierende | |
252-0847-00L | Informatik | W | 5 KP | 2V + 2U | M. Schwerhoff, F. Friedrich Wicker | |
Kurzbeschreibung | Die Vorlesung bietet eine Einführung in das Programmieren mit einem Fokus auf systematischem algorithmischem Problemlösen. Lehrsprache ist C++. Es wird keine Programmiererfahrung vorausgesetzt. | |||||
Lernziel | Primäres Lernziel der Vorlesung ist die Befähigung zum Programmieren mit C++. Studenten beherrschen nach erfolgreichem Abschluss der Vorlesung die Mechanismen zum Erstellen eines Programms, sie kennen die fundamentalen Kontrollstrukturen und Datenstrukturen und sie verstehen, wie man ein algorithmisches Problem in ein Programm übersetzt. Sie haben eine Vorstellung davon, was "hinter den Kulissen" passiert wenn ein Programm übersetzt und ausgeführt wird. Sekundäre Lernziele der Vorlesung sind das Computer-basierte, algorithmische Denken, das Verständnis der Möglichkeiten und der Grenzen der Programmierung und die Vermittlung der Denkart eines Computerwissenschaftlers. | |||||
Inhalt | Wir behandeln fundamentale Datentypen, Ausdrücke und Anweisungen, (Grenzen der) Computerarithmetik, Kontrollanweisungen, Funktionen, Felder, zusammengesetzte Strukturen und Zeiger. Im Teil zur Objektorientierung werden Klassen, Vererbung und Polymorphie behandelt und es werden exemplarisch einfache dynamische Datentypen eingeführt. Die Konzepte der Vorlesung werden jeweils durch Algorithmen und Anwendungen motiviert und illustriert. | |||||
Skript | Ein Skript in englischer Sprache wird semesterbegleitend herausgegeben. Das Skript und die Vorlesungsfolien werden auf der Vorlesungswebseite zum Herunterladen bereitgestellt. Übungsserien werden online bearbeitet und eingereicht. | |||||
Literatur | Bjarne Stroustrup: Einführung in die Programmierung mit C++, Pearson Studium, 2010 Stephen Prata: C++ Primer Plus, Sixth Edition, Addison Wesley, 2012 Andrew Koenig and Barbara E. Moo: Accelerated C++, Addison-Wesley, 2000 | |||||
327-0103-00L | Einführung in die Materialwissenschaft | W | 3 KP | 3G | M. Niederberger, L. Heyderman, N. Spencer, P. Uggowitzer | |
Kurzbeschreibung | Grundlegende Kenntnisse und Verständnis der atomistischen und makroskopischen Konzepte der Materialwissenschaft. | |||||
Lernziel | Basiswissen und Verständnis der atomistischen und makroskopischen Konzepte in der Materialwissenschaft. | |||||
Inhalt | Inhalt: Atomaufbau Atombindung Kristalline Struktur Kristalldefekte Thermodynamik und Phasendiagramme Diffusion und Diffusionskontrollierte Prozesse Mechanisches Verhalten Elektrische, optische und magnetische Eigenschaften Oberflächen Alterung und Werkstoffversagen | |||||
Literatur | James F. Shackelford Introduction to Materials Science for Engineers 5th Ed., Prentice Hall, New Jersey, 2000 | |||||
327-0301-00L | Materialwissenschaft I | W | 3 KP | 3G | J. F. Löffler, R. Schäublin, A. R. Studart, P. Uggowitzer | |
Kurzbeschreibung | Grundlegende Konzepte der Metallphysik, Keramik, Polymere und ihre Technologie. | |||||
Lernziel | Aufbauend auf der Vorlesung Einführung in die Materialwissenschaft soll ein vertieftes Verständnis wichtiger Aspekte der Materialwissenschaft erlangt werden, mit besonderer Betonung der metallischen und keramischen Werkstoffe. | |||||
Inhalt | Am Beispiel der Metalle werden Thermodynamik und Phasendiagramme, Grenzflächen und Mikrostruktur, Diffusionskontrollierte Umwandlungen in Festkörpern und diffusionslose Umwandlungen besprochen. Am Beispiel der keramischen Werkstoffe werden die Grundregeln der ionischen und kovalenten chemischen Bindung, ihre Energien, der kristalline Aufbau, Beispiele wichtiger Strukturkeramiken und der Aufbau und die Eigenschaften oxidischer Gläser und Glaskeramiken vorgestellt. | |||||
Skript | Für Metalle siehe Link Für Keramiken siehe: Link | |||||
Literatur | Metalle: D. A. Porter, K. E. Easterling Phase Transformations in Metals and Alloys - Second Edition ISBN : 0-7487-5741-4 Nelson Thornes Keramiken: - Munz, D.; Fett, T: Ceramics, Mechanical Properties, Failure Behaviour, Materials Selection, - Askeland & Phulé: Science and Engineering of Materials, 2003 - diverse CEN ISO Standards given in the slides - Barsoum MW: Fundamentals of Ceramics: - Chiang, Y.M.; Dunbar, B.; Kingery, W.D; Physical Ceramics, Principles für Ceramic Science and Engineering. Wiley , 1997 - Hannik, Kelly, Muddle: Transformation Toughening in Zirconia Containing Ceramics, J Am Ceram Soc 83 [3] 461-87 (2000) - "High-Tech Ceramics: viewpoints and perspectives", ed G. Kostorz, Academic Press, 1989. Chapter 5, 59-101. - "Brevieral Ceramics" published by the "Verband der Keramischen Industrie e.V.", ISBN 3-924158-77-0. partly its contents may be found in the internet @ Link or on our homepage - Silicon-Based Structural Ceramics (Ceramic Transactions), Stephen C. Danforth (Editor), Brian W. Sheldon, American Ceramic Society, 2003, - Silicon Nitride-1, Shigeyuki Somiya (Editor), M. Mitomo (Editor), M. Yoshimura (Editor), Kluwer Academic Publishers, 1990 3. Zirconia and Zirconia Ceramics. Second Edition, Stevens, R, Magnesium Elektron Ltd., 1986, pp. 51, 1986 - Stabilization of the tetragonal structure in zirconia microcrystals, RC Garvie, The Journal of Physical Chemistry, 1978 - Phase relationships in the zirconia-yttria system, HGM Scott - Journal of Materials Science, 1975, Springer - Thommy Ekström and Mats Nygren, SiAION Ceramics J Am Cer Soc Volume 75 Page 259 - February 1992 - "Formation of beta -Si sub 3 N sub 4 solid solutions in the system Si, Al, O, N by reaction sintering--sintering of an Si sub 3 N sub 4 , AlN, Al sub 2 O sub 3 mixture" Boskovic, L J; Gauckler, L J, La Ceramica (Florence). Vol. 33, no. N-2, pp. 18-22. 1980. - Alumina: Processing, Properties, and Applications, Dorre, E; Hubner, H, Springer-Verlag, 1984, pp. 329, 1984 9. | |||||
Voraussetzungen / Besonderes | - Im ersten Teil der Vorlesung werden die Grundlagen zu den Metallen vermittelt. Im zweiten Teil diese zu den keramischen Werkstoffen. - Ein Teil der Vorlesung wird in Englisch gehalten. | |||||
401-2303-00L | Funktionentheorie | W | 6 KP | 3V + 2U | M. Struwe | |
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 Funktionen; insbesondere Anwendungen des Residuensatzes. | |||||
Literatur | E.M. Stein, R. Shakarchi: Complex Analysis. Princeton University Press, 2010 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 | W | 6 KP | 3V + 2U | T. H. Willwacher | |
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. Vorlesungshomepage: Link | |||||
402-0205-00L | Quantenmechanik I | W | 10 KP | 3V + 2U | M. Gaberdiel | |
Kurzbeschreibung | Einführung in die nicht-relativistische Einteilchen-Quantenmechanik. Diskussion grundlegender Ideen der Quantenmechanik, insbesondere die Quantisierung klassischer Systeme, Wellenfunktionen, die Beschreibung von Observablen durch Operatoren auf einem Hilbertraum, sowie 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, Drehimpuls, Störungstheorie) und generischer Beispiele und Anwendungen (gebundene Zustände, Tunneleffekt, Wasserstoffatom, harmonischer Oszillator). Fähigkeit zur Lösung einfacher Probleme. | |||||
Inhalt | Stichworte: Schrödinger-Gleichung, Formalismus der Quantenmechanik (Zustände, Operatoren, Kommutatoren, Messprozess), Symmetrien (Translation, Rotationen, diskrete Symmetrien), Quantenmechanik in einer Dimension, Zentralkraftprobleme, Wasserstoffatom, harmonischer Oszillator, Drehimpuls, Spin, Drehimpulsaddition, Relation QM und klassische Physik. | |||||
Literatur | J.J. Sakurai: Modern Quantum Mechanics A. Messiah: Quantum Mechanics I S. Weinberg: Lectures on Quantum Mechanics | |||||
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 | Das Skript wird auf Moodle verfügbar sein. | |||||
Literatur | Ibach & Lüth, Festkörperphysik C. Kittel, Festkörperphysik Ashcroft & Mermin, Festkörperphysik W. Känzig, Kondensierte Materie | |||||
Voraussetzungen / Besonderes | Voraussetzungen: Physik I, II, III wünschenswert | |||||
402-0263-00L | Astrophysics I | W | 10 KP | 3V + 2U | H. M. Schmid | |
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. | |||||
402-0595-00L | Semiconductor Nanostructures | W | 6 KP | 2V + 1U | T. M. Ihn | |
Kurzbeschreibung | Der Kurs umfasst die Grundlagen der Halbleiternanostrukturen, z.B. Materialherstellung, Bandstrukturen, 'bandgap engineering' und Dotierung, Feldeffekttransistoren. Aufbauend auf zweidimensionalen Elektronengasen wird dann der Quantenhalleffekt besprochen, sowie die Physik der gängigen Halbleiternanostrukturen, d.h. Quantenpunktkontakte, Aharonov-Bohm Ringe und Quantendots, behandelt. | |||||
Lernziel | Ziel der Vorlesung ist das Verständnis von vier Schlüsselphänomenen des Elektronentransports in Halbleiter-Nanostrukturen. Dazu zählen 1. der ganzzahlige Quantenhalleffekt 2. die Quantisierung des Leitwerts in Quantenpunktkontakten 3. der Aharonov-Bohm Effekt 4. der Coulomb-Blockade Effekt in Quantendots | |||||
Inhalt | 1. Einführung und Überblick 2. Halbleiterkristalle: Herstellung und Bandstrukturen 3. k.p-Theorie, Elektronendynamik in der Näherung der effektiven Masse 4. Envelope Funktionen, Näherung der effektiven Masse, Heterostrukturen und 'band engineering' 5. Herstellung von Nanostrukturen 6. Elektrostatik und Quantenmechanik von Halbleiternanostrukturen 7. Heterostrukturen und zweidimensionale Elektronengase 8. Drude Transport 9. Elektronentransport in Quantenpunktkontakten; Landauer-Büttiker Beschreibung 10. Ballistische Transportexperimente 11. Interferenzeffekte in Aharonov-Bohm Ringen 12. Elektron im Magnetfeld, Shubnikov-de Haas Effekt 13. Ganzzahliger Quantenhalleffekt 14. Quantendots, Coulombblockade | |||||
Skript | T. Ihn, Semiconductor Nanostructures, Quantum States and Electronic Transport, Oxford University Press, 2010. | |||||
Literatur | Neben dem Vorlesungsskript können folgende Bücher empfohlen werden: 1. J. H. Davies: The Physics of Low-Dimensional Semiconductors, Cambridge University Press (1998) 2. S. Datta: Electronic Transport in Mesoscopic Systems, Cambridge University Press (1997) 3. D. Ferry: Transport in Nanostructures, Cambridge University Press (1997) 4. T. M. Heinzel: Mesoscopic Electronics in Solid State Nanostructures: an Introduction, Wiley-VCH (2003) 5. Beenakker, van Houten: Quantum Transport in Semiconductor Nanostructures, in: Semiconductor Heterostructures and Nanostructures, Academic Press (1991) 6. Y. Imry: Introduction to Mesoscopic Physics, Oxford University Press (1997) | |||||
Voraussetzungen / Besonderes | Die Vorlesung richtet sich an alle Physikstudenten nach dem Bachelorabschluss. Grundlagen in der Festkörperphysik sind von Vorteil, ambitionierte Studenten im fünften Semester können der Vorlesung aber auch folgen. Die Vorlesung eignet sich auch für das Doktoratsstudium. Üblicherweise wird der Kurs auf Englisch gehalten werden. | |||||
402-2203-01L | Allgemeine Mechanik | W | 7 KP | 4V + 2U | C. Anastasiou | |
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 | ||||||
551-0015-00L | Biologie I | W | 2 KP | 2V | R. Glockshuber, E. Hafen | |
Kurzbeschreibung | Gegenstand der Vorlesung Biologie I ist zusammen mit der Vorlesung Biologie II im folgenden Sommersemester die Einführung in die Grundlagen der Biologie für Studenten der Materialwissenschaften und andere Studenten mit Biologie als Nebenfach. | |||||
Lernziel | Ziel der Vorlesung Biologie I ist die Vermittlung des molekularen Aufbaus der Zelle, der Grundlagen des Stoffwechsels und eines Überblicks über molekulare Genetik | |||||
Inhalt | Die folgenden Kapitelnummern beziehen sich auf das der Vorlesung zugrundeliegende Lehrbuch "Biology" (Campbell & Rees, 10th edition, 2015) Kapitel 1-4 des Lehrbuchs werden als Grundwissen vorausgesetzt 1. Aufbau der Zelle Kapitel 5: Struktur und Funktion biologischer Makromoleküle Kapitel 6: Eine Tour durch die Zelle Kaptiel 7: Membranstruktur und-funktion Kapitel 8: Einführung in den Stoffwechsel Kapitel 9: Zelluläre Atmung und Speicherung chemischer Energie Kapitel 10: Photosynthese Kapitel 12: Der Zellzyklus Kapitel 17: Vom Gen zum Protein 2. Allgemeine Genetik Kapitel 13: Meiose und Reproduktionszyklen Kapitel 14: Mendel'sche Genetik Kapitel 15: Die chromosomale Basis der Vererbung Kapitel 16: Die molekulare Grundlage der Vererbung Kapitel 18: Genetik von Bakterien und Viren Kapitel 46: Tierische Reproduktion Grundlagen des Stoffwechsels und eines Überblicks über molekulare Genetik | |||||
Skript | Der Vorlesungsstoff ist sehr nahe am Lehrbuch gehalten, Skripte werden ggf. durch die Dozenten zur Verfügung gestellt. | |||||
Literatur | Das folgende Lehrbuch ist Grundlage für die Vorlesungen Biologie I und II: „Biology“, Campbell and Rees, 10th Edition, 2015, Pearson/Benjamin Cummings, ISBN 978-3-8632-6725-4 | |||||
Voraussetzungen / Besonderes | Zur Vorlesung Biologie I gibt es während der Prüfungssessionen eine einstündige, schriftliche Prüfung. Die Vorlesung Biologie II wird separat geprüft. |
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