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10868-01 - Hauptvorlesung: Einführung in die Physik III: Quanten- und Atomphysik (4 KP)

Semester Herbstsemester 2025
Angebotsmuster Jedes Herbstsemester
Dozierende Richard Warburton (richard.warburton@unibas.ch, BeurteilerIn)
Inhalt The lecture represents a first course in quantum mechanics. It goes well beyond phenomenology: wave mechanics, i.e., the Schrödinger equation, will be presented along with solutions to famous and important problems. Once some working knowledge of wave mechanics has been acquired, the main postulates of quantum mechanics will be presented, introducing the widely-used Dirac notation. The Pauli exclusion principle will be introduced, with applications to the electronic structure of atoms and metals. Some basic quantum optics will also be included along with the concept of entanglement, also some examples in contemporary quantum technology.

Topics:
Particle as wave
Wave as particle
Schrödinger equation and the wave function
Square well
Superposition and measurement
Harmonic oscillator
Tunneling
Schrödinger equation in two- and three-dimensions
Postulates of quantum mechanics
Angular momentum
Spin
Multi-electron systems: Pauli exclusion principle
Exchange
Fermi energy of a metal
Quantum optics
Entanglement
Qubit
Lernziele The main goal is for students to acquire a deep understanding of introductory quantum mechanics and to become fluent in solving basic problems. This will act as a foundation for further subject-specific material in subsequent courses.
Literatur The lecture will use one main book:
Introduction to Quantum Mechanics, 3rd Edition, David J. Griffiths and Darrell F. Schroeter
[Cambridge University Press]

The lecture will use the same notation as this book, and will follow a very similar structure.

This book presents the theory in a clear and comprehensive way. It is however a theory book and some experimental examples will be included using other sources.
Bemerkungen The lectures take place in the New Lecture Room, Department of Physics, Tuesdays and Wednesdays, 13:15-15:00, starting in the first week of the semester.

4 credit points are available. They will be awarded on the basis of a written exam which will take place in January.

The lectures are accompanied by a problem class. Solving problems is very important to become familiar with the subject material. Three problem classes are organised each week, each with an expert tutor.

 

Teilnahmevoraussetzungen Previous knowledge of quantum mechanics is not required. Some mathematics is however essential, notably some understanding of differential equations, complex numbers, linear algebra, vectors and matrices.
Anmeldung zur Lehrveranstaltung
Unterrichtssprache Englisch
Einsatz digitaler Medien kein spezifischer Einsatz
HörerInnen willkommen

 

Intervall Wochentag Zeit Raum
wöchentlich Dienstag 13.15-15.00 Physik, Neuer Hörsaal 1, Foyer EG
wöchentlich Mittwoch 13.15-15.00 Physik, Neuer Hörsaal 1, Foyer EG

Einzeltermine

Datum Zeit Raum
Dienstag 16.09.2025 13.15-15.00 Uhr Physik, Neuer Hörsaal 1, Foyer EG
Mittwoch 17.09.2025 13.15-15.00 Uhr Physik, Neuer Hörsaal 1, Foyer EG
Dienstag 23.09.2025 13.15-15.00 Uhr Physik, Neuer Hörsaal 1, Foyer EG
Mittwoch 24.09.2025 13.15-15.00 Uhr Physik, Neuer Hörsaal 1, Foyer EG
Dienstag 30.09.2025 13.15-15.00 Uhr Physik, Neuer Hörsaal 1, Foyer EG
Mittwoch 01.10.2025 13.15-15.00 Uhr Physik, Neuer Hörsaal 1, Foyer EG
Dienstag 07.10.2025 13.15-15.00 Uhr Physik, Neuer Hörsaal 1, Foyer EG
Mittwoch 08.10.2025 13.15-15.00 Uhr Physik, Neuer Hörsaal 1, Foyer EG
Dienstag 14.10.2025 13.15-15.00 Uhr Physik, Neuer Hörsaal 1, Foyer EG
Mittwoch 15.10.2025 13.15-15.00 Uhr Physik, Neuer Hörsaal 1, Foyer EG
Dienstag 21.10.2025 13.15-15.00 Uhr Physik, Neuer Hörsaal 1, Foyer EG
Mittwoch 22.10.2025 13.15-15.00 Uhr Physik, Neuer Hörsaal 1, Foyer EG
Dienstag 28.10.2025 13.15-15.00 Uhr Physik, Neuer Hörsaal 1, Foyer EG
Mittwoch 29.10.2025 13.15-15.00 Uhr Physik, Neuer Hörsaal 1, Foyer EG
Dienstag 04.11.2025 13.15-15.00 Uhr Physik, Neuer Hörsaal 1, Foyer EG
Mittwoch 05.11.2025 13.15-15.00 Uhr Physik, Neuer Hörsaal 1, Foyer EG
Dienstag 11.11.2025 13.15-15.00 Uhr Physik, Neuer Hörsaal 1, Foyer EG
Mittwoch 12.11.2025 13.15-15.00 Uhr Physik, Neuer Hörsaal 1, Foyer EG
Dienstag 18.11.2025 13.15-15.00 Uhr Physik, Neuer Hörsaal 1, Foyer EG
Mittwoch 19.11.2025 13.15-15.00 Uhr Physik, Neuer Hörsaal 1, Foyer EG
Dienstag 25.11.2025 13.15-15.00 Uhr Physik, Neuer Hörsaal 1, Foyer EG
Mittwoch 26.11.2025 13.15-15.00 Uhr Physik, Neuer Hörsaal 1, Foyer EG
Dienstag 02.12.2025 13.15-15.00 Uhr Physik, Neuer Hörsaal 1, Foyer EG
Mittwoch 03.12.2025 13.15-15.00 Uhr Physik, Neuer Hörsaal 1, Foyer EG
Dienstag 09.12.2025 13.15-15.00 Uhr Physik, Neuer Hörsaal 1, Foyer EG
Mittwoch 10.12.2025 13.15-15.00 Uhr Physik, Neuer Hörsaal 1, Foyer EG
Dienstag 16.12.2025 13.15-15.00 Uhr Physik, Neuer Hörsaal 1, Foyer EG
Mittwoch 17.12.2025 13.15-15.00 Uhr Physik, Neuer Hörsaal 1, Foyer EG
Module Modul: Computational Physics (Bachelorstudium: Computational Sciences)
Modul: Computational Physics (Bachelorstudium: Computational Sciences)
Modul: Computational Physics (Bachelorstudium: Computational Sciences)
Modul: Computational Physics (Bachelorstudium: Computational Sciences)
Modul: Computational Physics (Bachelorstudium: Computational Sciences)
Modul: Computational Physics (Bachelorstudium: Computational Sciences (Studienbeginn vor 01.08.2023))
Modul: Experimentalphysik II (Bachelor Studienfach: Physik)
Modul: Experimentalphysik II (Bachelorstudium: Physik)
Modul: Physik II (Bachelorstudium: Nanowissenschaften)
Prüfung Examen
Hinweise zur Prüfung Details on the exam will be published on: http://philnat.unibas.ch/examen/
An-/Abmeldung zur Prüfung Anm.: in 'Belegungen'; Abm.: bei Studiendek. schriftlich
Wiederholungsprüfung eine Wiederholung, bester Versuch zählt
Skala 1-6 0,5
Belegen bei Nichtbestehen nicht wiederholbar
Zuständige Fakultät Philosophisch-Naturwissenschaftliche Fakultät, studiendekanat-philnat@unibas.ch
Anbietende Organisationseinheit Departement Physik

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