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Experimentalphysik III - Relativitätstheorie, Quantenphysik, Kern- & Teilchenphysik

Web: moodle.quantumtechnology.info

Sprechstunde: Direkt nach Vorlesung

Bücher:

• Randy Harris: Moderne Physik
• A. P. French: Die spezielle Relativitätstheorie

1. Grenzen der klassischen Physik

1.1 Mechanik

Ende des 17. Jahrhunderts: Issac Newton

Erfolg: Vorhersage des Neptun aus Abweichungen der Umlaufbahn von Uranus

Problem: Merkurbahn

Periheldrehung: 5,74 ''/a

Theorie: 5,32 ''/a

Erklärung mit allg. Relativitätstheorie

1.2 Elektromagnetismus

Mitte des 19. Jahrhunders: James Clerk Maxwell

Erfolg: Vereinheitlichung der Gesetzte von Gauß und Ampère & Faraday

Problem:

• fehlendes Ausbreitungsmedium für Licht
• Photoelektrischer Effekt

1.3 Thermodynamik

Beginn 20. Jahrhundert

Gleichverteilungssatz (Wärmekapazität von Festkörpern):

Mittlere Energie je Atom (6 Freiheitsgrade: 3 Kinetische Energie, 3 Potentielle Energie)

bei niedriger Temperatur Abweichung: $E_{mittel} = 0$

Schwarzkörperstrahlung

1.4 Spektroskopie

Beginn des 20. Jahrhunderts

Warum diskrete Spektrallinien?

Warum stürzt Elektron nicht in Atomkern (bewegte Ladung) beim Umkreisen des Atoms?

Denn bewegte Ladung $\Rightarrow$ Abstrahlung

Einteilung der Physik

1.5 Technologische Relevanz der neuen Konzepte

Relativitätstheorie:

• GPS-Systeme

  

Quantenmechanik:

• Atomuhren

• Kernspintomographie

  

• Supraleitende Quanten-Interferenz-Detektor (SQUID)

  

Teilchenphysik:

• Szintigraphie (mit radioaktiven Präparaten)

  

• Positronenemissionstomographie

  

• Strahlentherapie

Kernphysik:

• Kernkraft

  

• Radiokarbonmethode

Ende 19 October A