Integrierter Kurs 2: Statistische Mechanik und Physik kondensierter Materie (IK-2)16 ECTS
(englische Bezeichnung: Integrated Course 2: Statistical Mechanics and Condensed Matter Physics)

Lehrveranstaltungen:

• • Statistische Physik und Festkörperphysik
    (Vorlesung, 8 SWS, Florian Marquardt et al., Di, 12:00 - 14:00, SR 01.779; Mi-Fr, 12:00 - 14:00, SR 01.683)
  • Übungen zu "Statistische Physik und Festkörperphysik"
    (Übung, 4 SWS, Florian Marquardt et al., Mi, 10:00 - 12:00, SR 02.729; Fr, 10:00 - 12:00, HC)

Inhalt:

Statistische Mechanik

• Thermodynamik: Grundlagen und Anwendungen

• Grundlagen der statistischen Physik. Phasenraum, Liouville-Theorem.

• Mikrokanonische und kanonische Beschreibung

• Boltzmannsche Entropie, Gibbsche Verteilung und Thermodynamik

• Ideales Gas (mikrokanonisch und kanonisch)

• Gleichverteilungssatz. Wärmekapazität von Gasen.

• Dichtematrix. Von Neuman-Gleichung

• Quantenoszillator

• Bose- und Fermi-Statistik

• Hohlraumstrahlung und Phononen

• Phasenübergänge

• Theorie der Suprafluidität und Supraleitung

• Grundlagen der Dichtefunktionaltheorie

Physik kondensierter Materie

• Chemische Bindung in Festkörpern

• Kristallstrukturen

• Beugung an periodischen Strukturen

• Gitterschwingungen

• Elektronische Bänder in Festkörpern

• Bewegung von Ladungsträgern

• Magnetische Eigenschaften

• Optische und dielektrische Eigenschaften

• Halbleiter

• Supraleitung

Lernziele und Kompetenzen:

Statistische Mechanik

• Kenntnisse der thermodynamischen Funktionen und Fähigkeit zur Anwendung thermodynamischer Methoden

• Verständnis der Grundlagen des statistischen Zugangs im Gleichgewicht

• Kenntnis der fundamentalen Resultate der statistischen Physik und Fähigkeit, diese anzuwenden, insbesondere in der Physik kondensierter Materie

• Kenntnis der Grundlagen der Theorie der Phasenübergänge

• Grundkenntnisse der Theorie der Suprafluidität und der Supraleitung

• Grundkenntnisse der Dichtefunktionaltheorie

Physik kondensierter Materie

• Kenntnis des atomaren Aufbaus fester Körper und der experimentellen Methoden zu dessen Bestimmung

• Verständnis der thermischen, elektrischen, magnetischen und optischen Eigenschaften von Festkörpern auf atomistischer Grundlage

• Kenntnis grundlegender Eigenschaften von Halbleitern und einfacher Bauelemente

• Grundkenntnisse der Phänomene der Supraleitung
  

Literatur:

• Landau & Lifschitz, Statistische Physik, 1991

• Reichl, A modern course in statistical physics, 1998

• Ibach & Lüth, Festkörperphysik, 2006
  

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:
Das Modul ist im Kontext der folgenden Studienfächer/Vertiefungsrichtungen verwendbar:

1. Physik (Bachelor of Science)
   (Po-Vers. 2010 | Integrierter Bachelor- und Masterstudiengang (Forschungsstudiengang) | Module des 3. bis 6. Fachsemesters | Integrierter Kurs 2: Statistische Mechanik und Physik kondensierter Materie)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Mündliche Prüfung: Statistische Mechanik (Prüfungsnummer: 62802)

Prüfungsleistung, mündliche Prüfung, Dauer (in Minuten): 25, benotet

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 50.0 %

Erstablegung: WS 2014/2015

1. Prüfer:

Florian Marquardt

Mündliche Prüfung: Physik kondensierter Materie (Prüfungsnummer: 62801)

Prüfungsleistung, mündliche Prüfung, Dauer (in Minuten): 25, benotet

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 50.0 %

Erstablegung: WS 2014/2015

1. Prüfer:

Heiko B. Weber