Bachelorstudiengang Physik

Modulhandbuch Wintersemester 2008/09

Fachsemester 1

WS 2008/09 1 EP-1

Experimentalphysik 1: Mechanik

2 Lehrveranstaltungen Vorlesung Experimentalphysik 1 (4 SWS) Übungen zur Vorlesung (2 SWS) Prof. Dr. Gisela Anton 3 Dozentin 4 Modulverantwortliche 5 Inhalt

Die Dozenten der Experimentalphysik

8 Einpassung in Musterstudienplan 9 Verwendbarkeit des Moduls 10 Studien- und Prüfungsleistungen 11 Berechnung Modulnote 12 Turnus des Angebots 13 Arbeitsaufwand

Fachsemester 1

7.5 ECTS 5.0 ECTS 2.5 ECTS

x Kinematik eines Massepunktes x Bewegungsgleichungen und Newtonsche Gesetze x Energie- und Impulserhaltung x Bewegte Bezugssysteme, spezielle Relativitätstheorie x Systeme von Massenpunkten x Starre Körper, Rotationen, Kreisel x Verformungen elastischer Körper x Mechanik ruhender Flüssigkeiten und Gase x Mechanische Oberflächenphänomene x Strömungen von Flüssigkeiten und Gasen x Kinetische Gastheorie x Temperatur und Wärme, Wärmetransport x Zustandsgrößen, Zustandsänderungen, Kreisprozesse x Hauptsätze der Wärmelehre x Reale Gase, Phasenübergänge Die Studierenden erlernen 6 Lernziele und Kompetenzen x die quantitativ-mathematische Beschreibung mechanischer Vorgänge; x die Anwendung physikalischer Gesetze und der jeweiligen mathematischen Methoden in Beispielen und Übungsaufgaben; x die Argumentation auf der Grundlage weniger, abstrakter physikalische Gesetze. 7 Voraussetzungen für Keine die Teilnahme

14 Dauer des Moduls 15 Unterrichtssprache

x Bachelor-Studiengang Physik (Pflichtbereich) x Bachelor-Studiengang Mathematik mit Nebenfach Physik 90-minütige Abschlussklausur; aktive Teilnahme an den Übungen ist notwendig. Klausurnote Jährlich im Wintersemester Präsenzzeit: 90 h Eigenstudium: 135 h 1 Semester Deutsch 1

WS 2008/09 16 Vorbereitende Literatur

x x x x

W. Demtröder, Experimentalphysik 1, Springer R. Feynman, R. Leighton, M. Sands, Feynman Lectures Band 1, Addison-Wesley D. Halliday, R. Resnick, J. Walker, Physik, Wiley D. Giancoli, Physik, Pearson

Hinweis: x Eine akademische Stunde (45 min.) wird bei der Workload-Berechnung mit einer Zeitstunde (60 min.) angesetzt. x Für die Berechnung der Präsenzzeit wird die Vorlesungszeit mit 15 Wochen angesetzt. Demnach ergibt eine SWS 15 Stunden, sechs SWS ergeben 90 Stunden. Diese entsprechen 3 ECTS-Punkten.

2

WS 2008/09 und SS 2009 1 GP-1

Grundpraktikum 1

2 Lehrveranstaltungen Praktikum Teil 1 (2 SWS, Wintersemester) Praktikum Teil 2 (3 SWS, Sommersemester) Kurs zur Datenanalyse (4 Doppelstunden) Prof. Dr. Gisela Anton 3 Dozenten Prof. Dr. Christian Stegmann

5.0 ECTS 2.0 ECTS 2.0 ECTS 1.0 ECTS

4 Modulverantwortliche 5 Inhalt

Die Dozenten der Experimentalphysik

8 Einpassung in Musterstudienplan 9 Verwendbarkeit des Moduls 10 Studienleistungen

Teil 1 im 1. Fachsemester, Teil 2 im 2. Fachsemester

Grundlagen des Experimentierens Typische Geräte und Messmethoden aus den Bereichen Mechanik, Wärme, Elektrizität, Magnetismus, Elektronik, Optik, x Protokollieren von Messungen x Beschreibung von Versuchsaufbauten und Versuchsabläufen, Analyse von Messdaten, Interpretation von Messergebnissen x Fehlerrechnung und statistische Methoden der Datenanalyse: statistische und systematische Fehler, Wahrscheinlichkeitsdichten, Kovarianz-Matrix, Hypothesentests Die Studierenden lernen 6 Lernziele und Kompetenzen x Durchführung von Messungen x Handhabung typischer Geräte x Auswertung von Messungen mit Fehleranalyse x Kritische Bewertung von Messergebnissen x Protokollführung und Präsentation von Ergebnissen x Teamarbeit 7 Voraussetzungen für keine die Teilnahme

11 Berechnung Modulnote 12 Turnus des Angebots 13 Arbeitsaufwand 14 Dauer des Moduls 15 Unterrichtssprache

x x

Bachelor-Studiengang Physik (Pflichtbereich) Studiengänge mit Physik als Nebenfach Teilnahme an den Praktikumsterminen und Durchführung der Versuche x Testate der Protokolle und Kolloquien x Teilnahme am Kurs zur Datenanalyse Das Modul ist unbenotet. x x x

Jährlich Präsenzzeit: 83 h Eigenstudium: 67 h 2 Semester Deutsch und Englisch

1

WS 2008/09 und SS 2009 16 Vorbereitende Literatur

Vorbereitende Literatur wird zu jedem Versuch angegeben. Weitere Informationen auf http://www.physik.uni-erlangen.de/lehre/praktika

Hinweis: x Eine akademische Stunde (45 min.) wird bei der Workload-Berechnung mit einer Zeitstunde (60 min.) angesetzt. x Für die Berechnung der Präsenzzeit wird die Vorlesungszeit mit 15 Wochen angesetzt. Demnach ergibt eine SWS 15 Stunden, sechs SWS ergeben 90 Stunden. Diese entsprechen 3 ECTS-Punkten.

2

WS 2008/09 1 MP-1

Mathematik für Physiker 1

2 Lehrveranstaltungen Vorlesung Analysis 1 (4 SWS) Übungen dazu (2 SWS) Vorlesung Lineare Algebra und Analytische Geometrie 1 (4 SWS) Übungen dazu (2 SWS) Prof. Dr. Andreas Knauf, Prof. Dr. Wolf Barth 3 Dozenten 4 Modulverantwortliche 5 Inhalt

15 ECTS 5.0 ECTS 2.5 ECTS 5.0 ECTS 2.5 ECTS

Die Dozenten der Mathematik (siehe Modulbeschreibung des Departments Mathematik) Analysis: x Naive Mengenlehre und Logik x Grundeigenschaften der natürlichen, rationalen und reellen Zahlen: Vollständige Induktion, Körper- und Anordnungsaxiome, Vollständigkeit, untere/obere Grenzen, Dichtheit von Q in R, abzählbare und überabzählbare Mengen x Komplexe Zahlen: Rechenregeln und ihre geometrische Interpretation, quadratische Gleichungen x Metrische und normierte Räume: Konvergenz, CauchyFolgen, Vollständigkeit x Zahlenfolgen und Reihen: Konvergenzkriterien und Rechenregeln, absolute Konvergenz, Potenzreihen, unendliche Produkte x Elementare Funktionen, rationale Funktionen, Potenzen mit reellen Exponenten, Exponentialfunktion, Hyperbelfunktionen, trigonometrische Funktionen, Monotonie und Umkehrfunktion, Logarithmus x Stetige reellwertige Funktionen: Zwischenwertsatz, Existenz von Minimum und Maximum auf kompakten Mengen, stetige Bilder von Intervallen und Umkehrbarkeit, gleichmäßige Stetigkeit, gleichmäßige Konvergenz x Differential- und Integralrechnung in einer reellen Veränderlichen: Rechenregeln für Differentiation, Mittelwertsatz der Differentialrechnung, Taylorformel, Extremwerte und Kurvendiskussion, Definition des Integrals und Rechenregeln, gliedweise Differentiation, Hauptsatz der Differential- und Integralrechnung, Mittelwertsatz der Integralrechnung. Lineare Algebra und Analytische Geometrie: x Der n-dimensionale Zahlenraum: Lineare Gleichungssysteme, Gauß-Elimination, Vektorrechnung, Geraden, lineare Unterräume, lineare Unabhängigkeit, Dimension, Skalarprodukt, Gram-SchmidtOrthonormalisierung, Orthogonalprojektion x Matrizen und Determinanten: Bewegungen im Rn, lineare Abbildungen und Matrizen, Invertierbarkeit, Permutationen und Signum, Determinanten, Leibnizformel, Laplace1

WS 2008/09 Entwicklung, Cramersche Regel x Algebraische Grundstrukturen: Gruppen (GL(n,R), O(n,R), Permutationsgruppen), Körper (Q,R,C,Fp), Vektorräume, Untervektorraum, Quotientenvektorraum, lineare Abbildungen, Kern und Bild, Dualraum x Koordinatentransformationen: Basiswechsel, Ähnlichkeit von Matrizen, Eigenwerte, Diagonalisierbarkeit, Trigonalisierbarkeit, Cayley-Hamilton, Jordan Die Studierenden erlernen 6 Lernziele und Kompetenzen x Analysis von Funktionen einer reellen Veränderlichen x Erkennen linearer und nichtlinearer Zusammenhänge und deren qualitative und quantitative Behandlung x Analytisches Denken, strukturierte Darstellung mathematischer Sachverhalte, grundlegende Beweistechniken x Kreatives Problemlösen 7 Voraussetzungen für Keine; empfehlenswert: Solide Schulmathematik-Kenntnisse auf Grundkurs-Niveau die Teilnahme 8 Einpassung in Musterstudienplan 9 Verwendbarkeit des Moduls 10 Studien- und Prüfungsleistungen 11 Berechnung Modulnote 12 Turnus des Angebots 13 Arbeitsaufwand 14 Dauer des Moduls 15 Unterrichtssprache 16 Vorbereitende Literatur

Fachsemester 1 x Bachelor-Studiengang Physik (Pflichtbereich) x Bachelor-Studiengang Mathematik mit Nebenfach Physik Regelmäßige Teilnahme, Bearbeitung der Hausarbeiten (mindestens 50%) (SL), je eine 120-minütige Abschlussklausur in Analysis 1 und in Lineare Algebra und Analytische Geometrie 1 (PL) Aus den Klausurnoten Jährlich im Wintersemester Präsenzzeit: 180 h Eigenstudium: 270 h 1 Semester Deutsch Zur Analysis: x O. Forster, Analysis 1, Vieweg x S. Hildebrandt, Analysis 1, Springer x K. Königsberger, Analysis 1, Springer x M. Spivak, Calculus, Benjamin x F. Duzaar, Skript x A. Knauf, Skript Zur linearen Algebra und analytischen Geometrie: x E. Brieskorn, Lineare Algebra und analytische Geometrie, Vieweg x G. Fischer, Lineare Algebra, Vieweg x G. Fischer, Analytische Geometrie, Vieweg x F. Lorenz, Lineare Algebra, BI x Vorlesungsskripte (siehe Mathematik-Homepage) 2

WS 2008/09 Hinweise: x Eine akademische Stunde (45 min.) wird bei der Workload-Berechnung mit einer Zeitstunde (60 min.) angesetzt. x Für die Berechnung der Präsenzzeit wird die Vorlesungszeit mit 15 Wochen angesetzt. Demnach ergibt eine SWS 15 Stunden, sechs SWS ergeben 90 Stunden. Diese entsprechen 3 ECTS-Punkten.

3

WS2008/09 und SS2009

1 2

3

4 5

Einführung in die Astronomie (Introduction to Astronomy) Lehrveranstaltungen WS: Vorlesung Einf. in die Astronomie 1 (2 SWS) SS: Vorlesung Einf. in die Astronomie 2 (2 SWS) Blockpraktikum Astronomie mit Tutorium (7+1 SWS) Das Praktikum kann auch im WS absolviert werden, wenn die Warteliste dies erfordert Prof. Dr. Horst Drechsel Dozenten Prof. Dr. Ulrich Heber Prof. Dr. Jörn Wilms NW-1

Modulverantwortliche Inhalt

10 ECTS 3.0 ECTS 3.0 ECTS 4.0 ECTS

Dozenten des Astronomischen Instituts Das Modul gibt eine Beschreibung der wesentlichen Bestandteile des Universums und der naturwissenschaftlichen Methoden, die es uns erlauben, ihre Entfernungen, Größenskalen, Massen und physikalische Natur zu verstehen. Im Einzelnen werden behandelt: x Geschichtlicher Hintergrund der Astronomie x Sonnensystem: Planetenbewegung und Keplersche Gesetze, Eigenschaften der Planeten und der kleinen Objekte im Sonnensystem (Auswahl aus: innerer Aufbau der Planeten, planetare Oberflächen, Atmosphären, Ringe), extrasolare Planeten. x Sterne: Entfernungen, Temperaturen, Spektren, Massen, Hertzsprung-Russell-Diagramm, innerer Aufbau, Entstehung und Entwicklung, Endstadien der Sternentwicklung, Doppelsterne. x Milchstraße und andere Galaxien: Aufbau und Entwicklung, Klassifikation, kosmischer Materiekreislauf, Galaxienhaufen, ausgewählte Methoden der Entfernungsbestimmung. x Das Universum: Entstehung, Hubblesches Gesetz, 3K Hintergrundstrahlung, Entwicklung des Universums. x Astronomische Messmethoden: Aufbau und Benutzung astronomischer Teleskope, Spektroskopie, Detektoren

6

Lernziele und Kompetenzen

Die Studierenden x entwickeln ein physikalisches Verständnis der wichtigsten Bestandteile des Universums und ihrer Entwicklung. x lernen Methoden zur Messung der Entfernungen von Sternen und Galaxien kennen und können diese auf Messungen anwenden. x können aus Messdaten Massen und Temperaturen astronomischer Objekte ableiten. x können einfache astronomische Messungen selbst durchführen und auswerten. x erfahren ein Verständnis über die weite Anwendbarkeit 1

WS2008/09 und SS2009

7

Voraussetzungen für die Teilnahme

8

Einpassung in Musterstudienplan Verwendbarkeit des Moduls

9

10 Studien- und Prüfungsleistungen 11 Berechnung Modulnote 12 Turnus des Angebots 13 Arbeitsaufwand 14 Dauer des Moduls 15 Unterrichtssprache 16 Vorbereitende Literatur

naturwissenschaftlicher Methoden durch die in der Astronomie notwendige Extrapolation von Ergebnissen von Labormessungen auf astronomische Skalen. x entwickeln Fähigkeiten zur Lösung naturwissenschaftlicher Probleme, einschließlich der Fähigkeit zur Bedienung typischer astronomischer Instrumente. Keine; spezielles Zulassungsverfahren für Frühstudierende. Ab Studiensemester 1, Frühstudium, Gasthörer Bachelor-Studiengang Physik (nichtphysikalisches Wahlfach) x Lehramt Physik am Gymnasium (Wahlbereich) x Studierende anderer Fächer: Wahlbereich Zwei 60-minütige Klausuren zu den Vorlesungen (PL)

x

Mittelwert der Klausurnoten Jährlich Präsenzzeit: 180 h Eigenstudium: 120 h 2 Semester (ggf. 3 Semester, falls das Praktikum im Wintersemester absolviert wird) Deutsch und Englisch x H. Karttunen, P. Kroger, H. Oja, Fundamental Astronomy, Springer, 2003 x M. Kutner, Astronomy: A Physical Perspective, Cambridge Univ. Press, 2003

Hinweis: x Eine akademische Stunde (45 min.) wird bei der Workload-Berechnung mit einer Zeitstunde (60 min.) angesetzt. x Für die Berechnung der Präsenzzeit wird die Vorlesungszeit mit 15 Wochen angesetzt. Demnach ergibt eine SWS 15 Stunden, sechs SWS ergeben 90 Stunden. Diese entsprechen 3 ECTS-Punkten.

2

WS2008/09

1

NW-1

2

Lehrveranstaltungen WS: Vorlesung Allgemeine und Anorganische Chemie (mit Experimenten) (4 SWS) Anorganisch-chemisches Praktikum für Nebenfächler Das Praktikum findet als Blockveranstaltung in der vorlesungsfreien Zeit statt. Prof. Dr. Rudi van Eldik Dozenten

3

Anorganische Chemie

Modulverantwortliche Inhalt

Dozenten der Chemie

6

Lernziele und Kompetenzen

Die Studierenden x xxx.

7

Voraussetzungen für die Teilnahme

Keine

8

Einpassung in Musterstudienplan Verwendbarkeit des Moduls

Ab Studiensemester 1

4 5

9

10 Studien- und Prüfungsleistungen 11 Berechnung Modulnote 12 Turnus des Angebots 13 Arbeitsaufwand 14 Dauer des Moduls 15 Unterrichtssprache 16 Vorbereitende Literatur

x

x x

10 ECTS

xxx

Bachelor-Studiengang Physik (nichtphysikalisches Wahlfach) xxx

Jährlich Präsenzzeit: Eigenstudium: 1 Semester Deutsch x xxx

Hinweis: x Eine akademische Stunde (45 min.) wird bei der Workload-Berechnung mit einer Zeitstunde (60 min.) angesetzt. x Für die Berechnung der Präsenzzeit wird die Vorlesungszeit mit 15 Wochen angesetzt. Demnach ergibt eine SWS 15 Stunden, sechs SWS ergeben 90 Stunden. Diese entsprechen 3 ECTS-Punkten.

1

WS2008/09 und SS2009 1

NW-1

2

Lehrveranstaltungen WS: Vorlesung Phys. Chemie f. Physiker (3 SWS) 3.0 ECTS Übungen zur Vorlesung(1 SWS) 1.0 ECTS SS: Physikalisch-chemisches Anfängerpraktikum für Physiker (6 SWS) 6.0 ECTS Prof. Dr. Carola Kryschi (Vorlesung und Übungen) Dozenten Prof. Dr. Hans-Peter Steinrück (Praktikum)

3 4 5

Modulverantwortliche Inhalt

Physikalische Chemie

10 ECTS

Die Dozenten der Physikalischen Chemie Vorlesung und Übungen: Thermodynamik x Zustandsgleichungen des idealen und realen Gases x Hauptsätze der Thermodynamik x Maxwellsche Geschwindigkeitsverteilung (kinetische Gastheorie) x Mischphasen und Phasen-Gleichgewichte Elektrochemische Gleichgewichte x Elektrodenpotentiale x Zellspannung Chemische Reaktionskinetik x Formale Kinetik einfacher und komplizierter Reaktionen x Reaktionsmechanismen x Katalyse Praktikum:

6

7 8 9

Lernziele und Kompetenzen

Voraussetzungen für die Teilnahme Einpassung in Studienplan Verwendbarkeit des Moduls

8 Versuche zu Grundlagen der Physikalischen Chemie Vorlesung und Übungen: x Grundkenntnisse der chemischen Thermodynamik (thermische, kalorische und fundamentale Zustandsgleichungen, Mehrphasen- und Mischphasensystemen) x Grundkenntnisse der Elektrochemie (elektrochemische Zelle, Elektrodenpotentiale, Nernstsche Gleichung) x Grundkenntnisse der chemischen Reaktionskinetik und Katalyse Praktikum: Praktische Vertiefung der Vorlesung Physikalische Chemie für Physiker in der chemischen Thermodynamik, Elektrochemie, Reaktionskinetik und Katalyse anhand thematisch passender Praktikumsversuche Vorlesung: keine Praktikum: bestandenes Eingangskolloquium 1. und 2. Studiensemester Bachelor-Studiengang Physik (nichtphysikalisches Wahlfach)

1

WS2008/09 und SS2009 10 Studien- und Prüfungsleistungen

11 Berechnung Modulnote 12 Turnus des Angebots 13 Arbeitsaufwand 14 Dauer des Moduls 15 Unterrichtssprache 16 Vorbereitende Literatur

Vorlesung und Übung: Abschlussklausur; aktive Teilnahme an den Übungen ist notwendig. Praktikum: Eingangskolloquium, Kolloquien und Heftnoten auf Protokolle Mittelwert aus der Note der Klausur zur Vorlesung und der Praktikumsnote. Letztere ergibt sich aus dem Mittelwert der Noten für Eingangskolloquium, Kolloquien und Heftnoten auf Protokolle. Jährlich Präsenzzeit: 150 h Eigenstudium: 150 h 2 Semester Deutsch, englisch im Bedarfsfall x U. Nickel, Lehrbuch der Thermodynamik, 2007 x G. Wedler, Lehrbuch der Physikalischen Chemie, Wiley, 1997 x P. Atkins, Physikalische Chemie, Wiley, 2002

Hinweise: x Eine akademische Stunde (45 min.) wird bei der Workload-Berechnung mit einer Zeitstunde (60 min.) angesetzt. x Für die Berechnung der Präsenzzeit wird die Vorlesungszeit mit 15 Wochen angesetzt. Demnach ergibt eine SWS 15 Stunden, sechs SWS ergeben 90 Stunden. Diese entsprechen 3 ECTS-Punkten.

2

Fachsemester 3

WS 2008/09 Experimentalphysik 3: Optik und Quantenphänomene 2 Lehrveranstaltungen Vorlesung (4 SWS) Übungen dazu (2 SWS) Prof. Dr. Ulf Peschel 3 Dozenten 1 EP-3

4 Modulverantwortliche 5 Inhalt

6

7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

7.5 ECTS 5.0 ECTS 2.5 ECTS

Dozenten der Experimentalphysik

Das Modul behandelt folgende Bereiche der Physik: x Maxwell-Gleichungen und Wellenausbreitung x optische Eigenschaften von Materialien x Strahlenoptik x Beugungsphänomene x Abbildungseigenschaften optischer Systeme x Polarisationseigenschaften elektromagnetischer Felder x Kohärenzeigenschaften des Lichtes x Wellencharakter von Teilchen x Interferenzen von Teilchenwellen x Vielteilchensysteme Die Studierenden Lernziele und Kompetenzen x erwerben fundamentale Kenntnisse der Optik x lernen die quantenphysikalische Denkweise kennen x erwerben die Fähigkeit, selbstständig Aufgaben aus den Bereichen der Vorlesung zu lösen Voraussetzungen für Empfohlen: Module Experimentalphysik I und II (EP-1, EP-2), Theoretische Physik I (TP-1), Mathematik für Physiker I und II die Teilnahme (MP-1 und MP-2) Studiensemester 3 Einpassung in Musterstudienplan Verwendbarkeit des x Bachelorstudium Physik Moduls x Andere Studiengänge mit Nebenfach Physik 90-minütige Abschlussklausur; Studien- und Prüfungsleistungen aktive Teilnahme an den Übungen ist notwendig. Klausurnote Berechnung Modulnote Jährlich im Wintersemester Turnus des Angebots Präsenzzeit: 90 h Arbeitsaufwand Eigenstudium: 135 h 1 Semester Dauer des Moduls Deutsch Unterrichtssprache Vorbereitende x W. Demtröder, Experimentalphysik 2 - Elektrizität und Literatur Optik, Springer x R.Feynman, R.Leighton, M.Sands, Feynman Vorlesungen über Physik, Band III: Quantenmechanik, Oldenbourg Verlag

1

WS 2008/09 Hinweise: x Eine akademische Stunde (45 min.) wird bei der Workload-Berechnung mit einer Zeitstunde (60 min.) angesetzt. x Für die Berechnung der Präsenzzeit wird die Vorlesungszeit mit 15 Wochen angesetzt. Demnach ergibt eine SWS 15 Stunden, sechs SWS ergeben 90 Stunden. Diese entsprechen 3 ECTS-Punkten.

2

WS2008/09 1 GP-2

Grundpraktikum 2

5.0 ECTS

2 Lehrveranstaltungen Praktikum (5 SWS)

5.0 ECTS

3 Dozenten

Prof. Dr. Gisela Anton

4 Modulverantwortliche 5 Inhalt

Dozenten der Experimentalphysik Das Praktikum kann wahlweise als Standardpraktikum oder als Projektpraktikum durchgeführt werden. Standardpraktikum: x Durchführung und Auswertung von vorgegebenen Versuchen z.B. zur Bestimmung von physikalischen Konstanten und zur Untersuchung von Quantenphänomenen Projektpraktikum: x Entwerfen, Aufbauen, Durchführen und Auswerten von selbst vorgeschlagenen Versuchen

Beide Varianten beinhalten: x Grundlagen des Experimentierens, Funktion typischer Geräte x Protokollieren von Messungen x Analyse von Messdaten, Interpretation von Messergebnissen Die Studierenden lernen 6 Lernziele und Kompetenzen x Vorbereitung und Durchführung von Messungen x Handhabung typischer Geräte x Auswertung von Messungen mit detaillierter Fehleranalyse x Kritische Bewertung von Messergebnissen x Protokollführung und Präsentation von Ergebnissen x Teamarbeit 7 Voraussetzungen für Mindestens eines der Module Experimentalphysik I (EP-1) und Experimentalphysik II (EP-2) die Teilnahme 8 Einpassung in Musterstudienplan 9 Verwendbarkeit des Moduls 10 Studienleistungen 11 Berechnung Modulnote 12 Turnus des Angebots 13 Arbeitsaufwand 14 Dauer des Moduls 15 Unterrichtssprache

im dritten Semester x Bachelor-Studiengang Physik x Studiengänge mit Physik als Nebenfach x Teilnahme an den Praktikumsterminen x Testate der Protokolle und Kolloquien Das Modul ist unbenotet Jährlich im Wintersemester Präsenzzeit: 75h Eigenstudium: 75 h 1 Semester Deutsch und Englisch 1

WS2008/09 16 Vorbereitende Literatur

Vorbereitende Literatur wird zu jedem Versuch angegeben. Weitere Informationen auf http://www.physik.uni-erlangen.de/lehre/praktika

Hinweis: x Eine akademische Stunde (45 min.) wird bei der Workload-Berechnung mit einer Zeitstunde (60 min.) angesetzt. x Für die Berechnung der Präsenzzeit wird die Vorlesungszeit mit 15 Wochen angesetzt. Demnach ergibt eine SWS 15 Stunden, sechs SWS ergeben 90 Stunden. Diese entsprechen 3 ECTS-Punkten.

2

WS 2008/09 Theoretische Physik 2: Elektrodynamik (Theoretical Physics 2: Electrodynamics) 2 Lehrveranstaltungen Vorlesung Elektrodynamik (4 SWS) Übung dazu (3 SWS) Prof. Dr. O. Pankratov 3 Dozenten 1 TP-2

4 Modulverantwortliche 5 Inhalt

Die Dozenten der Theoretischen Physik

8

3. Fachsemester

10 ECTS 5.0 ECTS 5.0 ECTS

Themenschwerpunkte sind: x Elektrostatik und Magnetostatik x Coulombsches Gesetz und Multipolmomente x Maxwell-Gleichungen und der Energie-Impuls-Tensor x Feld bewegter Ladungen und Retardierung x Ausstrahlung und Streuung x Dielektrische und magnetische Materialien x Elektromagnetische Wellen und Dispersion Die Studierenden lernen 6 Lernziele und Kompetenzen x grundlegende Konzepte und Methoden der theoretischen Physik, Interferenz- und Ausbreitungsphänomene sowie die Bedeutung von Feldern als grundlegende physikalische Größen zur Vereinheitlichung von Einzelphänomenen x fundierte Kenntnisse über mehrdimensionale Analysis und ihre physikalischen Anwendungen in interdisziplinärer Vernetzung zur Mathematik und Ingenieurwissenschaft x eine relativistische Feldtheorie als Grundlage des Standardmodells der Physik und die Bedeutung von Gedankenexperimenten x in Gruppenarbeit Probleme gemeinsam zu lösen, Ergebnisse zu präsentieren und im Diskurs zu verteidigen x elektrodynamische Aufgaben selbständig fehlerfrei zu lösen. 7 Voraussetzungen für Keine; empfohlen: Theoretische Physik 1 (TP-1) die Teilnahme

9 10 11 12 13

Einpassung in Musterstudienplan Verwendbarkeit des Moduls Studien- und Prüfungsleistungen Berechnung Modulnote Turnus des Angebots Arbeitsaufwand

14 Dauer des Moduls 15 Unterrichtssprache

Bachelor-Studiengang Physik (Pflichtbereich) 120-minütige Abschlussklausur; aktive Teilnahme an den Übungen ist notwendig. Klausurnote Jährlich im Wintersemester Präsenzzeit: 105 h Eigenstudium: 195 h 1 Semester Deutsch und Englisch 1

WS 2008/09 16 Vorbereitende Literatur

eines der Standardlehrbücher zur Theoretischen Physik

Hinweis: x Eine akademische Stunde (45 min.) wird bei der Workload-Berechnung mit einer Zeitstunde (60 min.) angesetzt. x Für die Berechnung der Präsenzzeit wird die Vorlesungszeit mit 15 Wochen angesetzt. Demnach ergibt eine SWS 15 Stunden, sechs SWS ergeben 90 Stunden. Diese entsprechen 3 ECTS-Punkten.

2

WS2008/09 1

MP-3

Mathematik für Physiker 3

10 ECTS

2

Lehrveranstaltungen

6.0 ECTS 4.0 ECTS

3

Dozenten

Vorlesung (5 SWS) Übungen dazu (2 SWS) Prof. Dr. B. Fauser

4

Modulverantwortlicher Inhalt

5

6

7 8 9

Die Dozenten der Mathematik (siehe Modulhandbuch des Departments Mathematik) x Vektoranalysis und Differentialformen x Lösungsmethoden für gewöhnliche Differentialgleichungen x Stabilität bei gewöhnlichen Differentialgleichungen x Maß und Integration x Sätze und Rechenregeln der Lebesgue-Integration x Integralsätze (Stokes, Gauss, Green) x Die Fouriertransformation x Funktionentheorie x Fakultativ: Die Mathematik der Quantenmechanik: Hilbertraum, Banachraum der Operatoren Die Studierenden erlernen Lernziele und Kompetenzen x Integration von Funktionen mehrerer reeller bzw. komplexer Variablen x Behandlung von Differentialgleichungen, Grundbegriffe der Funktionalanalysis x analytisches Denken, strukturierte Darstellung mathematischer Sachverhalte, grundlegende Beweistechniken x kreatives Problemlösen Voraussetzungen für Empfohlen: Mathematik für Physiker 2 (MP-2) oder Analysis 2 und Lineare Algebra 2 die Teilnahme Einpassung in Musterstudienplan Verwendbarkeit des Moduls

3. Fachsemester Bachelor-Studiengang Physik (Pflichtbereich)

10 Studien- und Prüfungsleistungen 11 Berechnung Modulnote 12 Turnus des Angebots

120-minütige Klausur zur Vorlesung (PL); regelmäßige und aktive Teilnahme an den Übungen (SL) Klausurnote

13 Arbeitsaufwand

Präsenzzeit: 105 h Vorbereitungszeit: 195 h 1 Semester Deutsch

14 Dauer des Moduls 15 Unterrichtssprache

Jährlich im Wintersemester

1

WS2008/09 16 Literatur

x x x x x x

H. Kerner, W. von Wahl, Mathematik für Physiker, Springer, 2006 K.-E. Hellwig, B. Wegner, Mathematik und theoretische Physik, Bd. 1 und 2, de Gruyter, 1992 K. Meyberg, P. Vachenauer, Höhere Mathematik, Bände 1 und 2, Springer, 1999 R. Wüst, Höhere Mathematik für Physiker, Bände 1 und 2, de Gruyter, 1995 V.A. Zorich, Analysis I und II, Springer, 2006 A. Knauf, Skript, Mathematisches Institut

Hinweise: x Eine akademische Stunde (45 min.) wird bei der Workload-Berechnung mit einer Zeitstunde (60 min.) angesetzt. x Für die Berechnung der Präsenzzeit wird die Vorlesungszeit mit 15 Wochen angesetzt. Demnach ergibt eine SWS 15 Stunden, sechs SWS ergeben 90 Stunden. Diese entsprechen 3 ECTS-Punkten.

2

WS2008/09 1

EP-K

Kolloquium Experimentalphysik

2

Lehrveranstaltungen

3

Dozenten

mündliche Prüfung über die Module EP-1 bis EP-3 sowie GP-1 und GP-2 Prof. Dr. G. Anton, Prof. Dr. U. Peschel; weitere auf Antrag an den Prüfungsausschuss

4

Modulverantwortliche Inhalt

Die Dozenten der Experimentalphysik

Einpassung in Musterstudienplan Verwendbarkeit des Moduls

nach dem dritten Fachsemester

5 6

7 8 9

7.5 ECTS

x Stoff der Module EP-1, EP-2 und EP-3 x Stoff der Module GP-1 und GP-2 Die Studierenden erlernen Lernziele und Kompetenzen x das übergreifende Verständnis der Inhalte der klassischen Physik x die mündliche Darstellung physikalischer Zusammenhänge x die Argumentation mit erlerntem Stoff und erste wissenschaftliche Diskussionen x Hinführung an die Grenzen des eigenen Wissens und Erarbeiten neuer Erkenntnisse im Rahmen eines Prüfungsgesprächs Voraussetzungen für Bestehen von 2 der 3 Module Experimentalphysik 1 bis 3 (EP-1 bis EP-3) und Bestehen des Grundpraktikums GP-1 die Teilnahme

Bachelor-Studiengang Physik (Pflichtbereich)

30-minütige mündliche Prüfung 10 Studien- und Prüfungsleistungen Note der mündlichen Prüfung 11 Berechnung Modulnote 12 Turnus des Angebots halbjährlich 13 14 15 16

Arbeitsaufwand Dauer des Moduls Unterrichtssprache Vorbereitende Literatur

Vorbereitungszeit: 225 h Deutsch x W. Demtröder, Experimentalphysik 1 und 2, Springer x R. Feynman, R. Leighton, M. Sands, Feynman Lectures, Addison-Wesley x E. Hecht, Optik, Addison-Wesley x D. Halliday, R. Resnick, J. Walker, Physik, Wiley x D. Giancoli, Physik, Pearson

Hinweise: x Eine akademische Stunde (45 min.) wird bei der Workload-Berechnung mit einer Zeitstunde (60 min.) angesetzt. x Für die Berechnung der Präsenzzeit wird die Vorlesungszeit mit 15 Wochen angesetzt. Demnach ergibt eine SWS 15 Stunden, sechs SWS ergeben 90 Stunden. Diese entsprechen 3 ECTS-Punkten.

1