Siegel der Universität

Universität zu Köln
line
Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Fachgruppe Physik

I. Physikalisches Institut

Home

Molecular Physics I

Prof. Dr. S. Schlemmer

Allgemeine Informationen
Vorlesung Prof. Dr. S. Schlemmer
Übungsleitung Monika Koerber
Zeitraum 11.10.2010 - 01.02.2011
Vorlesungen
Mo 12-13:30h Seminarraum I. Physik
Di   12-12:45h Seminarraum I. Physik
Übungen Di 12:45-13:30h Seminarraum I. Physik
   
Content: Main Lecture
Datum Thema Exercise
     
11.10.2010  Introduction: Molecules as Probes for the evolution of the universe  
12.10.2010 Absorption and Emission of Molecules under non-equilibrium
Modes of a Resonator: Spectral and Spatial Mode Density
Black Body Radiation: Planck's Radiation Law		  
18.10.2010 time dependent and stationary Schrödinger Equation, Transition Dipole Moment Exercise1
19.10.2010 Absorption and Emission of Light: Einstein A- and B- Coefficients  
25.10.2010 Lambert-Beer's Law, line shapes, pressure broadening Exercise2
02.11.2010 The Many Particle Problem: Schrödinger Equation for a polyatomic Molecule  
08.11.2010 Eckart Conditions (Reference)  
08.11.2010 H2+: the simplest molecule Exercise3
09.11.2010 Molecular Orbital: LCAO Approximation
Argus-Lab		  
09.11.2010 The H2-Molecule: Effect of eletron repulsion (1/r)  
15.11.2010 Electronic States of Diatomic Molecules: MO, +/- and g/u Symmetry, Aufbau-Principle of diatomic Molecules, united atom and separated atoms Solution3
16.11.2010 O2, LiFand heteronuclear diatomic molecules, Coupling of angular Momenta, description of the highest unoccupied MO, Summary MOs Maple1, Maple2
22.11.2010 The Chemical Bond, Mulipole Interaction, (Multipole Expansion)  
23.11.2010 Rotation and Vibration of diatomic molecules, Schrödinger Equation and Separation of variables Exercise4, Paper
29.11.2010 Vibrational Motion (Morse Potential), Energy levels of anharmonic oscillator.  
30.11.2010 Ro-Vibrational Spectrum of a diatomic molecule, Combination differences, Fortrat Diagram PGopher Exercise5
06.12.2010 Intensity of molecular spectra, Transition Dipole Moment for diatomic molecules  
07.12.2010 Transition Dipole Moment for diatomic molecules, Electronic transitions  
13.12.2010 Ro-vibrational spectra of diatomic molecules, Rotational Transition Probabilities, Hönl-London factors, Boltzmann-Plot and rotational temperature  
14.12.2010 Hönl-London factors, Boltzmann-Plot and rotational temperature, Rotation of a polyatomic molecule, Classification of Rotors

 
20.12.2010 Hamiltonian of symmetric rotor, transformation lab frame - molecular frame  
10.01.2011 Transformation under Rotation: Generator for angular momentum operator about an arbitrary axis  
10.01.2011 Angular Momentum for spherically symmetric problem (e.g. atom and linear molecule) and for symmetric rotor molecule (3 Euler angles)  
11.01.2011 Transformation lab frame - molecular frame, Eigenvalues and Eigenvectors for symmetric rotor (prolate and oblate), energy diagrams, spectra of symmetric rotor molecules, centrifugal distortion constants for polyatomic molecules Exercise6, CH3CCH-exp, linelist
17.01.2011 Transition Probabilities symmetric rotor  
18.01.2011 Symmetry propoerties and degeneracies g_i  
24.01.2011 Asymmetric Rotor  
25.01.2011 Eigenvalues asymmetric rotor  
31.01.2011 Transition Probabilities and symmetry properties of asymmetric rotor functions  

Einführungsvorlesung für den Schwerpunkt und das phys.Nebenfach im Masterprogramm: Molekülphysik

Einfuehrungsvorlesung im physikalischen Wahlpflichtfach (Diplom): Atom- und Molekülphysik

Leistungsnachweis: Aktive Teilnahme an den Übungen

Prüfungsrelevanz:
Master: The module is passed by passing an oral examination covering the topics of all attended courses. To be admitted to the exam, students must actively participate in the problem sessions (including the solution of homework problems) and present a scientific talk in the seminar course. The grade given for the module is equal to the grade of the oral examination.

Diplom: Für das physikalische Wahlpflichtfach Atom- und Molekülphysik sind 8 SWS (davon 2 SWS Oberseminar) erforderlich. Diese Einführungsveranstaltung in das Wahlpflichtfach trägt mit 4 SWS bei.

Übungsaufgaben
Regeln Eine regelmässige und selbsständige Bearbeitung der Aufgaben wird sehr empfohlen.
Ausgabe jeden Dienstag in der Übungsgruppe in Papierform und als PDF per download
Abgabe folgenden Montag in der Vorlesung
Besprechung folgenden Dienstag in den Übungsgruppen 
Vorlesungsskript  ---
   
References (Molecular Phyics I and II)
  1. Spectra of Atoms and Molecules, Peter F. Bernath,
    Oxford university Press, Oxford 1995, ISBN 0-19-507598-6
  2. Atoms, Molecules and Photons, W. Demtröder, Springer, ISBN 10-3-540-20631-6
    also in German: Experimentalphysik 3, Springer Lehrbuch, ISBN 3-540-57096-9
  3. Aufbau der Moleküle, F. Engelke
    Teubner, Stuttgart 1985, ISBN 3-519-03056-X
  4. Molekülphysik und Quantenchemie, Haken, Wolf
    Springer-Lehrbuch, Berlin 1994, ISBN 3-540-57460-3
  5. Microwave Spectroscopy, C.H. Townes, A.L. Schawlow
    Dover Publications, Inc., New York, ISBN 0-486-61798-X
  6. Microwave Molecular Spectra, W. Gordy, R.L. Cook
    John Wiley & Sons, New York, ISBN 0-471-08681-9
  7. G. Herzberg in 3 volumes
  • Band I, Spectra of diatomic molecules
  • Band II, Infrared and raman spectra of polyatomic molecules
  • Band III, Electronic spectra and electronic structure of polyatomic molecules
    Krieger Publishing Company, Malabar, Florida, ISBN 0-89464-270-7
Weitere Weblinks
Fachgruppe Physik www.physik.uni-koeln.de
Fachschaft Physik http://www.uni-koeln.de/studenten/fs-physik/
Deutsche Physikalische Gesellschaft www.dpg-physik.de
Physik.de www.physik.de

Modern Methods in Molecular Physics

Prof. Dr. T. Giesen

Allgemeine Informationen
Vorlesung Prof. Dr. T. Giesen, Prof. Dr. S. Schlemmer
Zeitraum 11.10.2010 - 01.02.2011
Vorlesungen
Fr 8:30 – 10:00h Seminarraum I. Physik

 

Content:
Date Subject   Suggested
Reading
22.10.2010 Introduction:Pressure, Density, Vacuum, mean free path, Diffusion coefficient, Viscosity, Heat conduction lecture_1
Figures_1_and_2		 M1, M6
29.10.2010 Fundamentals of Vacuum, flow regimes:
molecular vs. viscous (Knudsen number), laminar vs. turbulent (Reynolds number)
Ionisation Gauge		 lecture_2 M1, M6, M10
05.11.2010 Mass Spectrometry (Magnetic Sector field,Time-of-Flight, Penning Trap) lecture_3 M2
12.11.2010 Mass Spectroemtry (Ion Cyclotron Resonance, Quadrupole) lecture_4
lecture_5		 M4, M9
19.11.2010 Inhomogeneous RF fields, Ion Counting lecture_5a
lecture_6		 M9
26.11.2010 Radiation Sources - Lasers lecture_7 M3
03.12.2010 Principles of Lasers lecture_8 M3, M11
10.12.2010 Induced Emission versus Spontaniuous Absorption lecture_9 M12
17.12.2010 Resonator Losses lecture_10 M3, M12
14.01.2011 Stable Resonators and Laser Modes    
21.01.2011 Gas Lasers, Solid State Lasers, Excimer Lasers    
28.01.2011 Gaussian Beams    
04.02.2011      
Literaturempfehlung (Modern Methods in Molecular Physics, referred to as M# in list)
  1. Textbook on Physical Chemistry, e.g. Atkins or Moore
  2. Molecular Beam Methods, G. Scoles (ed.), Oxford University Press, 1988
  3. Laser Spectroscopy, W. Demtröder, Springer, ISBN 3-540-57171-X 2nd edition(!)
  4. Quadrupole Mass Spectrometry and its Application, P.H. Dawson, Elsevier Scientific Publishing Company, Amsterdam-Oxford-New York, 1976
  5. Fundamentals if IR detector operation and testing, J.D. Vincent, Wiley
  6. Building Scientifc Instruments, J.H. Moore, C.C. Davis and M.A.Coplan, Addison Wesley, ISBN 0-201-13189-7 (paperback)
  7. Technische Grundlagen der Radioastronomie, O. Hachenberg und B. Vowinkel, BI Verlag
  8. Fourier transforms in NMR, optical and mass spectrometry. A user's handbook. Alan G. Marshall and Francis R. Verdun Elsevier, Amsterdam (1990)
  9. Inhomogeneous Radiofrequency Fields, D. Gerlich, "A Versatile Tool for the Study of Processes with Slow Ions" in: State‑Selected and State‑to‑State Ion‑Molecule Reaction Dynamics, edited by C.Y.Ng and M. Baer. Advances in Chemical Physics Series, LXXXII, J. Wiley & Sons (1992)
  10. The Molecular Theory of Gases and Liquids, Joseph O. Hirschfelder, Charles F. Curtiss, R. Byron Bird, available in physics library.
  11. Laser, Kneulbühl / Sigrist, Teubner Studienbücher, Physik
  12. Laser Beams and Resonators, Kogelnik and Lee, Applied Optics Vol. 5, page 1550 - 1567 (1966)

Astrophysik 2

Prof. Dr. J. Stutzki

Allgemeine Informationen
Lecture Prof. Dr. J. Stutzki, I.Physikalisches Institut (phone 3494)
Exercises Dr. Yoko Okada, I. Physikalisches Institut (phone 1334)
Lecture no. 6195
Time period Oct. 19th, 2010 - Feb. 3rd., .2011
Lecture Time Slot Wednesday 08:30 - 10:00 HS III and Thursday 12:00 - 13:30 in the  Seminarraum I. Physik
Exercises Time Slot Tuesday, 10:00-11:30 in the  Seminarraum I. Physik
Klausur

 

 

Inhalt

 

Date Lecture pdf-template tablet-version Exercise
Oct 19th Overview/ISM Section 1.1   Sheet 1
Oct 21th HII regions Section 1.2    
Oct 26th HII regions/synchrotron radiation Section 1.3   Sheet 2
Oct 28th Synchrotron radiation      
Nov 2nd radiation from interstellar dust Section 1.4 Tablet 1.4 Sheet 3
Nov 4th line radiative tranfer, basics Section 1.5    
Nov 10th line radiative transfer,HI 21 cm Section 1.6   Sheet 4
Nov 11th     KARNEVAL ? Section 1.7    
Nov 17th
line radiative transfer, molecules, escape prob.
     
Nov 18th measuring optical depth, column density      
Nov 24th PDRs PDR lecture PDR tablet Sheet 5
Nov 25th measuring temperature, density, mass;
cloud structure		      
Dec 1st Astrochemistry Section 1.8    
Dec 2nd Star formation 1 Section 1.9    
Dec 8 Star formation 2 Lecture    
Dec 9 Star formation 3 Lecture    
Dec 15 Star formation 4 Lecture    
Dec 16 Star formation 5 Lecture    
Dec 22        
Dec 23        

 

Astrophysics II (Master):

Contents and Topics

  • interstellar medium (ISM)

    • interstellar gas (ionized/neutral, atomic,/molecular), interstellar clouds (structure and dynamics), observational diagnostics

      • HII regions
      • photon dominated regions,
      • shock fronts
    • radiation mechanisms

      • free-free emissoin
      • synchrotron emissoin
      • dust continuum
      • line emission
      • radiative transport and excitation
    • astrochemistry
    • heating and cooling of the interstellar medium
  • star formation

    • graviational stability
    • low-mass / high mass star formation
    • collapse and accretion disks
    • formation of planetary systems
  • galaxies

    • classification
    • structure and dynamics, stellar dynamics
    • galactic nuclei
    • dark matter
    • galaxy evoluton
  • large scale distribution of matter

    • galaxy clusters,
    • large scale structure
    • dark matter, dark energy
    • gravitational lensing
    • experimental cosmology
recommended literature (to be updated)

Bücher

  • J. Binney, M. Merrifield, Galactic Astronomy
  • Binney & Tremaine, Galactic Dynamics, Princton University Press
  • Lang, R., Astrophysical Formulae, Vol. I & II, Springer
  • F. Shu, The Physical Universe, University Science Book
  • F. Shu, The Physics of Astrophysics, Vol. 1 & 2
  • A. Unsoeld, B. Baschek, Der neue Kosmos
  • H.H. Voigt, Abriss der Astronomie
  • Weigert, Wendker, Wisotzki, Astronomie & Astrophysik, Wiley

WWW-Resourcen

Kataloge etc.:

Exercises
hand-out download as PDF (hand-out in paper form only if explicitely requested)
turn-in tbd
execution Groups of maximum 3 people, (group work is recommended), one hand written sheet with solutions per group required
rating correction by teaching assistant, credit points according to these corrections
discussion during the exercise time-slot
Each individual submitting a solution sheet (also as part of 3-people group), has to be able to present the solution on the blackboard. If this is not the case, the credit points given may be reduced. Half of the maximum credit points are required.

Korollar: um die Übungen vorrechnen zu können, muß man natürlich physisch anwesend sein.  Explizit bedeutet das, daß wir die Anwesenheit kontrollieren, und daß eine Voraussetzung zur Zulassung zu der Klausur die Anwesenheit bei 75% der Übungstermine ist.  Alles, was über 25% Abwesenheit hinausgeht, muß glaubhaft entschuldigt sein.

 

Weitere links
Fachgruppe Physik www.physik.uni-koeln.de
Fachschaft Physik http://www.uni-koeln.de/studenten/fs-physik/
Deutsche Physikalische Gesellschaft www.dpg-physik.de
Physik.de www.physik.de

Molecular Physics I

Prof. Dr. S. Schlemmer

Allgemeine Informationen
Vorlesung Prof. Dr. S. Schlemmer
Übungsleitung Monika Koerber
Zeitraum 11.10.2010 - 01.02.2011
Vorlesungen
Mo 12-13:30h Seminarraum I. Physik
Di   12-12:45h Seminarraum I. Physik
Übungen Di 12:45-13:30h Seminarraum I. Physik
   
Content: Main Lecture
Datum Thema Exercise
     
11.10.2010  Introduction: Molecules as Probes for the evolution of the universe  
12.10.2010 Absorption and Emission of Molecules under non-equilibrium
Modes of a Resonator: Spectral and Spatial Mode Density
Black Body Radiation: Planck's Radiation Law		  
18.10.2010 time dependent and stationary Schrödinger Equation, Transition Dipole Moment Exercise1
19.10.2010 Absorption and Emission of Light: Einstein A- and B- Coefficients  
25.10.2010 Lambert-Beer's Law, line shapes, pressure broadening Exercise2
02.11.2010 The Many Particle Problem: Schrödinger Equation for a polyatomic Molecule  
08.11.2010 Eckart Conditions (Reference)  
08.11.2010 H2+: the simplest molecule Exercise3
09.11.2010 Molecular Orbital: LCAO Approximation
Argus-Lab		  
09.11.2010 The H2-Molecule: Effect of eletron repulsion (1/r)  
15.11.2010 Electronic States of Diatomic Molecules: MO, +/- and g/u Symmetry, Aufbau-Principle of diatomic Molecules, united atom and separated atoms Solution3
16.11.2010 O2, LiFand heteronuclear diatomic molecules, Coupling of angular Momenta, description of the highest unoccupied MO, Summary MOs Maple1, Maple2
22.11.2010 The Chemical Bond, Mulipole Interaction, (Multipole Expansion)  
23.11.2010 Rotation and Vibration of diatomic molecules, Schrödinger Equation and Separation of variables Exercise4, Paper
29.11.2010 Vibrational Motion (Morse Potential), Energy levels of anharmonic oscillator.  
30.11.2010 Ro-Vibrational Spectrum of a diatomic molecule, Combination differences, Fortrat Diagram PGopher Exercise5
06.12.2010 Intensity of molecular spectra, Transition Dipole Moment for diatomic molecules  
07.12.2010 Transition Dipole Moment for diatomic molecules, Electronic transitions  
13.12.2010 Ro-vibrational spectra of diatomic molecules, Rotational Transition Probabilities, Hönl-London factors, Boltzmann-Plot and rotational temperature  
14.12.2010 Hönl-London factors, Boltzmann-Plot and rotational temperature, Rotation of a polyatomic molecule, Classification of Rotors

 
20.12.2010 Hamiltonian of symmetric rotor, transformation lab frame - molecular frame  
10.01.2011 Transformation under Rotation: Generator for angular momentum operator about an arbitrary axis  
10.01.2011 Angular Momentum for spherically symmetric problem (e.g. atom and linear molecule) and for symmetric rotor molecule (3 Euler angles)  
11.01.2011 Transformation lab frame - molecular frame, Eigenvalues and Eigenvectors for symmetric rotor (prolate and oblate), energy diagrams, spectra of symmetric rotor molecules, centrifugal distortion constants for polyatomic molecules Exercise6, CH3CCH-exp, linelist
17.01.2011 Transition Probabilities symmetric rotor  
18.01.2011 Symmetry propoerties and degeneracies g_i  
24.01.2011 Asymmetric Rotor  
25.01.2011 Eigenvalues asymmetric rotor  
31.01.2011 Transition Probabilities and symmetry properties of asymmetric rotor functions  

Einführungsvorlesung für den Schwerpunkt und das phys.Nebenfach im Masterprogramm: Molekülphysik

Einfuehrungsvorlesung im physikalischen Wahlpflichtfach (Diplom): Atom- und Molekülphysik

Leistungsnachweis: Aktive Teilnahme an den Übungen

Prüfungsrelevanz:
Master: The module is passed by passing an oral examination covering the topics of all attended courses. To be admitted to the exam, students must actively participate in the problem sessions (including the solution of homework problems) and present a scientific talk in the seminar course. The grade given for the module is equal to the grade of the oral examination.

Diplom: Für das physikalische Wahlpflichtfach Atom- und Molekülphysik sind 8 SWS (davon 2 SWS Oberseminar) erforderlich. Diese Einführungsveranstaltung in das Wahlpflichtfach trägt mit 4 SWS bei.

Übungsaufgaben
Regeln Eine regelmässige und selbsständige Bearbeitung der Aufgaben wird sehr empfohlen.
Ausgabe jeden Dienstag in der Übungsgruppe in Papierform und als PDF per download
Abgabe folgenden Montag in der Vorlesung
Besprechung folgenden Dienstag in den Übungsgruppen 
Vorlesungsskript  ---
   
References (Molecular Phyics I and II)
  1. Spectra of Atoms and Molecules, Peter F. Bernath,
    Oxford university Press, Oxford 1995, ISBN 0-19-507598-6
  2. Atoms, Molecules and Photons, W. Demtröder, Springer, ISBN 10-3-540-20631-6
    also in German: Experimentalphysik 3, Springer Lehrbuch, ISBN 3-540-57096-9
  3. Aufbau der Moleküle, F. Engelke
    Teubner, Stuttgart 1985, ISBN 3-519-03056-X
  4. Molekülphysik und Quantenchemie, Haken, Wolf
    Springer-Lehrbuch, Berlin 1994, ISBN 3-540-57460-3
  5. Microwave Spectroscopy, C.H. Townes, A.L. Schawlow
    Dover Publications, Inc., New York, ISBN 0-486-61798-X
  6. Microwave Molecular Spectra, W. Gordy, R.L. Cook
    John Wiley & Sons, New York, ISBN 0-471-08681-9
  7. G. Herzberg in 3 volumes
  • Band I, Spectra of diatomic molecules
  • Band II, Infrared and raman spectra of polyatomic molecules
  • Band III, Electronic spectra and electronic structure of polyatomic molecules
    Krieger Publishing Company, Malabar, Florida, ISBN 0-89464-270-7
Weitere Weblinks
Fachgruppe Physik www.physik.uni-koeln.de
Fachschaft Physik http://www.uni-koeln.de/studenten/fs-physik/
Deutsche Physikalische Gesellschaft www.dpg-physik.de
Physik.de www.physik.de

Astrophysik 1

Prof. Dr. A. Eckart

Allgemeine Informationen
Vorlesung Prof. Dr. A. Eckart, I.Physikalisches Institut, Zimmer 205
Übungsleitung

 

 Dr. Matthew Horrobin, mjh [at] ph1 [dot] uni-koeln [dot] de, I. Physikalisches Institut, Zimmer 220
Senol Yazici, syazici [at] ph1 [dot] uni-koeln [dot] de, I. Physikalisches Institut, Zimmer 209
Zeitraum 11.10.2010 - 04.02.2011
Vorlesungen Montag 12:00 - 12:45 und Mittwoch 12:00 - 13:30 im Hörsaal III

Übungen

 

Montag 12:45 - 13:30 im Hörsaal III, 10:00 - 10:45 Uhr und 10:50 - 11:35 Uhr im Seminarraum 1. Physik

Einteilung der Übungsgruppen
Fragestunde Nach Absprache
Klausur

02.02.2011 , 12-14Uhr, 120 min.

Die Klausureinsicht ist am Mi. 16.02.2011 um 14:00Uhr im Seminarraum 1 des 1. Physikalischen Instituts.

Die Klausurergebnisse (nach Klausureinsicht) können hier eingesehen werden.
Nachklausur

07.04.2011 14:00-16:00 im HS II. 120 min.

Die Klausureinsicht ist am Mi. 27.04.2011 um 14:00Uhr im Seminarraum 1 des 1. Physikalischen Instituts.

Die Klausurergebnisse (nach Klausureinsicht) können hier eingesehen werden.


Für Studierende der Bachelor-Studiengänge gilt: an der Nachklausur teilnehmen dürfen:

  • Alle, die die Klausur nicht bestanden haben. Die Nachklausur ist dann der zweite Prüfungsversuch.
  • Alle, die ein Attest für die erste Klausur vorgelegt haben. Die Nachklausur ist dann der erste Prüfungsversuch.
  • Alle Physik-Bachelor-Studenten, die die Klausurzulassung (ausreichend Übungspunkte) haben, sich aber nicht zur ersten Klausur angemeldet hatten. Die Nachklausur ist dann der erste Prüfungsversuch.

Für Studierende der Studiengänge Diplom und Lehramt gibt es keine Teilnahme-Einschränkungen, da die Klausuren keine Prüfungen sind, sondern zur Zulassung für die Vordiplom/Staatsexamensprüfung dienen.

 

Inhalt

Vorlesungen zum herunterladen

Vorlesung 1 11.10.2010
Vorlesung 2 13.10.2010
Vorlesung 3 18.10.2010
Vorlesung 4 20.10.2010
Vorlesung 5 25.10.2010
Vorlesung 6 27.10.2010
Vorlesung 7 03.11.2010
Vorlesung 8 08.11.2010
Vorlesung 9 10.11.2010
Vorlesung 10 15.11.2010
Vorlesung 11 17.11.2010
Vorlesung 12 22.11.2010
Vorlesung 13 24.11.2010
Vorlesung 14 29.11.2010
Vorlesung 15 01.12.2010
Vorlesung 16 06.12.2010
Vorlesung 17 08.12.2010
Vorlesung 18 13.12.2010
Vorlesung 19 15.12.2010
Vorlesung 20 20.12.2010
Vorlesung 21 22.12.2010
Vorlesung 22 10.01.2011
Vorlesung 23 12.01.2011
Vorlesung 24 17.01.2011
Vorlesung 25 19.01.2011
Vorlesung 26 24.01.2011
Vorlesung 27 26.01.2011
Vorlesung 28 31.01.2011

 

Astrophysik I (Bachelor):

  • Grundlagen:

    • Koordinatensysteme
    • Zeit-, Längen-, Massen-, Temperatur-Bestimmung
  • stellare Astrophysik:

    • Eigenschaften,
    • Aufbau und Entwicklung der Sterne
    • Endstadien
  • Die Milchstraße und externe Galaxien:

    • Interstellares Medium
    • Morphologie
    • Grundlagen: Struktur und Dynamik
    • Grundlagen: Galaxien-Kerne
  • Grundlagen der Kosmologie:

    • Entfernungsmessung, großräumige Struktur
    • Verteilung der Materie, Dunkle Materie, Dunkle Energie
    • Urknall und Entwicklung

Astrophysik II (Master):

  • Interstellares Medium:

    • atomare, molekulare Wolken, Diagnostik
    • Photonendominierte Regionen,
    • Stoßwellen
    • Astrochemie
  • Sternentstehung

    • low-mass
    • high-mass
    • Planetenentstehung
  • Galaxienentwicklung

    • Klassifikation
    • Stellardynamik, interne Dynamik
    • Galaxien-Entwicklung
    • Galaxien-Kerne
    • Dunkle Materie
  • Großräumige Struktur des Universums

    • Großräumige Struktur
    • Galaxienhaufen
    • Dunkle Materie, Dunkle Energie
    • experimentelle Kosmologie
Literaturempfehlung

Bücher

  • J. Binney & M. Merrifield, "Galactic Astronomy", 1998, Princeton University Press, Princeton, New Jersey
  • Binney, Tremaine: Galactic Dynamics, Princeton Series in Astrophysics
  • Bowers, Deeming: Astrophysics I: Stars, Jones and Bartlett Publishers
  • Bowers, Deeming: Astrophysics II: Interstellar Matter and Galaxies, Jones and Bartlett Publishers
  • Carroll, Ostlie: An Introduction to modern Astrophysics, Pearson Addison-Wesley Publishing Company
  • John Charap: Explaining the Universe
  • Arnold Hanslmeier: Einführung in die Astronomie und Astrophysik, Spektrum Akademischer Verlag, 2007
  • Karttunen: Fundamental Astronomy, Springer 2007
  • W. Kaufmann, "Universe", 1991, Freeman, New York
  • Sun Kwok, Physics and Chemistry of the Interstellar Medium University Science Books
  • Lang, R., "Astrophysical Formulae" Vol. I & II, Springer, 2000
  • Mihalas, D., "Galactic Astronomy", 1968, Freeman, San Francisco
  • Mihalas, D., "Stellar Atmospheres", 1970, Freeman, San Francisco
  • Ostlie, Carroll: An Introduction to modern Stellar Astrophysics, Pearson Addison-Wesley Publishing Company
  • Pasachoff, J.M., and Fillippenko, A, "The Cosmos: Astronomy in the new Millenium", Harcourt College Publishers, 2001
  • Scheffler, H., and Elsässer, H., "Physik der Sterne und der Sonne", 1990, BI, Mannheim, Wien, Zürich
  • Scheffler, H., and Elsässer, H., "Bau und Physik der Galaxis", 1982, BI, Mannheim, Wien, Zürich
  • Schneider: Einführung in die Extragalaktische Astronomie und Kosmologie, Springer, 2006
  • F. Shu, "The Physical Universe", 1982, University Science Books, Mill Valley, California
  • Unsöld, A., und Baschek, B., "Der neue Kosmos", 1988, Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, New York
  • Weigert, A., und Wendker, H.F., "Astronomie und Astrophysik", 1989, VCH Verlag, Weinheim

WWW-Resourcen

Kataloge etc.:

Literatur Resourcen:

Übungsaufgaben
Ausgabe Montags auf Wunsch in Papierform in der Vorlesung sonst per download als pdf hier. Erstmals: 11.10.2010
Abgabe Am jeweils folgenden Montag vor der Vorlesung. Erstmals: 18.10.2010
Bearbeitung In Gruppen zu max. 3 Personen pro Übung empfohlen, handschriftliche Abgabe eines Exemplars pro Gruppe erforderlich.
Bewertung Nach auf den Übungsblättern angegebener Punktzahl durch die Übungsleiter.
Besprechung

In den Übungsstunden. Erstmals: 25.10.2010
Jeder, der eine Lösung abgibt, muss in der Lage sein, sie in der Übungsgruppe vorzutragen. Andernfalls ist Punktabzug möglich. Die Hälfte der möglichen Punktzahl der Übungsaufgaben muss erreicht werden, um die Scheinkriterien zu erfüllen.

 

Die Gruppen 2 und 3 wurden in den morgen verlegt

Seminarraum 1. Physikalisches Institut, Montags von 10:00 bis 11:30 Uhr.

Die ursprüngliche Übung mit allen Studenten im HSIII ist jetzt in 3 Gruppen aufgeteilt.

Einteilung der Übungsgruppen

 

 

Korollar: um die Übungen vorrechnen zu können, muß man natürlich physisch anwesend sein.  Explizit bedeutet das, daß wir die Anwesenheit kontrollieren, und daß eine Voraussetzung zur Zulassung zu der Klausur die Anwesenheit bei 75% der Übungstermine ist.  Alles, was über 25% Abwesenheit hinausgeht, muß glaubhaft entschuldigt sein.
Aufgaben

Uebungsplan

Uebung 1

Uebung 2

Uebung 3

Uebung 4

Uebung 5

Uebung 6

Uebung 7

Uebung 8

Uebung 9

Uebung 10

Uebung 11

Uebung 12

 

Weitere links
Fachgruppe Physik www.physik.uni-koeln.de
Fachschaft Physik http://www.uni-koeln.de/studenten/fs-physik/
Deutsche Physikalische Gesellschaft www.dpg-physik.de
Physik.de www.physik.de

Experimentalphysik für Studierende der Naturwissenschaften

Prof. Dr. Peter Schilke

Allgemeine Informationen
Vorlesung Prof. Dr. Peter Schilke, schilke [at] ph1 [dot] uni-koeln [dot] de, I.Physikalisches Institut, Zimmer 206a
Übungsleitung Dr. Sven Thorwirth, sthorwirth [at] ph1 [dot] uni-koeln [dot] de, I. Physikalisches Institut, Zimmer 306b
  Dr. Sandra Brünken, bruenken [at] ph1 [dot] uni-koeln [dot] de, I. Physikalisches Institut, Zimmer 306b
Zeitraum 11.10.2010 - 03.02.2011
Vorlesungen

2 St. Mo. 16.00 - 17.30, 2 St. Do. 10.00 - 11.30 im Georg-Simon- Ohm-Hörsaal (HS I) der Physikalischen Institute

(donnerstags 14tägig, im Wechsel mit den Übungen, s.u.)
Übungen/Aufgabenblätter 2 St. Do. 10.00 - 11.30 im Hörsaal I der Physikalischen Institute (14-tägig, s.u.)
Inhalt

Themenschwerpunkte:

  • Grundzüge der klassischen Physik: Mechanik, Wärmelehre, Elektrizität, Magnetismus und Optik
  • Definition der Grundgrößen in der Mechanik, Erhaltungssätze, Statik und Dynamik von festen Körpern, Flüssigkeiten und Gasen, Grenzflächen, Schwingungen
  • Thermodynamische Größen, Hauptsätze der Thermodynamik, thermodynamische Materialeigenschaften
  • Grundbegriffe der Elektrizität und des Magnetismus, elektromagnetische Grundgesetze, elektrische Schaltungen, magnetische Phänomene und Ordnung, elektromagnetische Wellen
  • Wellen- und Teilchencharakter des Lichtes, Beugung und Reflexion, Interferenzeffekte, Strahlenoptik, optische Instrumente, polarisiertes Licht

 

Vorlesungstermine
Mo, 11.10. Mechanik

Zielsetzung, Einleitung, Beispielaufgabe zur graphischen Auswertung

Übungsgruppeneinteilung (Schlemmer)

 Ausgabe Übung 1
Do, 14.10.   Kinematik in einer Dimension  (Schlemmer)  
Mo, 18.10.   Kinematik in mehreren Dimensionen, Newton'sche Axiome Abgabe Übung 1
(vor der Vorlesung!)
Do, 21.10.   Übung 1 Ausgabe Übung 2
Mo, 25.10.   Reibung, Gravitationgesetz  
Do, 28.10.   Arbeit und Energie Abgabe Übung 2
(vor der Vorlesung!)
Mo, 01.11. Allerheiligen    
Do, 04.11.   Übung 2 Ausgabe Übung 3
Mo, 08.11.   Impuls und Stöße, Drehbewegungen  
Do, 11.11.   Schwingungen und Wellen, Gase und Flüssigkeiten  
Mo, 15.11. Thermodynamik Hydrodynamik, Temperatur und ideales Gasgesetz Abgabe Übung 3
(vor der Vorlesung!)
Do, 18.11.   Übung 3

Ausgabe Übung 4

Achtung: neue Version (22.11.10)!

Korrektur Aufgabe 5b (in rot)
Mo, 22.11.   Kinetische Gastheorie, Reale Gase  
Do, 25.11.   erster Hauptsatz der Thermodynamik  
Mo, 29.11.   zweiter Hauptsatz der Thermodynamik Abgabe Übung 4
(vor der Vorlesung!)
Do, 02.12.   Übung 4 Ausgabe Übung 5
Mo, 06.12 Elektrostatik Ladung und elektrisches Feld  
Do, 09.12.   Gauß'sches Gesetz/elektrisches Potential  
Mo, 13.12.   Dielektrika, Kapazität, elektrischer Strom Abgabe Übung 5
(vor der Vorlesung!)
Do, 16.12.   Übung 5 Ausgabe Übung 6
Mo, 20.12. Elektrodynamik Gleichstromkreise, Magnetismus  
Do, 23.12.   Magnetismus, Erzeugung von Magnetfeldern  
Mo, 27.12 Weihnachtsferien    
Do, 30.12. Weihnachtsferien    
Mo, 03.01. Weihnachtsferien    
Do, 06.01. Weihnachtsferien    
Mo, 10.01.   Elektromagnetische Induktion  
Do, 13.01.   Elektromagnetische Wellen  
Mo, 17.01. Optik Strahlenoptik Abgabe Übung 6
(vor der Vorlesung!)
Do, 20.01.   Übung 6 Ausgabe Übung 7
Mo, 24.01.   Linsen und optische Instrumente  
Do, 27.01.   Wellenoptik  
Mo, 31.01. Zusammenfassung Zusammenfassung der Veranstaltung Abgabe Übung 7
(vor der Vorlesung!)
Do, 03.02.   Übung 7  
Übungsaufgaben
Übungstermine: 2 St. Do. 10.00 - 11.30 im Hörsaal I der Physikalischen Institute (14tägig)
Termine und Übungsdownload siehe oben (letzte Spalte bei "Vorlesungstermine")

 

 

Übungsgruppen für Studierende der Biologie (Veranstaltungen im Biozentrum, Zülpicher Str. 47b)
Gruppe 1 (Betreuer: Christoph Konietzko) Hörsaal Biozentrum, Raum 0.024, Erdgeschoss
Gruppe 2 (Betreuer: Sven Fanghänel)  Kursraum I, Raum 0.016, Erdgeschoss
Gruppe 3 (Betreuer: Stefan Brackertz)  Kursraum II, Raum 0.017, Erdgeschoss
Gruppe 4 (Betreuer: Bernhard Greven) Besprechungsraum Morphologie, Raum 2.009, 2. Etage
Gruppe 5 (Betreuerin: Desiree Wenzel) Besprechungsraum Ökologie, Raum 0.311, Erdgeschoss  
Gruppe 6 (Betreuerin: Vera Borchert) Besprechungsraum Botanik, Raum 4.004, 4. Etage
Gruppe 7 (Betreuer: Boyan Kintov) Besprechungsraum Entw. Biol. Raum 3.003, 3. Etage

 

Regeln (Biologen)

Abgabe in Teams bis zu 3 Personen ist möglich. Die Teammitglieder müssen zur gleichen Gruppe gehören!  

Für die Klausur wird die Hälfte der Übungspunkte verlangt und es dürfen höchstens 2 Übungen fehlen.

Eine regelmässige und selbsständige Bearbeitung der Aufgaben wird sehr empfohlen.
Ausgabe Als PDF per download (siehe oben)
Abgabe Bearbeitungszeit 1-1.5 Wochen, Abgabetermine siehe Tabelle oben (immer vor der Vorlesung), Rückgabe an Studierende in der Übung (donnerstags)
Besprechung alle 14 Tagen donnerstags in den Übungsgruppen 

 

Modulprüfung

Chemiker: mündliche Modulabschlußprüfung (Kolloquium)
Biologen: schriftliche Modulabschlußprüfung (Klausur)

Klausur:

28.07.2011, 12-14 Uhr, Hörsaal I Physik & Kurt-Alder-Hörsaal Chemie

Studenten mit Nachname Anfangsbuchstabe A - L schreiben im Hörsaal I Physik

Studenten mit Nachname Anfangsbuchstabe M - Z schreiben im Kurt-Alder-Hörsaal Chemie

Klausur 28.07.2011: Klausurergebnis.pdf

Klausur 10.10.2011, 1. Nachklausur 06.10.2011: Klausurergebnis_06102011.pdf

NEU 07.12.2011, 2. Nachklausur 03.12.2011: Klausurergebnis_0312011.pdf

Hinweise: Die Klausurergebnisse beziehen sich auf eine Maximalpunktzahl von 120 Punkten.

Zum Bestehen der Klausur werden 60 Punkte benötigt. Die Klausurergebnisse finden sich im PDF-Format

in tabellarischer Form, in der die jeweilige Punktzahl entweder der Matrikelnummer (siebenstellig)

oder der K-ID-Nr. (fünfstellig) zugeordnet wird.

Die Klausureinsicht findet am Mittwoch, 21.12.2011, von 9:00 - 9:45 Uhr im Hörsaal III Physik statt.

*Rechtsbehelfsbelehrung*: Eine Einsichtnahme in die Klausur außerhalb des o.g. Termins ist nur auf schriftlichen Antrag möglich, der  

innerhalb von vier Wochen nach Bekanntgabe des Prüfungsergebnisses zu stellen ist. 

Der Antrag ist an den Vorsitzenden des zuständigen Prüfungsausschusses zu richten (BSc Biologie und Nebenfach: Prof. Dr. M. Melkonian, Biozentrum Köln, Zülpicher Str. 47b, 50674 Köln; 

Lehramt Gym/Ges: Prof. Dr. E. Schierenberg, Biozentrum Köln, Zülpicher Str. 47b, 50674 Köln).

Der Vorsitzende des Prüfungsausschusses bestimmt Ort und Zeit der Einsichtnahme).

Für die Klausur mitzubringende Utensilien: Taschenrechner (nicht programmierbar), Lineal/Geodreieck, Lichtbildausweis, Studienausweis

Studienbegleitende Modulprüfung, Hörsaal I Physik und Kurt-Alder-Hörsaal Chemie.
Voraussetzungen für die Teilnahme an der studienbegleitenden Modulprüfung sind:

  • Regelmäßige Teilnahme an den Übungen und aktive Mitarbeit
  • Mindestens 50% der maximal möglichen Übungspunkte, max. zwei (2) Übungsblätter nicht bearbeitet (=0 Punkte),
    mindestens eine Aufgabe in den Übungsgruppen vorgerechnet
  • im SS2011: Erfolgreiche Durchführung aller 12 Praktikumsversuche mit Endtestat (=abgezeichnete Versuchsprotokolle) entsprechend der aktuell geltenden Praktikumsregeln (siehe http://www.astro.uni-koeln.de/AP)

Die studienbegleitende Modulprüfung kann erst nach Vorliegen aller Voraussetzungen abgelegt werden!

Nachklausur:

1. Nachprüfung: 06.10.2011, 12-14 Uhr, Hörsäle I & II Physik

2. Nachprüfung: 03.12.2011, 9-11 Uhr, Hörsaal I Physik

 

Für die Nachklausuren mitzubringende Utensilien: s.o.

Literaturempfehlung

Zur weiteren Vertiefung:

  • Berkeley Physics Course
  • Feynman
  • Alonso Finn 
Weitere Informationen und Weblinks
Diskussion Es ist ein moderiertes Webdiskussionsforum eingerichtet.
Fachgruppe Physik www.physik.uni-koeln.de
Fachschaft Physik http://www.uni-koeln.de/studenten/fs-physik/
Deutsche Physikalische Gesellschaft www.dpg-physik.de
Physik.de www.physik.de