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Advanced Physics for Students of Environmental and Earth Sciences
Fortgeschrittene Physik für Umwelt- und ErdwissenschaftlerInnen
Last Updated: 2026-02-05 15:29:07
Abstract
Basic concepts of quantum and nuclear physics with emphasis on environmental and earth science aspects
Objective
Verschiedenste Umweltphänomene können nur durch quantenmechanische oder kernphysikalische Modelle erklärt werden. Diese Vorlesung soll einerseits Grundlagen der Quanten- und Kernphysik vermitteln und andererseits deren Bedeutung in Umwelt- und Erdwissenschaften anhand von konkreten Beispielen und zahlreichen Demonstrationsexperimenten aufzeigen.
Content
1.Teil: Quantenphysik (M. Sigrist): Grundlagen der Quantenmechanik: Plancksche Strahlung mit Bezug zum Strahlungshaushalt und Klima der Erde, Photoeffekt, Materiewellen, Unschärferelation. Atom- und Molekülphysik: Energiezustände, , Absorption und Emission elektromagnetischer Strahlung, Auswahlregeln, Laser. Grundlagen der optischen Spektroskopie mit Beispielen aus der Umweltanalytik. 2. Teil Kernphysik (M. Suter): Aufbau des Atomkerns (Kernmodelle, Kernkräfte), Radioaktivität (Zerfallsarten) Wechselwirkung von Strahlung mit Materie, natürliche und künstliche. Radioaktivität in der Umwelt, Radioisotope als natürliche Tracer, Altersbestimmungen mit Radioisotopen.
Resources
Lecture Notes
z. T. Skript und einzelne Unterlagen
Literature
- H. Haken, H. C. Wolf: Atom- und Quantenphysik, 8. Aufl. (Springer, 2004) - S. Svanberg: Atomic and Molecular Spectroscopy: Basic Aspects and Practical Applications, 4th ed. (Springer, 2004) - F. K. Kneubühl, M.W. Sigrist: Laser, 6. Aufl. (Teubner, 2005) - K. Bethge, G. Walter, B. Wiedemann: Kernphysik, 2. Aufl. (Springer, 2001) - Th. Elze, C. Freudenberger, A. Muthig: Kernphysik http://www.ikf.physik.uni-frankfurt.de/IKF-HTML/Elze/Kernphysik.html
Learning Materials (Links)
- Main link
- Information
General Information
- Language
- German
- Levels
- BSC
- Frequency
- Yearly recurring
Examination
- Type
- session examination
- Mode
- oral 30 minutes
Course Components
| Type | Title | Time & Place | Hours |
|---|---|---|---|
| lecture | Fortgeschrittene Physik für Umwelt- und ErdwissenschaftlerInnen |
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4 h weekly |
| exercise | Fortgeschrittene Physik für Umwelt- und ErdwissenschaftlerInnen |
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2 h weekly |
Offered In
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Major in Climate and Water: Electives (Advisor of the BSc-major "Climate and Water" is Dr. M. Wüest, Institute for climate and atmosphere (IAC).)
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Major Core Courses (From the core courses of the 5th and 6th semester, 14 credits have to be acquired.)
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Major Electives (From the elective courses of the 5th and 6th semester, 24 credits have to be acquired. Other courses have to be granted by the advisor, Dr. M. Wüest, IAC.)
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