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Physikalische Wahlfächer (Bachelor ab 5. Sem. und Master)
Für den Studiengang Materialphysik stehen nur die Lehrveranstaltungen mit dem Kürzel WF PhM- zur Auswahl.
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Fundamentals of Many Body Theory 2 -
- Dozent/in:
- Michel Bockstedte
- Angaben:
- Vorlesung, 2 SWS, ECTS: 5
- Termine:
- Mi, 10:00 - 12:00, SR 00.732
On April 27 exercise class instead of lecture
- Studienrichtungen / Studienfächer:
- WF Ph-BA ab 5
WF Ph-MA ab 1
WF PhM-BA ab 5
WF PhM-MA ab 1
- Inhalt:
- Physical systems consist of many interacting particles - fermions and bosons. The physics of these many body systems can be described by effective particles (quasi particles), e.g. Bloch electrons, phonons, excitons, or plasmons. Such quasi particles are the result of the underlying complex mutual interaction of the fundamental fermions and bosons. They only weakly interact amongst each other. The many body theory sets the framework for the theoretical description. Within many body perturbation theory the fundamental equations can be solved and quantitative predictions can be made. In this lecture series (many body theory I+II) we develop the fundamental concepts and derive the diagramtic perturbation theory.
Topics of many body theory 2:
1. Introduction to perturbation theory
2. Wick's Theorem
3. Feynman's Diagramatic Perturbationtheory
4. Quasiparticles in Perturbationtheory
5. Fermions at finite Temperature
6. Special Chapters
- Empfohlene Literatur:
- W. Nolting and W. Brewer, Fundamentals of Many Body Theory, Springer
W. Nolting, Grundkurs Theoretische Physik 7, Vielteilchentheorie,
Springer download link via University library A.L. Fetter and J.D. Walecka, Quantum Theory of Many-Particle
Systems, Mac Graw-Hill G.D. Mahan, Many-Particle Physics, Plenum Press N.W. Ashcroft and N.D. Mermin, Solid State Physics, Saunders
college Publishing
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Grundlagen der Oberflächenphysik -
- Dozent/in:
- Ulrich Starke
- Angaben:
- Vorlesung, 2 SWS, ECTS: 5, nur Fachstudium
- Termine:
- Mo, 9:00 - 10:45, SR 01.332
- Studienrichtungen / Studienfächer:
- WF Ph-BA ab 5
WF Ph-MA ab 1
WF PhM-BA ab 5
WF PhM-MA ab 1
- Inhalt:
- Einführung: Gegenstand der Oberflächenphysik
Experimentelle Voraussetzungen: Ultra-Hoch-Vakuum, Präparation sauberer Oberflächen Kristallographische Struktur von Oberflächen: Beugungsmethoden, Mikroskopie-Methoden Elektronische Zustände und Gitterschwingungen an Oberflächen Elementare Wachstumsprozesse auf Oberflächen
- Empfohlene Literatur:
- Th. Fauster, L. Hammer, K. Heinz and M. A. Schneider: Oberflächenphysik: Grundlagen und Methoden, Oldenbourg Wissenschaftsverlag (München) (2013).
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Struktur kristalliner Materie I [PW SKM I] -
- Dozent/in:
- Rainer Hock
- Angaben:
- Vorlesung, 2 SWS, benoteter Schein, ECTS: 5, für Anfänger geeignet, nur Fachstudium
- Termine:
- Di, 8:00 - 10:00, SR Staudtstr. 3
Vorbesprechung: Dienstag, 12.4.2016, 15:00 - 15:30 Uhr, SR Staudtstr. 3
- Studienrichtungen / Studienfächer:
- WF Ph-BA ab 3
WF Ph-MA ab 1
WF PhM-BA ab 3
WF PhM-MA ab 1
- Inhalt:
- Einführung in die Symmetrielehre kristallin geordneter Materie
Zwei- und dreidimensionale Punktgruppen anhand von Beipielen, Gruppenmultiplikationstabellen Ein-, zwei- und dreidimensionale Raumgruppen mit Beispielen Röntgenbeugung am Kristall in der kinematischen Näherung, Thompson-Streuung am Elektron, Rayleigh Streuung am Atom, Streuung an der kristallographischen Elementarzelle, Beugung am dreidimensional periodischen Gitter, die Gittersumme Geometrie der Röntgenbeugung, skalare und vektorielle Beschreibung, Bragggleichung, Lauegleichungen und Ewaldkonstruktion Das Beugungsbild als Fouriertransformierte der Elektronendichteverteilung Informationsgehalt von Beugungsbildern an Beispielen Apparaturen zur Aufnahme von Röntgenbeugungsbildern
Die Studierenden erwerben Kenntnisse
der Beschreibung kristalliner Materie der Punktgruppen und Raumgruppen der Physik der Beugung an gitterhaften Strukturen der Grundlagen der Röntgenbeugung vom Elementarprozess der Streuung am Elektron bis zur Beugung am dreidimensionalen Kristallgitter des Zusammenhangs zwischen Elektronendichte und Strukturfaktor der Informationsgehalte von Beugungsaufnahmen an Kristallen der verwendeten Messapparaturen für Röntgenbeugungsuntersuchungen
- Empfohlene Literatur:
- Liebe Studierende,
jeder Mensch hat einen unterschiedlichen Zugang zu den vermittelten Lehrinhalten. Dies gilt für alle Fächer. Das Buch von M. Julian, an dem ich mich im Teil ‚Symmetrielehre’ orientiere, muss nicht die für sie am besten geeignete Darstellung des Stoffes sein. Ich halte es allerdings für eine sehr gut gelungene Darstellung der Kristallsymmetrie mit hervorragender graphischer Aufbereitung.
Maureen M. Julian, Foundations of Crystallography with Computer Applications, CRC Press, Second Edition 2015, Taylor & Francis Group
Wegen des unterschiedlichen Geschmacks gebe ich Ihnen hier eine Literaturliste an die Hand, - auch für den Teil ‚Röntgenbeugung’ (hier reicht ein Studium des Buches von Julian sicher nicht aus) -, die Ihnen alternative Fachbücher nennt.
M. J. Buerger, ‚Kristallographie – Eine Einführung in die geometrische und röntgenographische Kristallkunde’, de Gruyter Lehrbuch
W. Borchardt-Ott, ‚Kristallographie: Eine Einführung für Naturwissenschaftle, Springer Verlag
Will Kleber, Hans-Joachim Bautsch, Joachim Bohm und Detlef Klimm, ‚Einführung in die Kristallographie’, Oldenburg Verlag
R. Borchardt & S. Turowski, ‚ Symmetrielehre der Kristallographie – Modelle der 32 Kristallklassen zum Selbstbau’, Oldenburg Verlag (wenn Sie Zeit zum Basteln haben…)
W. Massa, ‚ Kristallstrukturbestimmung’, Teubner Studienbücher Chemie
D. Schwarzenbach & J. Glinnemann, ‚ Kristallographie’, Springer Verlag
(Die beiden Herren wissen genau, wovon sie schreiben …)
B. E. Warren, ‚ X-ray Diffraction’, Dover Books on Physics
(halte ich für eine sehr gute Darstellung der Grundlagen der Röntgenbeugung zu einem sehr guten Verhältnis Preis/Seite …)
R. Allmann, Röntgenpulverdiffraktometrie, Springer Verlag
(Mit dem Schwerpunkt auf der Beugung anb polykristallinen Materialien vermittelt das Buch auch eine gute Einführung in die Grundlagen der Beugung)
C. Giacovazzo ed., ‚Fundamentals of Crystallography’, IUCR Texts on Crystallography 2
Oxford Science Publications
F. D. Bloss, ‘ Crystallography and Crystal Chemistry’, Mineralogical Society of America
(Kristallchemie kommt in ihrer Grundvorlesung nicht vor, der Grundlagenteil zur Kristallographie sehr wohl)
C. Hammond, ‚ The Basics of Crystallography and Diffraction’ IUCR Texts on Crystallography 12, Oxford Science Publications
(Ein Dauerbrenner… , wenn Sie wissen, was drin steht und es verstanden haben, wissen Sie recht viel)
E. Zolotoyabko, ‚Basic Concepts in Crystallography’, Wiley-VCH
P. G. Radaelli, ‘ Symmetry in Crystallography’ IUCR Texts on Crystallography 17, Oxford Science Publications
M. Ladd & R. Palmer, ‘Structure Determination by X-Ray Crystallography’, Kluwer Academic/Plenum Publishers
(Ein sehr gutes Standardwerk bereits in der 4ten Auflage. In der 4ten Auflage bekommen Sie eine CD gratis dazu, mit allen Programmen, die sie für eine Strukturaufklärung benötigen.)
J. M. Cowley, ‚ Diffraction Physics’, North-Holland Personal Library
(Für ihre Grundvorlesung zu umfangreich. Ich nenne das Buch trotzdem: Wenn Sie Beugungsphysik konsistent und detailliert abgehandelt finden wollen, dann dort)
J. Als-Nielsen & D. McMorrow, ‚ Elements of Modern X-Ray Physics, Wiley
D. W. Bennett, ‘ Understanding Single-Crystal X-Ray Crystallography, Wiley-VCH(Ein dicker Schinken, viel Info für’s Geld, sehr ansprechend gemacht, ein gutes Buch)
C. Suryanarayana & M. G. Norton, ‚ X-Ray Diffraction – A practical Approach’, Plenum Press New York and London (– eigentlich eine Anleitung zu praktischem Arbeiten im Berecih der Pulverbeugungsmethoden-)
U. Müller, ‚Symmetriebeziehungen zwischen verwandten Kristallstrukturen: Anwendungen der kristallographischen Gruppentheorie in der Kristallchemie, Studienbücher Chemie, Teubner/Vieweg Verlag Falls es interessiert, wie die Gruppentheorie in der Kristallographie u. A. Anwendungen findet, ist dieses Buch zu empfehlen. Ich kann das Thema leider immer nur punktuell ansprechen.
Kurzbeschreibung: In der Kristallchemie und Kristallphysik spielen die Beziehungen zwischen den Symmetriegruppen (Raumgruppen) kristalliner Feststoffe eine besondere Rolle. In Teil 1 dieses Buches von Müller sind die mathematischen Hilfsmittel zusammengestellt: die Grundbegriffe der Kristallographie, insbesondere der Symmetrielehre, die Theorie der kristallographischen Gruppen und die Formalismen der hier gebrauchten kristallographischen Berechnungen. In Teil 2 des Buches wird die Anwendung auf Probleme der Kristallchemie aufgezeigt. Zahlreiche Beispiele illustrieren, wie man die kristallographische Gruppentheorie heranziehen kann, um Verwandtschaften zwischen Kristallstrukturen aufzuzeigen, Ordnung in die Unmenge der Kristallstrukturen zu bringen, mögliche Kristallstrukturtypen vorherzusagen, Phasenumwandlungen zu analysieren, das Phänomen der Domänen- und Zwillingsbildung in Kristallen zu verstehen und Fehler bei der Kristallstrukturanalyse zu vermeiden.
- Schlagwörter:
- Strukturphysik, Kristallographie, Röntgenbeugung
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Physik der Biosensorik / Physics of Biosensing -
- Dozent/in:
- Frank Vollmer
- Angaben:
- Vorlesung, 2 SWS, ECTS: 5, nur Fachstudium, mündliche Prüfung: Dauer 20 Minuten
- Termine:
- Do, 13:00 - 14:30, HF
- Studienrichtungen / Studienfächer:
- WPF LSE-MA ab 1
WF Ph-BA ab 5
WF Ph-MA ab 1
WF BIO-BA ab 5
WF ILS-MA ab 1
WF AOT-GL ab 1
- Voraussetzungen / Organisatorisches:
- Die Vorlesung richtet sich an B.S. und M.S. Studenten der Physik, Ingenieurwissenschaften (Elektro-, Mechanik-) als auch an Studenten der Biologie (v.a. Integrated Life Science Studenten).
Siehe auch Links http://mpl.mpg.de/mpf/php/bfp/index.html und http://www.mpl.mpg.de/personal/hschwefel/doku.php?id=start
- Inhalt:
- Fundamentals of Biophotonics and Biosensing
physical properties of biosensors, with emphasis on optical,electrical and mechanical microsystems optical, mechanical resonators light matter interactions (molecular electromagnetism, multipole moments, dielectric and optical properties of molecules, absorption, fluorescence, polarizability) micro structures in biosensing, signal generation, transduction, amplification, interpretation, frequency domain, time domain (microresonators, QCM, SPR, grating couplers, interferometers, nanoparticles) instrumentation biosensors, sensor components biosensors in analytics and clinical diagnostics (molecular interactions, molecular recognition, structurefunction in biomolecules, specific detection, diffusion, biochemical networks) plasmonics single molecule detection and single molecule analysis/properties biology for engineering and physics
Lernziele und Kompetenzen:
Die Studierenden
kennen relevante Grundlagen der Biosensorik verstehen die Grundlagen der Optik, Mechanik und Elektronik der Biosensorik kennen die wichtigen Materialparameter, verschiedene Materialklassen sowie biosensorische Systeme verstehen die Verwendung von Biomolekuelen in der Biosensorik nennen die Detektionsmechanismen von Biomolekülen in der Biosensorik können optische, mechanische und elektrische Sensoren entwerfen erklären die Kopplung biologischer Systeme mit Biosensoren erklären anhand von Beispielen den Einsatz von optischen Materialien können die molekularen Gundlagen biosensorischer Prozesse nachvollziehen kennen die Anwendung der Mikro Strukturen in der Biosensorik, medizinische Diagnostik
- Empfohlene Literatur:
- Hinchcliffe&Munn, Molecular Electromagnetism
Prasad, Biophotonics Prasad, Nanophotonics J. D. Jackson, Klassische Elektrodynamik, deGruyter (2006) Y Yariv, Optical Electronics in Modern Communications, Oxford University Press (1997)
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Dimensionsanalyse und experimentelles Arbeiten [PW DAExp] -
- Dozent/in:
- Rainer Hock
- Angaben:
- Vorlesung, 2 SWS, benoteter Schein, ECTS: 5, für Anfänger geeignet
- Termine:
- Di, 13:00 - 14:30, SR Staudtstr. 3
Ort und Zeit werden am Tag der Vorbesprechung vereinbart. Falls Sie an diesme Termin keine Zeit, aber Interesse an der Vorlesung haben, kontaktieren Sie mich bitte vorab per Email.
Vorbesprechung: Dienstag, 12.4.2016, 15:30 - 16:00 Uhr, SR Staudtstr. 3
- Studienrichtungen / Studienfächer:
- WF Ph-BA ab 4
WF Ph-MA ab 1
WF LaP-SE ab 4
WF PhM-BA ab 4
WF PhM-MA ab 1
- Voraussetzungen / Organisatorisches:
- Voraussetzung:
Grundkenntnisse der Physik
Organisatorisches:
In den Übungen soll das Gelernte in Form kleiner experimenteller Projekte vertieft werden.
Sie sollen in Kleingruppen mit einfachen Mitteln (Uhr, Metermaßs, Waage, etc.= Garagenphysik) experimentieren und die aus der Dimensionsanalyse bestimmten möglichen Gesetzmässigkeiten verifizieren oder falsifizieren und die noch unbekannten Konstanten der mathematischen Modellierung experimentell bestimmen.
Beispiele für Projekte sind:
wie hängt die (normale) Gehgeschwindigkeit von der Körpergröße ab ? wie hängt die Geschwindkeit von Ruderbooten von der Anzahl der Ruderer ab ? wie hängt der Kraterdurchmesser von der kinetischen Energie eines Impaktors (Asteroid) ab ? wie hängt die Periodendauer verschiedener Pendel von den anderen physikalischen Größen ab ? wie hängt die aus einem Loch pro Zeit auströmende Menge Sand von der Lochgröße und anderen physikalischen Größen ab ? wie bestimmt man aus der Radius-Zeit Abhängigkeit der Druckwelle einer atomaren Explosion die Sprengkraft der Bombe (ohne Experimente!) wie muss ich ein Schiffsmodell bauen (skalieren), um an dem Modell etwas über die Dimensionierung des Antriebsmotors eines realen Schiffs zu lernen ?
Die Experimente werden in den Übungen von Ihnen unter Anleitung durchgeführt.
Die Methode und ihre Anwendung soll ihr physikalisches Denken schulen und Ihnen gestatten, mathematische Modelle (funktionale Zusammenhänge) für unterschiedlichste Phänomene der Natur selber zu erarbeiten.
- Inhalt:
- Eine Anwendung 'nullter Ordnung' der 'Dimensionsanalyse' kennen Sie bereits alle.
Mathematische Zusammenhänge (Gleichungen), die die Natur konsistent und mathematisch korrekt beschreiben, müssen dimensionshomogen sein: 5 Äpfel + 3 Birnen ergibt in der Summe nicht 8 Physiker.
Die Dimensionsanalyse nutzt im Kern die erforderliche Dimensionshomogenität der mathematischen Modelle, um funktionale Zusammenhänge zwischen Variablen herzuleiten. Sie liefert also ein 'Gesetz', welches die verschiedenen Variablen mathematisch richtig verknüpft. Diese Grundanforderung genügt oftmals, um wertvolle Gesetzmässigkeiten zur Beschreibug der Natur abzuleiten.
Die Dimensionsanalyse liefert Ihnen leider keine eventuell in den Gleichungen vorkommenden Konstanten, wie z.B. den Faktor 2pi in der Gleichung für die Periodendauer des mathematischen Pendels.
Um diese Faktoren - oft der Größenordnung 1 - zu bestimmen, müssen Sie experimentieren. Und hierzu liefert Ihnen wiederum die Dimensionsanalyse den Schlüssel zur Planung der Experimente in Form dimensionsloser Variabler.
In der Vorlesung werden die Methoden der Dimensionsanalyse von der 'Anschauung' bis hin zu den mathematischen Techniken betrachtet.
Die Dimenisonanalyse kann ein wetvoles Denkwerkzeug in ihrem physikalischen Schaffen darstellen, und: Sie dürfen selber Gesetze erfinden und deren Übereinstimmung mit dem Experiment testen.
- Empfohlene Literatur:
- Um sich einen Eindruck von der Dimensionsanalyse zu verschaffen, können Sie im Internet diese beiden Dokumente ansehen:
Als pdf sofort zu finden, wenn sie nach den Autoren in Kombination mit den Titeln goggeln.
A.A. Sonin: The physical basis of dimensional analysis
Peter Goldreich, Sanjoy Mahajan,Sterl Phinney:
Order-of-Magnitude Physics: Understanding the World with Dimensional
Analysis, Educated Guesswork, and White LiesBücher hierzu sind Spezialliteratur. Sie können einige davon in meinem Büro einsehen. Hier drei wichtige Bücher zum Thema:
T. Szirtes: Applied dimensional analysis and modelling, Elsevier Verlag
A. Palmer: Dimensional Analysis and intelligent experimentation
World Scientific Publishing
M. Zlokarnik: Scale-up in chemical engineering
Wiley VCH
T. Duncan: Chemical Engineering Design and Analysis: An introduction
Cambridge University Press
P. Bridgman: Dimensional Analysis
Forgotten Books Reprint
- Schlagwörter:
- Dimensionsanalyse, Experimentelles Arbeiten
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Detektoren für Teilchen und Strahlung 2 [PW Detektoren] -
- Dozent/in:
- Albert Lehmann
- Angaben:
- Vorlesung, 2 SWS, ECTS: 5, nur Fachstudium
- Termine:
- Mi, 14:45 - 16:45, SRTL (307)
Vorbesprechung: Mittwoch, 13.4.2016, 14:00 - 15:00 Uhr, SRTL (307)
- Studienrichtungen / Studienfächer:
- WF Ph-BA ab 5
WF Ph-MA ab 1
- Inhalt:
- Die Vorlesung ist die Fortsetzung von "Detektoren fuer Teilchen und Strahlung" im WS 2015/16 und richtet sich an Studierende mit Interesse an der Physik von Detektoren. Es werden folgende Detektortypen behandelt: Halbleiterdetektoren, Szintillationsdetektoren, Kalorimeter, Detektoren zur Teilchen-Identifikation sowie grosse Detektorsysteme. Die Vorlesung setzt den Besuch des ersten Teiles nicht voraus.
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Einführung in die Gammastrahlungsastronomie [GA] -
- Dozent/in:
- Ira Jung-Richardt
- Angaben:
- Vorlesung, 2 SWS, ECTS: 5
- Termine:
- Do, 8:00 - 10:00, SRTL (307)
Einzeltermin am 13.7.2016, 8:00 - 11:30, HF
- Studienrichtungen / Studienfächer:
- WF Ph-BA ab 5
WF Ph-MA ab 1
- Voraussetzungen / Organisatorisches:
- Anmeldung bitte unter StudOn: http://www.studon.uni-erlangen.de/studon/goto.php?target=crs_1524173
- Inhalt:
- Gammastrahlenastronomie ist ein junger Zweig der Astronomie, der sich mit dem kurzwelligsten Teil des elektromagnetischen Spektrums oberhalb von etwa 100 keV beschäftigt. In der Vorlesung werden die Entstehungsprozesse und die Quellen der Gammastrahlung diskutiert. Ebenfalls wird im Detail auf die aktuellen und die zukünftigen Experimente eingegangen und die unterschiedlichen Designs der Experimente beleuchtet.
- Empfohlene Literatur:
- M.S. Longair; High Energy Astrophysics; Cambridge University Press, 2011, ISBN 9780521756181
T.K. Gaisser; Cosmic Rays and Particle Physics; Cambridge University Press, 1990, ISBN 0-521-33931-6
D. Perkins; Particle Astrophysics; Oxford University Press, 2003, ISBN 0-19-850952-9
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Introduction to Astroparticle Physics [Astroparticle Physics] -
- Dozentinnen/Dozenten:
- Stefan Funk, Tobias Jogler, Daniela Dorner
- Angaben:
- Vorlesung, 2 SWS, ECTS: 5, ECTS-Punkte für Vorlesung und Übungen gemeinsam
- Termine:
- Mo, 10:00 - 12:00, SRTL (307)
- Studienrichtungen / Studienfächer:
- WF Ph-BA ab 5
WF Ph-MA ab 1
- Voraussetzungen / Organisatorisches:
- Objectives:
The lecture provides an introduction to the none-thermal universe and cosmic particle accelerators. The topics are further investigated with practical exercises.
Requirements:
Useful pre-knowledge: nuclear and elementary particle physics
- Inhalt:
- Basic principles of astrophysics
The high-energy universe Radiation processes Acceleration mechanisms Supernovae, Neutron Stars and Black Holes Search for Dark Matter Detection of high-energy hadrons, photons and neutrinos
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Doppelsterne und extrasolare Planeten [PW DS] -
- Dozent/in:
- Ulrich Heber
- Angaben:
- Vorlesung, 2 SWS, ECTS: 5, nur Fachstudium, Termin des zugehörigen Proseminars n.V.
- Termine:
- Do, 16:15 - 17:45, HC
- Studienrichtungen / Studienfächer:
- WF Ph-BA ab 4
WF Ph-MA ab 1
- Inhalt:
- Vorlesung:
Überblick: Doppelsterne Überblick: Sonnensystem Überblick: Exoplaneten Teleskope und Instrumentierungen Enge Doppelsterne: Radialgeschwindigkeits- und Lichtkurven Entwicklung von engen Doppelsternsystemen Entdeckung von Exoplaneten: Dynamische Methoden Entdeckung von Exoplaneten: Microlensing Entdeckung von Exoplaneten: Photometrie Typisierung von Planetensystemen Planeten von Doppelsternen Entstehung, Entwicklung und Stabilität von Planetensystemen Atmosphären und Bewohnbarkeit
Seminar Journal Club:
- Empfohlene Literatur:
- R. W. Hilditch, An Introduction to Close Binary Stars, Cambridge 2001.
M. Perryman, The Exoplanet Handbook, Cambridge 2011.
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Quantenoptik -
- Dozentinnen/Dozenten:
- Gerd Leuchs, Valentin Averchenko
- Angaben:
- Vorlesung, 2 SWS
- Termine:
- Mo, 8:00 - 10:00, SR 00.732
nach Vereinbarung
- Studienrichtungen / Studienfächer:
- WF Ph-BA ab 5
WF Ph-MA ab 1
- Voraussetzungen / Organisatorisches:
- Die erste Vorlesung findet am 13. April 2016 statt.
- Inhalt:
- §1 Optik vs. Quantenoptik
Maxwell Gleichungen mit Randbedingungen bestimmen räumliche Modenstruktur. Feldquantisierung: der Zustand einer Mode. Unschärfe, Korrelationen, Verschränkung, harmonischer Oszillator.
§2 Wignerfunktion
§3 Quantenzustände des Lichtfelds
Photonenstatistik von: Fock-Zustand, kohärenter Zustand, thermischer Zustand. <n>, <n²>. bei gemischten Zuständen Spur{rho.n}. Spur{rho²}=1  reiner Zustand
§4 Bogoliubov Transformationen
Abschwächung, Signal und Hilfsmode …,Verstärkung, Rauschzahl, Phasenkonjugation  Zeitumkehr, Quetschen
§5 Quellen: Laser, optischer Verstärker
Verstärkung durch stimulierte Emission (Einstein Koeffizienten), Ratengleichungen, Laser Resonator, Stabilität, Linienbreite leerer Resonator, Phasendiffusionsmodell.
§6 Lineare optische Bauelemente
Strahlteiler, Polarisationsdrehung, Modenkoppler vollständig destruktiver Verstärker aus Bauteilen der linearen Optik mit Vorwärtskopplung
§7 Nicht-lineare Wechselwirkung und Photonenstatistik
Nicht-lineare Optik: zweite und dritte Ordnung Erzeugung der zweiten harmonischen, entartete parametrische Fluoreszenz,
§8 Detektoren
§9 Erzeugung und Charakterisierung von 1-Photonenzuständen
§10 Einfache Protokolle der Quantenkommunikation
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Quantum Computing - Grundlagen der Quanteninformationsverarbeitung/Elective Course in Physics: Quantum Computing -
- Dozentinnen/Dozenten:
- Markus Grassl, Gerd Leuchs
- Angaben:
- Vorlesung, 2,5 SWS, ECTS: 5
- Termine:
- Di, 10:00 - 12:00, SR 00.732
- Studienrichtungen / Studienfächer:
- WF M-BA ab 4
WF M-MA ab 1
WF Ph-BA ab 5
WF Ph-MA ab 1
- Voraussetzungen / Organisatorisches:
- Die Vorlesung wendet sich an Studierende der Fachrichtungen Physik, Informatik, Mathematik sowie Elektrotechnik im letzten Jahr des Bachelorstudiums oder im Masterstudium. Die erforderlichen Grundlagen werden in der Vorlesung vermittelt.
Interessenten werden gebeten, vorab per E-Mail Kontakt aufzunehmen, um ggf. einen Alternativtermin zu vereinbaren.
- Inhalt:
- Quantenrechner bieten die Perspektive, zumindest bestimmte Probleme mit einer geringeren Komplexität zu lösen als klassische Computer. Allen voran sind als Beispiele der Algorithmus von Shor zur Faktorisierung ganzer Zahlen in polynomialer Zeit sowie der Algorithmus von Grover zur Urbildsuche zu nennen. Nach einer Einführung in das auf den Prinzipien der Quantenmechanik basierende Berechnungsmodell werden verschiedene Quantenalgorithmen genauer betrachtet. Ergänzend werden grundlegende Verfahren zur Implementierung von Quantentransformationen, Fehlerkorrektur und Fehlertoleranz besprochen. Ein weiteres Themengebiet umfasst Grundbausteine der Quantenkryptographie.
- Empfohlene Literatur:
- Dagmar Bruß und Gerd Leuchs (Eds.)
Lectures on Quantum Information
Weinheim: Wiley-VCH, 2006.
ISBN 3-527-40527-5
Matthias Homeister.
Quantum Computing verstehen
Heidelberg: Springer, 2013.
ISBN: 978-3-8348-1868-3
Michael Nielsen und Isaac Chuang.
Quantum Computation and Information
Cambridge University Press, 2000.
ISBN: 978-0-5216-3503-5
DOI: 10.2277/0521635039
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