Bachelor Kolloquium in Theoretischer Physik

Bei Florian Marquardt wird eine solche Prüfung normalerweise so aussehen: Wir vereinbaren kein Spezialthema und legen nicht den Schwerpunkt auf eine gewisse Vorlesung, aber dafür werden von den Vorlesungen eher die einfacheren, grundlegenderen Kenntnisse verlangt.

Physikalisches Verständnis ist wichtig, und wird z.B. abgefragt, indem einfache Skizzen verlangt werden (Bsp.: wie sehen die Wellenfunktionen des Teilchens im Kasten aus für die untersten Energieniveaus? Ändern sich diese, wenn die Masse sich ändert?). Es sollte auch möglich sein, einfache Zusammenhänge sauber abzuleiten (z.B. wie bekommt man aus der zeitabhängigen Schrödingergleichung die zeitunabhängige Variante?). Es wird nicht verlangt, dass kompliziertere Formeln auswendig parat sind, aber Dinge wie die Fermiverteilung oder die Energieniveaus des harmonischen Oszillators sind selbstverständlich zu beherrschen.

Da ohnehin nur die einfacheren Dinge gefragt werden, und diese weltweit einheitlich gelehrt werden, ist kein spezielles Buch oder Skript gefragt.

Bei der Vorbereitung sollte man sich immer fragen: "Was sind die wenigen allerwichtigsten Gleichungen/Konzepte? Wie kann ich daraus im Prinzip alles weitere mir herleiten?" Der typische Fehler ist, sich durch die Länge der Bücher/Skripten verwirren zu lassen und dann noch nicht einmal die einfachsten Ideen sicher zu beherrschen. Die wichtigsten Ideen/Formeln/Skizzen einer jeder Vorlesung lassen sich auf typischerweise drei A4 Seiten zusammenfassen, oder eher weniger.

Die wichtigsten Themen aus den einzelnen Gebieten:

Quantenmechanik:

  • Schrödingerglg., Herleitung der zeitunabhängigen SGl
  • Qualitativ: Eigenwerte und -funktionen für beliebige 1D Potentiale
  • Zeitentwicklung eines beliebigen Zustandes, bra- / ket-Notation
  • Unschärferelation
  • Harmonischer Oszillator, Erzeuger und Vernichter
  • Wasserstoffatom
  • Tunneln
  • Phasen- vs. Gruppengeschwindigkeit

Elektrodynamik:

  • Maxwellgleichungen
  • Herleitung der Wellengleichung, Eigenschaften der Strahlung
  • Elektrostatik und Magnetostatik, Anwendung des Satzes von Gauss oder Stokes auf einfache Beispiele
  • Feldlinien in Anwesenheit von Metallen oder Dielektrika
  • Kapazität, Feldenergie
  • Dipole

Statistische Physik und Thermodynamik:

  • Boltzmannverteilung für klassisches Gas in beliebigem Potential
  • Boltzmannverteilung für Quantensystem, Zustandssumme
  • freie Bosonen oder Fermionen
  • chemisches Potential
  • Magnetisches System (z.B. Ising-Spin-Modell), Phasenübergang und Ordnungsparameter
  • Wärmekraftmaschine
  • Einfache thermodynamische Relationen
  • Phasendiagramm

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Current issue: Newsletter No 15 - April 2020

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