Scientific Visualization using Java
Sommersemester 2008
The lecture gives an introduction to the principles of scientific visualization and its application to the analysis of various scientific problems. Java is used to realize some of the visualization methods on an elementary level. A short introduction to Java will be given upon request.
Theoretische Physik III für das Lehramt L3
WS 2003/2004, WS 2005/2006, WS 2007/2008, WS 2009/2010, WS 2011/2012, WS 2013/2014, WS 2015/2016
Die Vorlesung bietet eine Einführung in die Grundlagen der Quantenmechanik, sowie einen Ausblick auf den Aufbau der elementaren und komplexen Materie:
Schlüsselexperimente zum Verständnis der Quantenphysik und deren gegenwärtige Bedeutung; elementare Einführung: die Schrödinger Gleichung, eindimensionale Quantensysteme, elementare Darstellungstheorie; Anwendungen: das Wasserstoffatom, Störungstheorie; Ausblick: das quantenmechanische Vielteilchenproblem, relativistische Quantenmechanik; qualitativer Überblick über den Aufbau der Materie
Der Kurs wird begleitet von Java Anwendungen und Maple Arbeitsblättern,
mit deren Hilfe man den Vorlesungsstoff interaktiv vertiefen kann. Das Portal zur Vorlesung findet man unter
http://www.th.physik.uni-frankfurt.de/~luedde/Lecture/Quantenmechanik/index.html.
Literatur zur Quantenmechanik:
R.M. Dreizler, C.S. Lüdde Quantenmechanik I Springer 2007C. Cohen-Tannoudji, B. Diu, F. Laloe Quantenmechanik de Gruyter 1999
A. Davydov Quantenmechanik Barth 1992
A. Messiah Quantenmechanik de Gruyter 1991
Die Bücher bieten neben einer gut verständlichen Einführung in die Grundlagen der Quantenmechanik eine Reihe von Anwendungen zum Aufbau der elementaren und komplexen Materie.
Ergänzend werden empfohlen:
S. Brandt,H.D. Dahmen Quantenmechanik auf dem PC Springer 1993
R. Feynman, R. Leighton, M. Sands Feynman Vorlesungen über Physik, Quantenmechanik Oldenbourg
S. Flügge Rechenmethoden der Quantentheorie Springer 1999
T. Fließbach Quantenmechanik Spektrum, Akad. Verl. 1995
G. Grawert Quantenmechanik Aula-Verlag
W. Greiner Quantenmechanik I/II Verlag Harri Deutsch 2002
R.J. Jellito Theoretische Physik Bd 4 Aula-Verlag 1993
G. Joos Lehrbuch der Theoretischen Physik Akad. Verlagsg.
L. Landau, E. Lifschitz Theoretische Physik III Verlag Harri Deutsch
W. Nolting Quantenmechanik I/II Springer 2001
U. Scherz Quantenmechanik Teubner 1999
F. Schwabl Quantenmechanik Springer 2002
Literatur zur Mathematik:
H.J. Lüdde: Skripte zur Analysis und Differentialgleichungen; 2000
Theoretische Physik II für das Lehramt L3
SoSe 2003, SoSe 2005, SoSe 2007, SoSe 2009, SoSe 2011, SoSe 2013, SoSe 2015, SoSe 2016, SoSe 2017
Diese speziell für Lehramtskandidaten eingerichtete Vorlesungsreihe gibt in 3 Semestern einen Überblick über die Theoretische Physik. Die Vorlesungen der ersten zwei Semester zählen im Sinne der Zwischenprüfungsordnung als Pflichtveranstaltung für L3. In der Vorlesung Theoretische Physik II werden die Grundlagen der Elektrodynamik vorgestellt.
Der Kurs wird begleitet von Java Anwendungen und Maple Arbeitsblättern, mit deren Hilfe man einerseits die Konzepte der Elektrodynamik 'spielerisch' erforschen kann, die andererseits dazu dienen, sich mit dem Hilfsmittel MAPLE auseinanderzusetzen. Das Portal zur Vorlesung findet man unter http://www.th.physik.uni-frankfurt.de/~luedde/Lecture/Elektrodynamik/index.html.
Literatur zur Elektrodynamik:
R.M. Dreizler, C.S. Lüdde Elektrodynamik und spezielle Relativitätstheorie Springer 2005J.D. Jackson Klassische Elektrodynamik de Gruyter 2002
R. Becker, F. Sauter Theorie der Elektrizität, Band 1: Einführung in die Maxwell'sche Theorie Teubner 1973
S. Brandt,H.D. Dahmen Elektrodynamik: eine Einführung in Experiment und Theorie Springer 1997
T. Fliessbach Elektrodynamik Spektrum, Akad. Verl. 2000
S. Flügge Rechenmethoden der Elektrodynamik Springer 1986
W. Greiner Klassische Elektrodynamik Verlag Harri Deutsch 2002
R.J. Jellito Theoretische Physik Bd 3 Aula-Verlag Wiesbaden.
G. Joos Lehrbuch der Theoretischen Physik Akad. Verlagsg.
L. Landau, E. Lifschitz Theoretische Physik II, VIII Verlag Harri Deutsch
W. Nolting Elektrodynamik Springer 2002
Literatur zur Mathematik:
H.J. Lüdde: Skripte zur Analysis und Differentialgleichungen; 2000
Theoretische Physik I für das Lehramt L3
WS 2002/2003, SoSe 2004, WS 2004/2005, WS 2006/2007, WS 2008/2009, WS 2010/2011, WS 2012/2013, WS 2014/2015, WS 2015/2016, WS 2016/2017
Diese speziell für Lehramtskandidaten eingerichtete Vorlesungsreihe gibt in 3 Semestern einen Überblick über die Theoretische Physik. In der Vorlesung Theoretische Physik I werden die Grundlagen der Newton'schen Mechanik vorgestellt und eine Übersicht über einige Kapitel der analytischen Mechanik gegeben.
Der Kurs wird begleitet von Java Anwendungen und Maple Arbeitsblättern, mit deren Hilfe man einerseits die Konzepte der Mechanik 'spielerisch' erforschen kann, die andererseits dazu dienen, sich mit dem Hilfsmittel MAPLE auseinanderzusetzen. Das Portal zur Vorlesung findet man unter http://www.th.physik.uni-frankfurt.de/~luedde/Lecture/Mechanik/index.html.
Literatur zur Mechanik:
R.M. Dreizler, C.S. Lüdde Mechanik Springer 2008M.W. McCall: Classical Mechanics; John Wiley 2001
J.M. Knudsen, P.G. Hjorth: Elements of Newtonian Mechanics; Springer 1996
W. Nolting: Grundkurs Theoretische Physik 1, Klassische Mechanik; Zimmermann-Neufang 1989
W. Greiner: Theoretische Physik, Band I: Mechanik I; Verlag Harri Deutsch
R.P. Feynman, R.B. Leighton, M. Sands: The Feynman Lectures on Physics; Addison-Wesley
Literatur zur Mathematik:
H.J. Lüdde: Skripte zur Analysis und Differentialgleichungen; 2000Literatur zu MAPLE:
K.M. Heal etal: Einführung in MAPLE V; Springer 1996M.B. Monagan etal: MAPLE V Programming Guide; Springer 1998
A.F. Walz: Einführung in Release V mit einfachen Beispielen der Analysis und Linearen Algebra
Nichtlineare Dynamik und komlexe Systeme
SoSe 2002, SoSe 2006, SoSe 2010, SoSe 2012, SoSe 2014
Der Kurs gibt eine Einfürung in die Theorie nichtlinearer Systeme.
Aus dem Inhalt:
Beschreibung nichtlinearer Systeme an realistischen Beispielen (e.g. Reibungsphänomene, nichtlineare Oszillatoren, Lorenz Modell, logistische Gleichung, Celluläre Automaten, Wanderer Modelle etc). Mathematische Behandlung nichtlinearer Systeme (Topologische Analyse, analytische Methoden, numerische Methoden).
Der Kurs wird begleitet durch eine Reihe von MAPLE Arbeitsblättern, mit deren Hilfe man einerseits nichtlineare Systeme 'spielerisch' erforschen kann, die andererseits dazu dienen, sich mit dem Hilfsmittel MAPLE auseinanderzusetzen. Die Arbeitsblätter und eine kleine Einführung in 'Deterministisches Chaos' findet man unter http://www.th.physik.uni-frankfurt.de/~luedde/NonlDyn/index.html.
Literatur:
R.H. Enns, G.C. McGuire: Nonlinear Physics with MAPLE; Birkhäuser 1997N.J. Giordano: Computational Physics; Prentice Hall 1997
R. Mahnke: Nichtlineare Physik in Aufgaben; Teubner Studienbücher 1995
K.M. Heal etal: Einführung in MAPLE V; Springer 1996
M.B. Monagan etal: MAPLE V Programming Guide; Springer 1998
H.J. Lüdde: Skript zur Vorlesung Differentialgleichungen Sommersemester 2000
A.F. Walz: Einführung in Release V mit einfachen Beispielen der Analysis und Linearen Algebra
Einführung in die Molekülphysik
Wintersemester 2001/2002
Die Vorlesung bietet über zwei Semester eine Einführung in die Theorie kleiner Moleküle ausgehend von einfachen Modellansätzen bis zu modernen Methoden der Quantenchemie.
Aus dem Inhalt:
Teil I: Effektive Einteilchenmethoden
Born-Oppenheimer Näherung, die nukleare Wellengleichung und Molekülspektren, das Wasserstoffmoelkülion, das Wasserstoffmolekül, das Modell unabhängiger Teilchen.
Teil II: Korrelation
Symmetrieangepasste Wellenfunktionen, Konfigurationsmischungsmethoden, Störungstheorie.
Literatur (Auswahl):
I.N. Levine: Quantum Chemistry (5. Auflage), 1999H. Haken, H.C. Wolf: Molekülphysik und Quantenchemie, Springer 1998
P.W. Atkins, R.S. Friedman: Molecular Quantum Mechanics, Oxford University Press 1996
W. Kutzelnigg: Einführung in die Theoretische Chemie, VCH Weinheim 1992
Numerische Methoden der Theoretischen Physik
Sommersemester 2001
Die Vorlesung gibt an Hand von Beispielprogrammen eine Einführung in numerische Methoden der Theoretischen Physik.
Aus dem Inhalt:
Elementare Methoden (Nullstellensuche, Differenzieren, Integrieren), Lösung gewöhnlicher Differentialgleichungen (Runge-Kutta Verfahren, Numerov Methode), Lösung partieller Differentialgleichungen (Relaxationsverfahren, Entwicklungsmethoden), Probleme der linearen Algebra (Eigenwertprobleme, lineare Gleichungen....).
Die Vorlesung ist gegliedert nach Projekten: die numerischen Verfahren werden im Zusammenhang mit konkreten physikalischen Fragestellungen (nichtlineare Oszillatoren, ein Flug zum Mond, elektrostatische Linse, Erdwärme Kraftwerke, atomare Orbitale, das He Atom....) erläutert.
Literatur:
WH Press, BP Flannery, SA Teukolsky WT Vetterling: Numerical Recipes, CambridgeEW Schmid, G.Spitz, W. Lösch: Theoretische Physik mit dem PC, Springer
S Brandt, HD Dahmen: Quantum Mechanics on the PC, Springer
F Stummel, K Hainer: Numerische Mathematik, Teubner
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