Allgemeine Informationen
| Veranstaltungsname | Vorlesung: 01-PHY-MA-TP-02 Theoretical Solid State Physics - From fundamental interactions to nanostructures |
| Untertitel | |
| Veranstaltungsnummer | 01-PHY-MA-TP-02 |
| Semester | WiSe 2025/2026 |
| Aktuelle Anzahl der Teilnehmenden | 13 |
| Heimat-Einrichtung | Physik |
| Veranstaltungstyp | Vorlesung in der Kategorie Lehre |
| Nächster Termin | Dienstag, 09.12.2025 12:00 - 14:00, Ort: NW1 N3130 |
| Art/Form | |
| Englischsprachige Veranstaltung | Ja |
| Sonstiges |
Inhalte der Vorlesung In den bisherigen Veranstaltungen des Grundkurses zur Theoretischen Physik standen einzelne Teilchen oder nichtwechselwirkende Systeme von Teilchen im Vordergrund. So werden in der Quantenmechanik (ThPh4) vorwiegend einzelne Elektronen beschrieben und in der Statistischen Physik (ThPh5) ideale klassische oder Quantengase bestehend aus nichtwechselwirkenden Teilchen. In der Festkörperphysik sind es dagegen die Wechselwirkungen der Teilchen, welche die verschiedenen Eigenschaften von Festkörpern ausmachen. Aufbauend auf die Veranstaltungen zur Elektrodynamik und Quantenmechanik wird in dieser Vorlesung ein systematisches Bild entwickelt, wie die verschiedenen Wechselwirkungsprozesse von Elektronen zu den charakteristischen Eigenschaften von Festkörpern führen. Ausgangspunkt der Vorlesung ist die Beschreibung von Energiebändern, die aus der Wechselwirkung von Elektronen mit einem periodischen Kristallpotential entstehen. Es folgt eine allgemeinverständliche Einführung in die Grundlagen der Quantenfeldtheorie um Gitterschwingungen, die Wechselwirkung der Elektronen mit Phononen, die Coulomb-Wechselwirkung der Elektronen untereinander sowie die Licht-Materie-Wechselwirkung zu beschreiben. In diesem Zusammenhang lernen wir neue Quasiteilchen kennen, die uns das Verständnis für die Eigenschaften von Festkörpern erschließen und zugleich einen Zugang zu vielen neuen Effekten und spektakulären Phänomenen in der modernen Physik liefern. Die Inhalte wenden sich an einen breiten Hörerkreis von Studierenden und stellen allgemeine Grundlagen für weitere Spezialisierungen sowohl in der theoretischen Physik wie auch in der experimentellen Physik zur Verfügung. --- Course Contents In the previous lectures of the introductory theoretical physics series, the focus was on individual particles or non-interacting particle systems. In quantum mechanics, the description primarily concerns single electrons, while in statistical physics the focus lies on ideal classical or quantum gases composed of non-interacting particles. In solid-state physics, on the other hand, it is the interactions among particles that determine various properties of solids. Building on the courses in electrodynamics and quantum mechanics, this lecture develops a systematic understanding of how the different interaction processes between electrons give rise to the characteristic properties of solids. The starting point is the description of energy bands, which originate from the interaction of electrons with a periodic crystal potential. This is followed by an accessible introduction to the fundamentals of quantum field theory, used to describe lattice vibrations, the interaction of electrons with phonons, the Coulomb interaction between electrons, as well as light-matter interaction. In this framework, new quasiparticles emerge, providing insight into the fundamental properties of solids and offering access to many new effects and fascinating phenomena in modern physics. The course is intended for a broad audience of students and provides general foundations for further specialization in both theoretical and experimental physics. |
| ECTS-Punkte | 6 |
