Prüfungsfragen Physik ed

Experimentalphysik ed

Atomphysik ed

Kernphysik ed

(Bolse)

Aus welchen Teilchen ist die Welt aufgebaut?

Quarks, Gluonen, Leptonen, Neutrinos,....

Eigenschaften? z.B Quarks

Quark-Gruppierung

sonstige Eigenschaften von Teilchen?

Farbladung (starke WW)

Reichweite der starken WW?

unbegrenzt

Potential der starken WW?

\( - K_1 \frac 1 r + K_2 r \)

zeichnen!

warum kommen sich die Teilchen nicht beliebig nahe?

asymptotische Freiheit (...nicht Drehimpulsbarriere!)

weitere Eigenschaften von Leptonen?

schwache Ladung (wichtig bei Neutrinos)

WW-Austauschteilchen?

Gluonen (stark) W+, W-, Z-Bosonen (schwach)

warum ist die Reichweite der schwachen WW begrenzt?

virtuelle Teilchen, nur durch E-t-Unschärfe, haben Masse -> begrenztes Leben (ca. 10^-18 cm)

Folge der Potentialfunkion?

Confinement

woher weiß man, dass Nukleonen trotzdem eine innere Struktur besitzen?

innere Anregungen, magnetisches Dipolmoment des Neutrons

kann man die Quarkstruktur sichtbar machen

...irgendein Experiment....gab den Nobelpreis dafür...

warum kann man Nukleonen trennen?

Yukawa-Potential ( \( \frac 1 r e^{ - a / r } \) ) (malen)

warum nicht das Potential der starken WW?

Abschirmung der Farbladungen ("Baryonen sind weiß")

wieso dann überhaupt starke WW zwischen Nukleonen?

fluktuierende, induzierte "Dipolmomente"

wie Kernstruktur einfach untersuchen?

Rutherford's Streuexperiment (Goldfolie), \( \drac{ d\sigma }{ d\Omega } = \frac{ Z_1^2 Z_2^2 }{ E^2 } \frac{ 1 }{ sin^4( \theta / 2 ) } \) (zeichnen), ab bestimmten Winkeln ergeben sich Oszillationen (zeichnen)

nein... I über E zeichnen (1/E^2)

Abbruchkante bei zu hoher Energie, weil da das alpha-Teilchen dem Kern so nahe kommt, starke WW tritt ein (attraktiv), wird wieder mehr nach vorne gestreut

Streuung mit Elektron bei 300MeV

Spin-Bahn-WW, Mott-Streuung ( \( \drac{ d\sigma }{ d\Omega }_{Mott} \propto \drac{ d\sigma }{ d\Omega }_{Ruther} ( 1 - \beta^2 sin^2( \theta / 2 ) ) \) ), für relativistisches Teilchen geht \( \beta \) gegen 1 und hinten wird ein Cosinus draus

ausgedehnte Teilchen?

zusätzlicher Faktor \( \vert F ( \vec k ) \vert ^2 \) , k ist Streuvektor, F ist Fourier-Transformtierte der Streuzentrendichte \( F ( \vec k ) \propto \int d^3r \rho( \vec r ) e^{ - i \vec k \vec r } \)

Kohlenstoffkern mit 12 Nukleonen, Formfaktor?

zeichnet Streuzentrendichte, einfachster Fall (rechteckig), dann Saxon-Woods (abgerundet), Formfaktor dann Fourier-Transformiert (=Beugungsbild Einfachspalt), das gibt dann Oszillationen im I-E-Diagramm

Molekülphysik ed

Festkörperphysik ed

Theoretische Physik ed

Klassische Mechanik ed

(Weiß)

Erhaltungssätze, deren Vorraussetzungen

2 Körperproblem

Schwerpunktsystem, relative Koordinaten, reduzierte Masse

Kepler-Gesetze?

Prinzipien der Mechanik?

Integral- und Differentialprinzip

Lagrange-Gleichungen 1. Art, woher, wieviele Variablen, was sind Lagrangemultiplikatoren, wozu?

Lagrange-2, wieviele Variablen?

was sind generalisierte Variablen?

Wie sieht die L-Funktion aus?

L = T - V (für konservative Potentiale)

sonstige Potentiale

zeitabhängig, EM-Potential

Wie sieht L dann aus?

...gemeinsames Herleiten... L = T - V -

wie ist die Hamiltonfunktion definiert?

Legendre-Transformation von L (mit Erklärung von L-Trafo)

Vorteil von Hamilton

kanonische Transformationen (kan. Gl. bleiben inv.)

Wann ist eine Variable eine Erhaltungsgröße?

Poissongl. mit H = 0, nicht explizit zeitabh..... (Bewegungsgleichung der Variable)

Quantenmechanik ed

(Weiß)

wie findet man den Grundzustand des harm. Osz.?

a |phi> = 0

warum sind nicht alle Probleme so einfach wie der harm. Osz.?

...ist halt harmonisch...

Knotenzahl des n-ten angeregten Zustands?

n (wegen Orthognalität)

Ritzsches Variationsprinzip?

= E .... Koeffizienten a_i ...Variation.... bei sym. Potential so, dass x sym

(Haken)

Wie kommt man auf die fundamentale Wellengl. der QM?

klassiche Observablen -> Operatoren (Ortsdarstellung: p -> - i hbar Nabla, E -> H)

wie sehen Erhaltungsgrößen in der QM aus?

[ f, H ] = 0

Hamilton-Fkt. von H-Atom?

H = p^2/2m - e^2/r

Erhaltungsgrößen beim H-Atom?

L^2, L_z, H und evtl. S^2, S_z (alle gleichzeitig messbar)

wie beschreibt man den Spin?

Spin-Matrizen ([ S_x, S_y ] = i hbar S_z,.... Pauli-Matrizen)

Elektron im EM-Feld mit Spin?

Pauli-Gleichung (Terme? -> paramegnetisch, diamagnetisch, WW des Spins mit äußerem Feld, etc)

Wie würde man Spin-Bahn-Kopplung einbauen?

zusätzlich - C L S (Konstante C prop. zu 1/r^3)

nur WW mit Magnetfeld, H=?

H = 1/2m ( p - e/r A )^2

was macht das Elektron nun?

Spiralbahn (quantisiert, Landau-Niveaus, Lsg der Schrödinger-Gl im B-Feld)

Elektrodynamik ed

(Weiß)

Maxwellgl. und entsprechende Gesetze?

Bedeutung beider Teile im Induktionsgesetz dtPhi?

A dtB + dtA B, dtB -> MGl1, dtA -> Transformationsverhalten der em. Felder

Transformation der Feldgrößen?

Lorentz-Transformation

Maxwell-Glied? warum nötig?

...lässt rechnen

(Haken)

was ist allgemeiner, diff. oder int.?

integral (B=const, Induktion durch Leiter-Bewegung, wird nicht von diff erklärt)

Kontinuitätsgl. + Herleitung

Wellengl. + Herleitung + Lösungsansatz

Wie für Potentiale entkoppeln?

Lorentz-Eichung...

MGl3 in Materie?

div D = 4 pi rho,... nicht rho_g (rho_g im Vakuum), ... rho_g = rho - div P... Polarisationsladung erklären

was repräsentiert rho_g?

Ladungsdichte der freien Ladungsträger ("hauptsächlich")

MGl3 für Isolator

div D = 0, keine freien Ladungsträger

Beziehung zwischen D und E?

D = epsilon E (D: Wirkung, E: Ursache, epsilon: Vermittlung, Greensche Fkt.)

welche Varraussetzungen sind gemacht worden?

Wirkung D ist instantan, Medium isotrop

was, wenn Medium anisotrop

epsilon -> Tensor

Wellengl. in Materie dann?

...Telegraphengleichung...

Thermostatistik ed

(Weiß)

wo braucht man die Legendre-Transformation?

Potentiale...

Potentiale?

F, G, H, Omega (Variablen, von denen sie abhängen)