Modulbeschreibung
Faszination der Quanten - Konzepte und Anwendungen der modernen Physik
Kurzzeichen:
M_FaQ
Unterrichtssprache:
Deutsch
ECTS-Credits:
2
Arbeitsaufwand (h):
60
Leitidee:
Die Studierenden
- wissen, welche Fragestellungen und Experimente um 1900 eine neuen Theorie - die Quantentheorie - notwendig machten.
- kennen die mit unserer Alltagserfahrung und damit der klassischen Physik im Widerspruch stehenden Schlüsselexperimente, die zum Auslöser der Entwicklung der Quantenmechanik wurden.
- wissen, was Quantenobjekte sind und welche typischen Phänomene Quantenobjekte zeigen.
- können das Verhalten von Quantenobjekten in definierten experimentellen Situationen qualitativ beschreiben.
- erkennen bei Vorgängen in der Natur und bei technischen Anwendungen die Grenzen der klassischen Physik.
- kennen moderne technische Einsatzgebiete der Quantenmechanik.
- lernen an Beispielen die vielseitigen Anwendungen und Einsatzgebiete der Quantenphysik kennen.
Modulverantwortung:
Prof. Dr. Michler Markus
Lehrpersonen:
Prof. Dr. Michler Markus, Prof. Dr. Rinner Stefan
Standort (angeboten):
Buchs, Waldau St.Gallen
Vorausgesetzte Module:
Modultyp:
Bemerkungen:
Das Modul findet im Herbstsemester statt.
Das Modul wird in Buchs und St. Gallen ausgeschrieben, wenn es nur einem Standort stattfindet, wird es hybrid angeboten.
Modulbewertung:
Note von 1 - 6
Leistungsnachweise und deren Gewichtung
Während der Unterrichtsphase:
Während der Unterrichtsphase wird eine Prüfung durchgeführt.
Bewertungsart:
Note von 1 - 6
Gewichtung:
Während der Unterrichtsphase wird eine Prüfung durchgeführt (Gewicht 100%).
Bemerkungen:
Es findet keine abgesetzte Modulschlussprüfung statt.
Inhalte
Angestrebte Lernergebnisse (Abschlusskompetenzen):
Die Studierenden
- wissen, welche Fragestellungen und Experimente um 1900 eine neuen Theorie - die Quantentheorie - notwendig machten.
- kennen die mit unserer Alltagserfahrung und damit der klassischen Physik im Widerspruch stehenden Schlüsselexperimente, die zum Auslöser der Entwicklung der Quantenmechanik wurden.
- wissen, was Quantenobjekte sind und welche typischen Phänomene Quantenobjekte zeigen.
- können das Verhalten von Quantenobjekten in definierten experimentellen Situationen qualitativ beschreiben.
- erkennen bei Vorgängen in der Natur und bei technischen Anwendungen die Grenzen der klassischen Physik.
- kennen moderne technische Einsatzgebiete der Quantenmechanik.
- lernen an Beispielen die vielseitigen Anwendungen und Einsatzgebiete der Quantenphysik kennen.
Modul- und Lerninhalt:
-
Die Physik um 1900 und die Notwendigkeit einer neuen Theorie
-
Schrödingers Gleichung und die Aufenthaltswahrscheinlichkeit
-
Quantenmechanisches Tunneln und das Rastertunnelmikroskop
-
Der quantenmechanische Messprozess und Schrödingers Katze
-
Interferometrie und „Welcher-Weg-Information“
-
Heisenbergs Unschärferelation und ihre Konsequenzen
-
Geheimnisvolle Verschränkung und das EPR-Paradoxon
-
Sichere Datenverschlüsselung durch Quantenkryptographie
- Computer versus Quantencomputer
Lehr- und Lernmethoden:
Vorlesung mit interaktiven Experimenten, Übungen, Selbststudium
Lehrmittel/-materialien:
Skript bzw. Vorlesungskopien
Buchempfehlung: Verschränkte Welt : Faszination der Quanten / Jürgen Audretsch