Prüfungsprotokoll 4600
Fach Theoretische Physik bei Prüfer Prof. Timm


































ID 4600
Prüfung für Master
Fach Theoretische Physik
bei Prüfer Prof. Timm
Datum der Prüfung 22.03.2019
Bei Prüfer gehörte Veranstaltung QT2
Vorbereitung auf die Prüfung Im Semester: kurze Wiederholung von TM und TED, gründliche Wiederholung von QT1 (ab Januar) und Hören einer VL zu einem Masterthema (ART)
Vorlesungsfreie Zeit: Wiederholung von QT1, TUS und QT2, dazu alte Prüfungsfragen durchgehen (ab ca. 4 Wochen vor der Prüfung). Ich habe zu allem die Skripte von Prof. Timm verwendet, und für TUS das Skript von Prof. Schmidt. Ich würde die Skripte von Prof. Timm auch jedem für die Vorbereitung empfehlen, sie sind wirklich sehr ausführlich. Es lohnt sich auch zu den Prüfungsfragen immer noch ein wenig mehr zum Thema in den Skripten zu lesen. Die Masterthemen habe ich 2 Wochen vor der Prüfung angefangen vorzubereiten, sodass ich dann im Grunde einen kleinen "Vortrag" zu jedem Thema hatte, also frei dazu reden konnte.
Dauer der Vorbereitung wirklich intensiv 8 Wochen, ca. 4-6 Stunden pro Tag, zum Ende hin etwas mehr.
Art der Vorbereitung Gruppe (4 Personen)
Allgemeine Tipps zur Vorbereitung Man sollte zeitig genug anfangen, wenn man wie ich nicht mehr alle Details von den Bachelorvorlesungen weiß. Es dauert schon etwas, die Skripte durchzuarbeiten. Ich fand es hilfreich die Themen der Prüfungsfragen in der Gruppe zu diskutieren, wir haben meist auch noch besprochen was man eventuell bei bestimmten Themen noch alles fragen könnte. Die Skripte liefern oft recht genaue Antworten zu den Fragen. Ich bin in den letzten Wochen am Abend dann nochmal ein Prüfungsprotokoll jeweils durchgegangen, das bringt finde ich Sicherheit.
Verwendete Literatur Skripte Prof. Timm zu TM, TED, QT1, QT2
Skript Prof. Schmidt zu TUS
Nolting
Wie verlief die Prüfung? Ich war sehr nervös, und war mir oft unsicher auf was Prof. Timm hinaus wollte. Das hab ich dann auch immer gesagt, aber auch alles aufgezählt was mir gerade zu dem Thema einviel, was evtl. zur Lösung beitragen könnte. Prof. Timm hat mich dann immer in die richtige Richtung gelenkt, so dass ich am Ende so gut wie alle Fragen beantworten konnte. Wenn man nicht absolut klar sagt das man die Antwort ganz sicher nicht weiß, wird er weiterfragen, bis man die Frage beantwortet hat. Ich hatte während der Prüfung trotzdem kein sehr gutes Gefühl, weil ich nicht alles direkt beantworten konnte und recht nervös war.
Wie reagiert Prüfer, wenn man die Frage nicht gleich beantworten kann? Sehr entspannt, er versucht wirklich einen dazu zu bringen seine Fragen zu beantworten. Er kann auch gut zwischen Nervosität und Nicht-Wissen unterscheiden, glaube ich. Wenn man etwas wirklich nicht weiß, sollte man das jedoch klar sagen, da man sonst Zeit verschwendet.
Kommentar zur Benotung Sehr fair, hab eine 1,0 bekommen.
Allgemein zur Prüfung und Prüfer Die Prüfung geht gerne mal etwas länger, meine ging am Ende über 1h, ich war jedoch auch die Letzte an diesem Tag. Prof. Timm ist sehr nett, versucht aber wirklich die Grenzen deines Wissens herauszufinden. Ich kann es empfehlen die Prüfung bei ihm zu machen, da man sich sehr gut vorbereiten kann.
Was war schwierig an der Prüfung? Wenn man bestimmte Begriffe fallen lässt, sollte man die auch immer erklären können. Prof. Timm wird recht schnell zu schwierigeren Fragen übergehen wenn er am Anfang merkt, das man die Standartfragen gut beantworten kann, und wird schauen, wie weit er gehen kann. Das ist teilweise etwas verunsichernd. Außerdem ist die Prüfung sehr anstrengend, weil sie so lange geht.
Welche Fragen wurden konkret gestellt?

Anfänge der QT

-Bohrsche Postulate, Probleme dieser

-Erweiterung von Bohr Sommerfeld (Phasenraumquantisierung aufschreiben), was passiert in mehr Dimensionen


QT1

"richtige" QT von Schrödinger (fun fact den Prof. Timm hier erwähnt hat: Schrödinger hatte erst die K.G. Gleichung entwickelt, diese aber verworfen)

- Mathe-zeug: Operatoren, Hilbertraum, Observable, warum sollte der Hilbertraum in der QT separabel sein (abzählbare Basis trotz unendlichdimensionalem HR)

- SGL(hinschreiben), Zeitentwicklung (allgemein und für Zeitunabhängige), Zeitordnungsoperator kurz erklären, da hier erwähnt und Übergang zwischen Summe und Integral mit Reihenentwicklung


Potential: links unendlich hohe Wand, dann Topf, rechts nicht unendlich hohe Wand (also eine Mischung aus Topf und Stufe)

- Spektrum von H ( diskret/ kontinuierlich, dazu Entartung etc)

- Ansatz für Wellenfnkt aufschreiben, Randbedingungen nennen, was ist mit der 2. Ableitung am Sprung (Stetigkeit muss geklärt werden! epsilon-Umgebung betrachten, überall muss SGL gelten), welche Anteile fallen weg (wegen RB), das ganze für über der Stufe und im Topf


Relativistische QT

-was ist zu beachten (Spin)

-K.G. Gleichung, Spektrum, damit Probleme (Zerstrahlungskatastrophe), welche Probleme kommen durch die 2. Ordnung in der Zeit (keine positiv semidefinite Wahrscheinlichkeitsdichte)


Vielteilchentheorie

- Bosonen: was ist wichtig (Symmetrisierung)

- Besetzungszahldarstellung, Wirkung Erzeuger und Vernichter und Kommutatorrelationen

- H=E b^+ b^+ b b (b^+ soll ein Erzeuger sein) wie sehen die Eigenwerte von diesem H aus? (b^+ b = n nutzen, über Kommutatorrelationen zu n^2 +n oder so formen. Hier war ich ziemlich verwirrt, hab aber einfach ein wenig rumprobiert und dann rausgefunden das er auf die Darstellung mit n hinauswollte, weil man so diagonalisieren kann und dann die EW auf der Diagonalen hat)


TUS

- 1.HS was bedeuten dE und deltaQ (totales Differential), Wärmekraftmaschine möglich?

- Entropie, was im Gleichgewicht, mikrokanonische Wahrscheinlichkeit der Zustände, 2.HS, wie sieht S allgemein aus (-k_b Tr(rho ln rho)), wie im mikrokanonischen (S=k_b ln(omega) da rho=1/omega)


Pfadintegral (meine anderen Masterthemen waren ART und Friedmanngleichungen, aber die hatte er an dem Tag schon zu oft gehört meinte er)

- was ist das und was ist das in der QM

- Herleitung, warum kann ich nach der Reihenentwicklung H einfach auf den Zustand wirken lassen und H zu H(p_j, q_j-1) machen?(weil p und q meist getrennt vorliegen und man nicht noch den Kommutator oder so ausrechnen muss)

- Endergebnis

- wieso kann ich D(p) in D(q) packen

- wie sieht ein typischer Pfad in der QM aus (das war die einzige Frage die ich nicht beantworten konnte, allerdings ging die Prüfung schon wirklich lange und ich hätte auch lieber eines der anderen Masterthemen gehabt. Die Antwort ist, das ein typischer Pfad in der QM eben nicht stetig ist, im Gegensatz zur klassischen Physik)