Modulbeschreibung
Quantenmechanik
Kurzzeichen:
Unterrichtssprache:
ECTS-Credits:
Arbeitsaufwand (h):
Leitidee:
Die Studierenden
- kennen die mit unserer Alltagserfahrung und der klassischen Physik im Widerspruch stehenden Schlüsselexperimente, die zur Entwicklung der Quantenmechanik führten
- 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 ausgewählten Beispielen die vielseitigen Anwendungen und Einsatzgebiete der Quantenphysik kennen.
Modulverantwortung:
Lehrpersonen:
Standort (angeboten):
Vorausgesetzte Module:
Zusätzliche Eingangskompetenzen:
Im weiteren müssen Sie die beiden Module Elektrotechnik & Lineare Algebra 1 und 2 absolviert haben.
Modultyp:
Bemerkungen:
Das Modul findet im Herbstsemester statt.
Das Modul findet online statt.
Modulbewertung:
Leistungsnachweise und deren Gewichtung
Modulschlussprüfung:
Bemerkungen zur Prüfung:
Es findet eine schriftliche Modulschlussprüfung (Dauer: 60 Minuten) statt.
Während der Unterrichtsphase:
Bewertungsart:
Gewichtung:
Es findet eine schriftliche Modulschlussprüfung (Gewicht 100%) statt.
Bemerkungen:
Inhalte
Angestrebte Lernergebnisse (Abschlusskompetenzen):
Die Studierenden
- kennen die mit unserer Alltagserfahrung und der klassischen Physik im Widerspruch stehenden Schlüsselexperimente, die zur Entwicklung der Quantenmechanik führten
- 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 ausgewählten Beispielen die vielseitigen Anwendungen und Einsatzgebiete der Quantenphysik kennen.
Modul- und Lerninhalt:
-
Der Kurs hat zwei Schwerpunkte:
1) Neue Konzepte in der QM versus klassische Physik
• 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
2) Quanteninformation und Quantencomputing
• Verschränkung und das EPR-Paradoxon
• Sichere Daten durch Quantenkryptographie
• Konzepte der Quantenkommunikation
• Quantencomputing: Bit versus QBit
Lehr- und Lernmethoden:
Vorlesung, Unterrichtsgespräch im Klassenverband, Selbststudium
Lehrmittel/-materialien:
Skript und Paper (Primärliteratur)
Bemerkungen:
Die Unterrichtssprache ist Deutsch, die Kursunterlagen sind teilweise in Englisch