Modulhandbuch für den Bachelorstudiengang Physik an der
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Modulhandbuch für den Bachelorstudiengang Physik an der Universität Stuttgart Wintersemester 2008/2009 Inhaltsverzeichnis Vorwort und Erläuterungen....................................................................................................4 Der Fachbereich Physik auf Bologna-Kurs.......................................................................4 Was ist neu?......................................................................................................................4 Prüfungen..........................................................................................................................4 Modulhandbuch.................................................................................................................5 Studiensekretariat..............................................................................................................5 Makrostruktur Studiengang BSc Physik............................................................................6 Bachelorstudiengang Physik: Übersicht über die Modulprüfungen..................................7 (1) Pflichtmodule............................................................................................................7 (2) Wahlpflichtmodule....................................................................................................8 Makrostruktur Studiengang MSc.......................................................................................9 Masterstudiengang Physik: Übersicht über die Modulprüfungen....................................10 (1) Pflichtmodule..........................................................................................................10 (1) Wahlpflichtmodule..................................................................................................11 1. Semester..........................................................................................................................12 Computergrundlagen.......................................................................................................13 Grundlagen der Experimentalphysik I - Mechanik...........................................................14 Mathematische Methoden der Physik.............................................................................16 Höhere Mathematik I und II - Teil I...................................................................................17 Analysis 1 & 2 - Teil 1......................................................................................................18 Lineare Algebra I und Analytische Geometrie I...............................................................20 Einführung in die Chemie - Teil I......................................................................................21 2. Semester..........................................................................................................................23 Grundlagen der Experimentalphysik I - Elektrodynamik.................................................24 Theoretische Physik I - Klassische Mechanik.................................................................26 Höhere Mathematik I und II - Teil II..................................................................................27 Analysis 1 & 2 - Teil 2......................................................................................................28 Einführung in die Chemie - Teil II.....................................................................................30 3. Semester..........................................................................................................................32 Grundlagen der Experimentalphysik II – Optik................................................................33 Theoretische Physik II – Quantenmechanik Ia................................................................35 Theoretische Physik II – Quantenmechanik Ib................................................................36 Analysis 3.........................................................................................................................37 Höhere Mathematik III.....................................................................................................38 Physikalisches Praktikum 1 - Teil 1.................................................................................39 4. Semester..........................................................................................................................40 Grundlagen der Experimentalphysik II - Physik der Atome und Kerne...........................41 Theoretische Physik III - Elektrodynamik .......................................................................43 Methodisches Vertiefungsmodul .....................................................................................44 Physik auf dem Computer ..........................................................................................45 Messtechnik ................................................................................................................46 Lineare Algebra 2 .......................................................................................................47 Vertiefungsvorlesung Chemie ....................................................................................48 Physikalisches Praktikum 1 - Teil 2 ................................................................................49 5. Semester .........................................................................................................................50 Theoretische Physik IV - Statistische Mechanik .............................................................51 Molekül- und Festkörperphysik .......................................................................................52 Physikalisches Wahlmodul .............................................................................................54 Simulationsmethoden in der Physik I .........................................................................55 Fortgeschrittene Atomphysik I ....................................................................................57 Fortgeschrittene Molekülphysik I ................................................................................58 Licht und Materie I ......................................................................................................59 Optik I .........................................................................................................................60 Atom- und Quantenoptik I ......................................................................................61 Halbleiterquantenoptik I .........................................................................................62 Grundlagen und Anwendungen der klassischen linearen Optik I ..........................63 Weiche Materie und Biophysik I .................................................................................64 Biophysik I ..............................................................................................................65 Physik der Flüssigkeiten I ......................................................................................66 Physik der weichen und biologischen Materie I......................................................67 ................................................................................................................................67 Statistische Physik der weichen und Biomaterie I .................................................68 Gruppentheoretische Methoden I................................................................................70 Elektronikpraktikum ........................................................................................................71 6. Semester .........................................................................................................................71 Bachelorarbeit .................................................................................................................72 Physikalisches Wahlmodul .............................................................................................73 Simulationsmethoden in der Physik II ........................................................................74 Fortgeschrittene Atomphysik II....................................................................................76 ....................................................................................................................................76 Fortgeschrittene Molekülphysik II................................................................................77 ....................................................................................................................................77 Licht und Materie II .....................................................................................................78 Optik II ........................................................................................................................79 Atom- und Quantenoptik II ....................................................................................80 Halbleiterquantenoptik II ........................................................................................81 Grundlagen und Anwendungen der klassischen linearen Optik II .........................82 Weiche Materie und Biophysik II ................................................................................84 Biophysik II .............................................................................................................85 Physik der Flüssigkeiten II .....................................................................................86 Physik der weichen und biologischen Materie II ....................................................87 Statistische Physik der weichen und Biomaterie II ................................................88 Gruppentheoretische Methoden II...............................................................................90 Überfachliche Schlüsselqualifikation ..............................................................................91 Physikalisches Praktikum 2 mit Präsentation .................................................................92 Vorwort und Erläuterungen Der Fachbereich Physik auf Bologna-Kurs Zum Wintersemester 2007/08 führt der Fachbereich Physik in der Fakultät für Mathematik und Physik anstelle des bisherigen Diplomstudiengangs Physik den gestuften Bachelor/Master-Studiengang Physik ein. Die Bildungsminister der Europäischen Union kamen im Jahre 1999 in Bologna überein,„Europa als Zentrum des Wissens zu etablieren“ und mit der konsekutiven Studienstruktur (Bachelor-Studium, gefolgt von MasterStudium) einen einheitlichen europäischen Studienraum zu schaffen. Dieser seinerzeit initiierte BolognaProzess führt zu einem Umbruch des deutschen Studiensystems, dem sich auch der Fachbereich Physik der Universität Stuttgart nicht entziehen kann. Bis zum Wintersemester 2010/11 werden die bisherigen Physikstudiengänge bundesweit durch Bachelor/Master-Studiengänge abgelöst sein. An der Universität Stuttgart nimmt der Fachbereich Physik bei der Umstellung innerhalb der naturwissenschaftlichen Fachbereiche eine Vorreiterrolle ein: Der Fachbereich Mathematik und die Fakultät Chemie stellen erst in einem Jahr um, die Fakultät Geo- und Biowissenschaften in zwei Jahren. Der frühe Zeitpunkt erklärt sich aus dem Umstand, dass der englischsprachige Masterstudiengang Physics, der vom Fachbereich Physik seit 2000 angeboten wird, vom Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst nur unter der Vorraussetzung weitergenehmigt wurde, dass der deutschsprachige Diplomstudiengang Physik zum Wintersemester 2007/08 durch einen Bachelor/Master-Studiengang abgelöst wird. Was ist neu? Die wesentliche Neuerung der konsekutiven Studienstruktur ist der modulare Aufbau des Studiums. Die Lehrveranstaltungen (Vorlesungen, Übungen, Praktika, Seminare, Bachelor- bzw. Masterarbeit) sind zu Modulen zusammengefasst, die sich maximal über zwei Semester erstrecken. Und: Es gibt keine „großen" Abschlussprüfungen mehr. Prüfungen im Bachelor/Master-Studiengang finden lehrveranstaltungsbegleitend statt: Jedes einzelne Modul wird mit einer Modulprüfung beendet, durch deren Bestehen die dem Modul zugeordneten Leistungspunkte erworben werden. Pro Semester sind im Schnitt 30 Leistungspunkte zu erwerben, während des sich über sechs Semester erstreckenden Bachelorstudiums also insgesamt 180 Leistungspunkte, im darauf folgenden viersemestrigen Masterstudium 120 Leistungspunkte. Eine weitere Neuerung ist die Einführung von Modulen zum Erwerb fachaffiner und fachübergreifender Schlüsselqualifikationen. Fachaffine Schlüsselqualifikationen werden im Bachelorstudium Physik in den Modulen „Methodisches Vertiefungsfach" (3. und 4. Fachsemester) sowie „Elektronikpraktikum" (5. Fachsemester) erworben, bei den fachübergreifenden Schlüsselqualifikationen (6. Fachsemester) können die Studierenden aus einem Pool von Veranstaltungen, die von allen Fakultäten universitätsweit angeboten werden, auswählen. Neu eingeführt ist die Bachelorarbeit, die während des sechsten Fachsemesters anzufertigen ist. Die Bearbeitungsfrist für die Bachelorarbeit beträgt vier Monate, es werden 12 Leistungspunkte erworben. Prüfungen Um die Studienwahlentscheidung zu überprüfen, sieht das Hochschulgesetz in Baden-Württemberg bis zum Ende des zweiten Fachsemesters eine Orientierungsprüfung vor. Diese ist im Bachelorstudium Physik bestanden, wenn die Leistungspunkte zu den Einzelmodulen „Mathematische Methoden der Physik" (nach dem ersten Semester) sowie „Experimentalphysik I" und „Theoretische Physik I" (nach dem zweiten Semester) erworben sind. Die Prüfungsnote eines jeden Moduls geht in die Gesamtnote des Bachelorabschlusses entsprechend ihrem Gewicht an Leistungspunkten ein. Sind alle 180 Leistungspunkte erworben, ist die Bachelorprüfung bestanden. Es wird der akademische Grad eines Bachelor of Science (B. Sc.) verliehen. Damit ist ein erster berufsqualifizierender Hochschulabschluss verbunden. Die Zulassung zum Masterstudium setzt nach dem Landeshochschulgesetz überdurchschnittliche Prüfungsleistungen im Bachelorstudium voraus. Das Masterstudium beinhaltet die Anfertigung einer einjährigen Masterarbeit. Die Masterprüfung setzt sich zusammen aus allen Modulprüfungen des Masterstudiums und der Masterarbeit. Es wird der akademische Grad eines Master of Science (M. Sc.) erworben. Modulhandbuch Das vorliegende Modulhandbuch gibt einen Überblick über die Makrostrukturen des Bachelor- und des Master-Studiengangs Physik sowie über die abzulegenden Modulprüfungen. Darüber hinaus sind die zu belegenden Module des ersten und zweiten Fachsemesters des Bachelorstudiums im Detail aufgeschlüsselt. Das Modulhandbuch wird jedes Semester neu herausgegeben und fortgeschrieben. Im Hinblick auf die vom Fachbereich Mathematik angebotenen Module ist folgender Hinweis wichtig: Anstelle der Module „Höhere Mathematik I/II und III" können mathematisch stärker interessierte Studierende die Module „Analysis I-III“ und „Lineare Algebra I“ belegen, das Modul Computergrundlagen kann dann entfallen. Studiensekretariat Der Fachbereich hat ein Studiensekretariat für den Bachelor-Studiengang neu eröffnet, an das sich alle Studierenden bei Fragen im Zusammenhang mit dem Studium wenden können. Die Kontaktadresse ist: Dr. Martin Güßmann, Fachbereich Physik, Universität Stuttgart, Pfaffenwaldring 57, Raum 4/153, 70569 Stuttgart, Tel. (0711) 685 64983, Fax (0711) 685 64909, E-Mail: [email protected]. Gez. G. Wunner 19.09.2008 Studiendekan Physik Makrostruktur Studiengang BSc Physik Bachelorstudiengang Physik: Übersicht über die Modulprüfungen (1) Pflichtmodule Nr. Modul 1 2 3 4 5 2' 3' 4' 5' Mathematische Methoden der Physik Computergrundlagen Höhere Mathematik 1 Höhere Mathematik 2 Höhere Mathematik 3 Alternativ zu 2-5: Analysis 1 Algebra 1 Analysis 2 Analysis 3 Pflicht/ Semester Studien- Prüfung/ LeistungsWahl punkte 1 2 3 4 5 6 leistung Dauer P P P P P X X X P P P P X X 6 Grundlagen der Experimentalphysik I - Mechanik und Wärmelehre - Elektrodynamik 7 Grundlagen der Experimentalphysik II - Optik - Physik der Atome und Kerne 8 Molekül- und Festkörperphysik 9 Theoretische Physik I: Mechanik 10 Theoretische Physik II: Quantenmechanik 11 Theoretische Physik III: Elektrodynamik 12 Theoretische Physik IV: Statistische Mechanik 13 Physikalisches Praktikum I - Teil 1 - Teil 2 14 Physikalisches Praktikum II mit Präsentation P 15 Elektronikpraktikum (fachaffine Schlüsselqualifikation) P 16 Einführung in die Chemie - Grundlagen der Chemie - Praktikum und Seminar P 17 Bachelorarbeit P X V V V V V PL PL PL PL PL 6 6 9 9 9 X V V V V PL PL PL PL 9 6 9 9 PL PL PL PL PL PL 15 (6) (9) 15 (6) (9) 9 9 9 9 9 LBP LBP LBP LBP 12 (6) (6) 6 LBP 6 PL 9 (6) (3) LBP 12 X X X X V V X P X PL X V V V V V V V X P P P P P X X X X X P X X X P X X X X X V X Erläuterungen: 1. Erläuterung der Abkürzungen: P = Pflichtmodul; W = Wahlpflichtmodul V = Vorleistung; USL = unbenotete Studienleistung PL = Modulabschlussprüfungsleistung; Art und Umfang der Prüfung sind im Modulhandbuch geregelt. LBP = lehrveranstaltungsbegleitende Prüfung. 2. Die Semester, in denen das Modul abgelegt werden soll, sind durch ein „X“ gekennzeichnet. Modulhandbuch Physik WS 2007/08 Stand 16.10.2007 3. Setzt sich ein Modul aus mehreren Studien- und/oder Prüfungsleistungen zusammen, sind die Leistungspunkte, die auf die Teilleistung entfallen, in der jeweiligen Spalte in Klammern angegeben, die im Modul insgesamt zu erwerbenden Leistungspunkte sind in Fettdruck abgegeben. (2) Wahlpflichtmodule Nr. Modul Pflicht/ Semester Studien- Prüfung/ LeistungsWahl punkte 1 2 3 4 5 6 leistung Dauer 1 Methodisches Vertiefungsmodul (fachaffine Schlüsselqualifikation, siehe Fußnote 1) 2 Physikalisches Wahlmodul (siehe Fußnote 2) -Teil 1 -Teil 2 5 Überfachliche Schlüsselqualifikation, (siehe Fußnote 3) W X W V PL 6 X V PL 9 X X V V V PL (4,5) (4,5) 6 X W Erläuterung der Abkürzungen: siehe Pflichtmodule 1) Im vierten Fachsemester ist ein methodisches Vertiefungsmodul zum Erwerb fachaffiner Schlüsselqualifikationen zu studieren. Die folgenden methodischen Vertiefungsmodule werden angeboten: − Lineare Algebra 2 − Vertiefungsvorlesung Chemie − Physik auf dem Computer − Messtechnik 2) Im fünften und sechsten Fachsemester ist ein physikalisches Wahlmodul zu studieren. Die folgenden physikalischen Wahlmodule werden im Bachelorstudium angeboten: − Simulationsmethoden in der Physik − Fortgeschrittene Atomphysik BSc − Fortgeschrittene Molekülphysik BSc − Licht und Materie BSc − Optik BSc − Weiche Materie und Biophysik BSc − Gruppentheoretische Methoden der Physik BSc Jedes physikalische Wahlmodul erstreckt sich über 2 Semester und umfasst insgesamt 9 Leistungspunkte. Die Lehrveranstaltungen der physikalischen Wahlmodule sind im Modulkatalog festgelegt, den die Fakultät für jedes Semester herausgibt. 3) Im 6. Fachsemester sind aus dem Angebot der zentralen Stelle für Schlüsselqualifikationen der Universität Stuttgart Lehrveranstaltungen zur Vermittlung überfachlicher Schlüsselqualifikationen im Umfang von 6 Leistungspunkten zu studieren. Makrostruktur Studiengang MSc Masterstudiengang Physik: Übersicht über die Modulprüfungen (1) Pflichtmodule Nr. Modul 1 Fortgeschrittene Vielteilchentheorie - Quantenmechanik II - Hauptseminar in Theoretischer Physik 2 Fortgeschrittene Molekül- und Festkörperphysik - Fortgeschrittene Molekül- und Festkörperphysik - Hauptseminar in Experimentalphysik 3 Fortgeschrittenen-Praktikum - 3 Versuche - 9 Versuche + Präsentation und Abschlusskolloquium 4 Fachliche Spezialisierung - Phase 1 - Phase 2 5 Methodenkenntnis und Projektplanung - Phase 1 - Phase 2 6 Masterarbeit - Phase 1 - Phase 2 Pflicht/ Studien- Prüfung/ LeistungsWahl punkte 1 2 3 4 leistung Dauer P X PL X V V X X P PL X V V X X P X X P X X X X P X X X X X LBP LBP LBP LBP LBP LBP LBP LBP LBP LBP LBP LBP 12 (9) (3) 12 (9) (3) 15 (3) (12) 15 (7,5) (7,5) 15 (7,5) (7,5) 30 (15) (15) Erläuterungen: 1. Erläuterung der Abkürzungen: P = Pflichtmodul; W = Wahlpflichtmodul V = Vorleistung; USL = unbenotete Studienleistung PL = Modulabschlussprüfungsleistung; Art und Umfang der Prüfung sind im Modulhandbuch geregelt. LBP = lehrveranstaltungsbegleitende Prüfung. 2. Die Semester, in denen das Modul abgelegt werden soll, sind durch ein „X“ gekennzeichnet. 3. Setzt sich ein Modul aus mehreren Studien- und/oder Prüfungsleistungen zusammen, sind die Leistungspunkte, die auf die Teilleistung entfallen, in der jeweiligen Spalte in Klammern angegeben, die im Modul insgesamt zu erwerbenden Leistungspunkte sind in Fettdruck abgegeben. (1) Wahlpflichtmodule Nr. Modul 1 Wahlpflichtmodul Schwerpunkt (siehe Fußnote 1) - Teil 1 - Teil 2 - Ergänzungsveranstaltung 2 Wahlpflichtmodul Ergänzung (siehe Fußnote 1) - Teil 1 - Teil 2 Pflicht/ Studien- Prüfung/ LeistungsWahl punkte 1 2 3 4 leistung Dauer W X X X X X W X X PL 12 PL (4,5) (4,5) (3) 9 V V V V V (4,5) (4,5) Erläuterung der Abkürzungen: siehe Pflichtmodule 1) Im Masterstudium sind im ersten und zweiten Fachsemester zwei Wahlpflichtmodule als Vertiefungsmodule zu studieren. Die folgenden Wahlpflichtmodule werden im Masterstudium angeboten: Wahlpflichtmodule Schwerpunkt: − Festkörperphysik − Optik Msc − Weiche Materie und Biophysik Msc − Advanced Statistical Physics − Plasmaphysik − Fortgeschrittene Kontinuumsphysik Als Ergänzungsveranstaltung im Wahlpflichtmodul Schwerpunkt ist im zweiten Fachsemester eine der folgenden drei Lehrveranstaltungen zu belegen: − Oberseminar oder − Spezialvorlesung oder − Praktikum Wahlpflichtmodule Ergänzung: − Physik der Kerne und Teilchen − Astrophysik − Eichtheorien und Faserbündel − Topologische Methoden der Physik − Lie-Gruppen in der Physik − Relativitätstheorie − Fortgeschrittene Atomphysik Msc − Angewandte Plasmaphysik Die Lehrveranstaltungen der Wahlpflichtmodule sind im Modulkatalog festgelegt, der von der Fakultät für jedes Semester herausgegeben wird. 1. Semester Computergrundlagen Modulbeschreibung Erläuterung Modulname (Untertitel) Computergrundlagen Kürzel (z.B. x-Stellen für Studiengang) 082300001 Leistungspunkte (LP) 6 LP Semesterwochenstunden (SWS) 5 SWS Moduldauer (Anzahl der Semester) 1 Semester Turnus jährlich im Wintersemester Sprache deutsch Modulverantwortlicher Dr. Jens Harting Dozenten Dr. Jens Harting Verwendbarkeit/Zuordnung zum Curriculum Bachelorstudiengang Physik, Pflichtmodul, 1. Fachsemester Voraussetzungen Schulkenntnisse in Mathematik und Physik (gymnasiale Oberstufe) Lernziele Befähigung im Umgang mit Computern, Betriebssystemen, Textverarbeitungssystemen, Visualisierungssoftware und Programmierungssprachen Inhalt Aufbau des Computers UNIX-Betriebssystem Textverarbeitung mit LATEX Datenvisualisierung Programmierung in C Literatur/Lernmaterialien D. E. Knuth, "The TEXbook", Addison Wesley D. A. Curry, "Using C on the UNIX system", O'Reilly & Associates Lehrveranstaltung und Lehrformen Computergrundlagen, Vorlesung, 3 SWS, und Übungen, 2 SWS Abschätzung des Arbeitsaufwandes 180 Stunden Studien- und Prüfungsleistungen Studienleistungen: Erfolgreiche Teilnahme an den Übungsaufgaben (Schein) Prüfungsleistungen: 90-minütige Abschlussklausur Grundlage für ... Theoretische Physik-Module Medienform Tafelanschrieb, Beamer; Übungen: CIP-Pool Bezeichnung der zugehörigen Modulprüfung/en und Computergrundlagen; Prüfnummer: 10120 Prüfnummer/n Import-Export (von/nach) von: Fakultät 8 / FB Physik nach: Fakultät 8 / FB Physik Grundlagen der Experimentalphysik I - Mechanik Modulbeschreibung Erläuterung Modulname (Untertitel) Grundlagen der Experimentalphysik I Kürzel (z.B. x-Stellen für Studiengang) 081100002 Leistungspunkte (LP) Experimentalphysik Mechanik (WS): 6 LP, Experimentalphysik Elektrodynamik (SS): 9 LP, Insgesamt: 15 LP Semesterwochenstunden (SWS) 11 SWS Moduldauer (Anzahl der Semester) 2 Semester Turnus jährlich, beginnend jeweils im Wintersemester Sprache deutsch Modulverantwortlicher Prof. Dr. C. Bechinger Dozenten Prof. Dr. C. Bechinger Verwendbarkeit/Zuordnung zum Bachelorstudiengang Physik, Curriculum Pflichtmodul, 1. und 2. Fachsemester Voraussetzungen für Vorlesung Experimentalphysik I-Mechanik: Schulkenntnisse in Mathematik und Physik (gymnasiale Oberstufe) für Vorlesung Experimentalphysik I-Elektrodynamik: Module Mathematische Methoden der Physik und Grundlagen der Experimentalphysik I: Mechanik Lernziele Erwerb eines gründlichen Verständnisses der fundamentalen Befunde der klassischen Physik (Mechanik, Thermodynamik und Elektrodynamik) Inhalt 1. Mechanik und Wärmelehre: Mechanik starrer Körper Mechanik deformierbarer Körper Schwingungen und Wellen Grundlagen der Thermodynamik 2. Elektrodynamik: Mikroskopische Thermodynamik Elektrostatik Materie im elektrischen Feld stationäre Ladungsströme Magnetostatik Induktion, zeitlich veränderliche Felder Materie im Magnetfeld Wechselstrom Maxwellgleichungen Spezielle Relativitätstheorie elektromagnetische Wellen im Vakuum Literatur/Lernmaterialien Demtröder, Experimentalphysik 1, Mechanik und Wärme, und Experimentalphysik 2, Elektrizität und Optik, Springer Verlag Paus, Physik in Experimenten und Beispielen, Hanser Verlag (1995) Bergmann, Schaefer, Lehrbuch der Experimentalphysik, Band 1, Mechanik, Akustik, Wärme, und Band 2, Elektromagnetismus, De Gruyter Feynman, Leighton, Sands, Vorlesungen über Physik, Band 1 und Band 2, Oldenbourg Verlag (1997) Halliday, Resnick, Walker, Physik, Wiley-VCH Gerthsen, Physik, Springer Verlag; Daniel, Physik 1 und 2, de Gruyter, Berlin 1997 Lehrveranstaltung und Lehrformen Experimentalphysik Mechanik und Wärmelehre: Vorlesung, 3 SWS, und Übung, 2 SWS Experimentalphysik Elektrodynamik: Vorlesung, 4 SWS, und Übung, 2 SWS Abschätzung des Arbeitsaufwandes 450 Stunden Studien- und Prüfungsleistungen Studienleistungen: Übungsschein Prüfungsleistungen: 180-minütige Klausur (Teil der Orientierungsprüfung) Grundlage für ... Weiterführende Experimentalphysik-Module Medienform Overhead, Projektion, Tafel, Demonstrationen Import-Export (von/nach) von: Fakultät 8 / FB Physik nach: Fakultät 8 / FB Physik Mathematische Methoden der Physik Modulbeschreibung Erläuterung Modulname (Untertitel) Mathematische Methoden der Physik Kürzel (z.B. x-Stellen für Studiengang) 082100003 Leistungspunkte (LP) 6 LP Semesterwochenstunden (SWS) 4 SWS Moduldauer (Anzahl der Semester) 1 Semester Turnus jährlich im Wintersemester Sprache deutsch Modulverantwortlicher Prof. Dr. H.-P. Büchler Dozenten Prof. Dr. H.-P. Büchler Verwendbarkeit/Zuordnung zum Curriculum Bachelorstudiengang Physik Pflichtmodul, 1. Fachsemester Voraussetzungen Schulkenntnisse in Mathematik und Physik (gymnasiale Oberstufe) Lernziele Befähigung zur mathematischen Behandlung und Lösung von Aufgaben in der Mechanik und in der Elektrodynamik Inhalt Gewöhnliche Differentialgleichungen Lineare Algebra Vektoranalysis Literatur/Lernmaterialien Dennery + Krzywicki, "Mathematics for Physicists", Dover Arfken, "Mathematical Methods for Physicists", Academic Press Lehrveranstaltung und Lehrformen Mathematische Methoden der Physik, Vorlesung, 3 SWS, und Übungen, 1 SWS Abschätzung des Arbeitsaufwandes 180 Stunden Studien- und Prüfungsleistungen Studienleistungen: Übungsaufgaben und Schein Prüfungsleistungen: 120-minütige Klausur (Teil der Orientierungsprüfung) Grundlage für ... Theoretische Physik-Module Medienform Tafelanschrieb, z.T. Handouts Bezeichnung der zugehörigen Modulprüfung/en und Prüfnummer/n Mathematische Methoden der Physik; Prüfnummer: 10110 Import-Export (von/nach) von: Fakultät 8 / FB Physik nach: Fakultät 8 / FB Physik Höhere Mathematik I und II - Teil I Modulbeschreibung Erläuterung Modulname (Untertitel) Höhere Mathematik für Physiker, Kypernetiker und Elektrotechniker Teil I+II Kürzel (z.B. x-Stellen für Studiengang) 081000101 Leistungspunkte (LP) HM I: 9 LP, HM II: 9 LP (insgesamt 18 LP) Semesterwochenstunden (SWS) 18 SWS Moduldauer (Anzahl der Semester) 2 Semester Turnus jährlich, beginnend im Wintersemester Sprache deutsch Modulverantwortlicher Prof. TeknD T. Weidl Dozenten Dozenten des Fachbereichs Mathematik Verwendbarkeit/Zuordnung zum Curriculum Bachelorstudiengang Physik, Kypernetik und Elektrotechnik, Pflichtmodul, 1. und 2. Fachsemester Voraussetzungen Schulkenntnisse in Mathematik (gymnasiale Oberstufe) Lernziele Erwerb der theoretischen und praktischen Grundkenntnisse der linearen Algebra und Analysis Inhalt Literatur/Lernmaterialien 1. Grundlagen der Mathematik 2. Lineare Algebra 3. Analysis in einer und mehreren Variablen wird in der Vorlesung bekannt gegeben Höhere Mathematik für Physiker, Kybernetiker und Elektrotechniker Teil I und II, Lehrveranstaltung und Lehrformen Vorlesung (5 SWS), Vortragsübungen (2 SWS), Gruppenübungen (2 SWS) Abschätzung des Arbeitsaufwandes 540 Stunden Studien- und Prüfungsleistungen Studienleistungen: erfolgreiche Teilnahme an den Übungen (Schein, Voraussetzung für die Prüfung) Prüfungsleistungen: eine 180-minütige Klausur nach dem 2. Fachsemester Grundlage für ... Höhere Mathematik für Physiker, Kybernetiker und Elektrotechniker Teil III und Fachvorlesungen Import-Export (von/nach) von: Fakultät 8 / FB Mathematik nach: Fakultät 8 / FB Physik Analysis 1 & 2 - Teil 1 Modulbeschreibung Erläuterung Modulname (Untertitel) Analysis 1 & 2 Kürzel (z.B. x-Stellen für Studiengang) 081000102 Leistungspunkte (LP) 9 LP + 9 LP Semesterwochenstunden (SWS) 1. Semester: 8 SWS; 2. Semester: 6 SWS Moduldauer (Anzahl der Semester) 2 Semester Turnus jährlich beginnend im Wintersemester Sprache deutsch Modulverantwortlicher Prof. TeknD T. Weidl Dozenten Dozenten des IADM und des FB Mathematik Mathematisches Wahlmodul anstelle des Pflichtmoduls "Höhere Verwendbarkeit/Zuordnung zum Mathematik I + II" im 1. und 2. Fachsemesters des Bachelorstudiengangs Curriculum Physik Voraussetzungen Lernziele Schulkenntnisse in Mathematik (gymnasiale Oberstufe) Kenntnis der Zahlenbereiche und der elementaren Funktionen Kenntnis und Umgang mit Differential- und Integralrechnung Korrektes Formulieren und selbständiges Lösen von mathematischen Problemen Abstraktion und mathematische Argumentation Inhalt Grundlagen der Mathematik Mengenlehre und Zahlenbereiche (insbesondere R und C), n n Strukturen im R und C Folgen, Konvergenz, Abbildungen, Stetigkeit, Kompaktheit, Gleichmäßigkeit Elementare Funktionen (auch in komplexen Variablen) Differentialrechnung in einer Variablen, Integralrechnung in einer Variablen, Reihen, Potenzreihen Funktionsfolgen und das Vertauschen von Grenzwerten Spezielle Funktionen n Differentialrechnung im R Literatur/Lernmaterialien Wird in der Vorlesung bekannt gegeben Lehrveranstaltung und Lehrformen Analysis 1 & 2 1. Semester: Vorlesung (4 SWS), Vortragsübungen (2 SWS), Übungen (2 SWS) 2. Semester: Vorlesung (4 SWS), Übungen (2 SWS) Abschätzung des Arbeitsaufwandes 540 Stunden Studien- und Prüfungsleistungen Studienleistungen: erfolgreiche Teilnahme an den Übungen (pro Semester ein Übungsschein) Prüfungsleistungen: Schriftliche oder mündliche Prüfung nach Vorgabe des Dozenten Grundlage für ... alle weiteren Vorlesungen zur Analysis und Fachvorlesungen Import-Export (von/nach) von: Fakultät 8 / FB Mathematik nach: Fakultät 8 / FB Physik Lineare Algebra I und Analytische Geometrie I Modulbeschreibung Erläuterung Modulname (Untertitel) Lineare Algebra I und Analytische Geometrie I Kürzel (z.B. x-Stellen für Studiengang) 081000103 Leistungspunkte (LP) 6 LP Semesterwochenstunden (SWS) 4 + 2 SWS Moduldauer (Anzahl der Semester) 1 Semester Turnus jährlich im Wintersemester Sprache deutsch Modulverantwortlicher Prof. Dr. R. Dipper Dozenten Dozenten des Fachbereichs Mathematik Verwendbarkeit/Zuordnung zum Mathematisches Wahlmodul anstelle des Pflichtmoduls "Höhere Curriculum Mathematik I + II" im 1. Fachsemester des Bachelorstudiengangs Physik Voraussetzungen Schulkenntnisse in Mathematik (gymnasiale Oberstufe) Lernziele Inhalt Literatur/Lernmaterialien wird in der Vorlesung bekannt gegeben Lehrveranstaltung und Lehrformen Lineare Algebra I und Analytische Geometrie I, Vorlesung, 4 SWS, Übungen, 2 SWS Abschätzung des Arbeitsaufwandes 180 Stunden Studien- und Prüfungsleistungen Studienleistungen: erfolgreiche Teilnahme an den Übungen (Schein) Prüfungsleistungen: 120-minütige Klausur Grundlage für ... Fachvorlesungen Bezeichnung der zugehörigen Modulprüfung/en und Prüfnummer/n Lineare Algebra 1; Prüfnummer: 10090 Import-Export (von/nach) von: Fakultät 8 / FB Mathematik nach: Fakultät 8 / FB Physik Einführung in die Chemie - Teil I Modulbeschreibung Erläuterung Modulname (Untertitel) Einführung in die Chemie Kürzel (z.B. x-Stellen für Studiengang) 030201902 Leistungspunkte (LP) 9 LP (Vorlesung: 6 LP, Praktikum und Seminar: 3 LP) Semesterwochenstunden (SWS) Teil I: Vorlesung (4 SWS) Teil II: Praktikum mit Seminar (10 Halbtage) Moduldauer (Anzahl der Semester) 2 Semester Turnus Teil I: jedes WS; Teil II: jedes SS (Anmerkung: Anmeldung zum Praktikum erfolgt bereits in der 1. Vorlesung im WS) Sprache deutsch Modulverantwortlicher Prof . Dr. D. Gudat Dozenten Dozenten der anorganischen und organischen Chemie Verwendbarkeit/Zuordnung zum Curriculum Bachelorstudiengang Physik, Pflichtmodul, 1. und 2. Fachsemester Voraussetzungen Schulkenntnisse in Mathematik, Physik und Chemie (gymnasiale Oberstufe) Lernziele Die Studierenden sollen grundlegende Konzepte der Chemie wie Atomismus, Periodensystem, Formelsprache, Stöchiometrie erlernen und eigenständig anwenden können Grundtypen chemischer Stoffe und Reaktionen kennen lernen Anwendungen der Chemie im eigenen Hauptfach kennen lernen elementare Laboroperationen durchführen, Gefahren beim Umgang mit Chemikalien und Geräten richtig einordnen und Grundlagen der Arbeitssicherheit beherrschen sowie wissenschaftliche Dokumentation von Experimenten nachvollziehbar gestalten und Beziehungen zwischen Theorie und Praxis erkennen Inhalt Grundbegriffe: Aggregatszustände, Elemente, Verbindungen, Lösungen Struktur und Quantennatur der Atome: Aufbau und Linienspektren der Atome, Atommodelle und Quantenzahlen, Atomorbitale, atomare Eigenschaften Periodensystem der Elemente Stöchiometrische Grundgesetze: Erhalt von Masse und Ladung, chemische Stoffmengen, Reaktionsgleichungen Thermodynamik und Kinetik chemischer Reaktionen: Gasgesetze, Arbeit und Wärme, Geschwindigkeitsgesetze, Arrhenius-Beziehung, Katalyse Grundlegende Konzepte in der Chemie: Elektronegativität, ionische und kovalente Bindungen, Moleküle und ihre räumliche Struktur, intermolekulare Wechselwirkungen, Leiter, Halbleiter und Isolatoren, Massenwirkungsgesetz und chemische Gleichgewichte Chemische Elementarreaktionen: Säure-Base- (pH-, pKS-, pKW- Wert), Redox- (galvanische Zellen, Elektrolyse, Spannungsreihe, Nernst'sche Gleichung), Komplexbildungs- und Fällungsreaktionen, Radikalreaktionen Spezielle Themen: Chemie wässriger Lösungen (Wasser als Solvens, Elektrolytlösungen, Hydratation, Aquakomplexe) Metalle und ihre Darstellung, optische und magnetische Eigenschaften von Metallionen und Metallkomplexen wichtige Elemente und ihre Verbindungen: Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel, Phosphor, Silizium, Halogene Kohlenstoff und organische Verbindungen: Grundtypen von Kohlenstoffgerüsten und Bindungsverhältnisse (Hybridisierung), räumlicher Aufbau organischer Verbindungen (Chiralität), wichtige Substanzklassen und funktionelle Gruppen der organischen Chemie, Grundstoffe von Biomaterialien und Polymeren Praktische Arbeiten: sichere Durchführung elementarer Laboroperationen, grundlegende Verfahren zum Erfassen von Stoffmengen, Stofftrennungen, physikalische Messmethoden in der Chemie Literatur/Lernmaterialien siehe gesonderte Liste des aktuellen Semesters Lehrveranstaltung und Lehrformen Einführung in die Chemie für Naturwissenschaftler (Vorlesung, 4 SWS) Praktische Einführung in die Chemie für Naturwissenschaftler (10 Halbtage Praktikum) mit begleitendem Seminar Abschätzung des Arbeitsaufwandes 270 Stunden Studien- und Prüfungsleistungen Studienleistungen: Praktikum: testierte Versuchsprotokolle (unbenotete Studienleistung) Prüfungsleistungen: Schriftliche Abschlussprüfung (Schein) Grundlage für ... nachfolgende Module Medienform Bezeichnung der zugehörigen Modulprüfung/en und Einf. Chemie / Prüfungsnr. 10230 Prüfnummer/n Import-Export (von/nach) von: Fakultät 3 / Chemie nach: Fakultät 8 / FB Physik 2. Semester Grundlagen der Experimentalphysik I - Elektrodynamik Modulbeschreibung Erläuterung Modulname (Untertitel) Grundlagen der Experimentalphysik I Kürzel (z.B. x-Stellen für Studiengang) 081100002 Leistungspunkte (LP) Experimentalphysik Mechanik (WS): 6 LP, Experimentalphysik Elektrodynamik (SS): 9 LP, Insgesamt: 15 LP Semesterwochenstunden (SWS) 11 SWS Moduldauer (Anzahl der Semester) 2 Semester Turnus jährlich, beginnend jeweils im Wintersemester Sprache deutsch Modulverantwortlicher Prof. Dr. C. Bechinger Dozenten Prof. Dr. C. Bechinger Verwendbarkeit/Zuordnung zum Bachelorstudiengang Physik, Curriculum Pflichtmodul, 1. und 2. Fachsemester Voraussetzungen für Vorlesung Experimentalphysik I-Mechanik: Schulkenntnisse in Mathematik und Physik (gymnasiale Oberstufe) für Vorlesung Experimentalphysik I-Elektrodynamik: Module Mathematische Methoden der Physik und Grundlagen der Experimentalphysik I: Mechanik Lernziele Erwerb eines gründlichen Verständnisses der fundamentalen Befunde der klassischen Physik (Mechanik, Thermodynamik und Elektrodynamik) Inhalt 1. Mechanik und Wärmelehre: Mechanik starrer Körper Mechanik deformierbarer Körper Schwingungen und Wellen Grundlagen der Thermodynamik 2. Elektrodynamik: Mikroskopische Thermodynamik Elektrostatik Materie im elektrischen Feld stationäre Ladungsströme Magnetostatik Induktion, zeitlich veränderliche Felder Materie im Magnetfeld Wechselstrom Maxwellgleichungen Spezielle Relativitätstheorie elektromagnetische Wellen im Vakuum Literatur/Lernmaterialien Demtröder, Experimentalphysik 1, Mechanik und Wärme, und Experimentalphysik 2, Elektrizität und Optik, Springer Verlag Paus, Physik in Experimenten und Beispielen, Hanser Verlag (1995) Bergmann, Schaefer, Lehrbuch der Experimentalphysik, Band 1, Mechanik, Akustik, Wärme, und Band 2, Elektromagnetismus, De Gruyter Feynman, Leighton, Sands, Vorlesungen über Physik, Band 1 und Band 2, Oldenbourg Verlag (1997) Halliday, Resnick, Walker, Physik, Wiley-VCH Gerthsen, Physik, Springer Verlag; Daniel, Physik 1 und 2, de Gruyter, Berlin 1997 Lehrveranstaltung und Lehrformen Experimentalphysik Mechanik und Wärmelehre: Vorlesung, 3 SWS und Übung, 2 SWS Experimentalphysik Elektrodynamik: Vorlesung, 4 SWS, und Übung, 2 SWS Abschätzung des Arbeitsaufwandes 450 Stunden Studien- und Prüfungsleistungen Studienleistungen: Übungsschein Prüfungsleistungen: 180-minütige Klausur (Teil der Orientierungsprüfung) Grundlage für ... Weiterführende Experimentalphysik-Module Medienform Overhead, Projektion, Tafel, Demonstrationen Import-Export (von/nach) von: Fakultät 8 / FB Physik nach: Fakultät 8 / FB Physik Theoretische Physik I - Klassische Mechanik Modulbeschreibung Erläuterung Modulname (Untertitel) Theoretische Physik I: Klassische Mechanik Kürzel (z.B. x-Stellen für Studiengang) 082200004 Leistungspunkte (LP) 9 LP Semesterwochenstunden (SWS) 6 SWS Moduldauer (Anzahl der Semester) 1 Semester Turnus jährlich im Sommersemester Sprache deutsch Modulverantwortlicher Prof. Dr. S. Dietrich Dozenten Prof. Dr. S. Dietrich Verwendbarkeit/Zuordnung zum Bachelorstudiengang Physik, Curriculum Pflichtmodul, 2. Fachsemester Voraussetzungen Module: Mathematische Methoden der Physik, Höhere Mathematik I bzw. Analysis I und Algebra I Lernziele Erwerb eines gründlichen Verständnisses der fundamentalen Begriffe der klassischen Mechanik Inhalt Literatur/Lernmaterialien 1. Punktmechanik 2. Lagrange- und Hamilton-Formalismus 3. Symmetrien und Erhaltssätze Goldstein, "Klassische Mechanik", AULA-Verlag Landau-Lifshitz, "Mechanik", Akademie Verlag Lehrveranstaltung und Lehrformen Theoretische Physik I: Klassische Mechanik, Vorlesung, 4 SWS und Übungen, 2 SWS Abschätzung des Arbeitsaufwandes 270 Stunden Studien- und Prüfungsleistungen Studienleistungen: erfolgreiche Teilnahme an den Übungen und eine 180minütige Klausur in der Mitte des Semesters (Schein) Prüfungsleistungen: eine 180-minütige Klausur am Ende des Semesters (Teil der Orientierungsprüfung) Grundlage für ... Weiterführende Theoretische Physik-Module Medienform Tafelanschrieb Import-Export (von/nach) von: Fakultät 8 / FB Physik nach: Fakultät 8 / FB Physik Höhere Mathematik I und II - Teil II Modulbeschreibung Erläuterung Modulname (Untertitel) Höhere Mathematik für Physiker Kypernetiker und Elektrotechniker Teil I+II Kürzel (z.B. x-Stellen für Studiengang) 081000101 Leistungspunkte (LP) HM I: 9 LP, HM II: 9 LP (insgesamt 18 LP) Semesterwochenstunden (SWS) 18 SWS Moduldauer (Anzahl der Semester) 2 Semester Turnus jährlich, beginnend im Wintersemester Sprache deutsch Modulverantwortlicher Prof. TeknD T. Weidl Dozenten Dozenten des Fachbereichs Mathematik Verwendbarkeit/Zuordnung zum Curriculum Bachelorstudiengang Physik, Kypernetik und Elektrotechnik, Pflichtmodul, 1. und 2. Fachsemester Voraussetzungen Schulkenntnisse in Mathematik (gymnasiale Oberstufe) Lernziele Erwerb der theoretischen und praktischen Grundkenntnisse der linearen Algebra und Analysis Inhalt 1. Grundlagen der Mathematik 2. Lineare Algebra 3. Analysis in einer und mehreren Variablen Literatur/Lernmaterialien wird in der Vorlesung bekannt gegeben Lehrveranstaltung und Lehrformen Höhere Mathematik für Physiker, Kybernetiker und Elektrotechniker Teil I und II, Vorlesung (5 SWS), Vortragsübungen (2 SWS), Gruppenübungen (2 SWS) Abschätzung des Arbeitsaufwandes 540 Stunden Studien- und Prüfungsleistungen Studienleistungen: erfolgreiche Teilnahme an den Übungen (Schein, Voraussetzung für die Prüfung) Prüfungsleistungen: eine 180-minütige Klausur nach dem 2. Fachsemester Grundlage für ... Höhere Mathematik für Physiker, Kybernetiker und Elektrotechniker Teil III und Fachvorlesungen Import-Export (von/nach) von: Fakultät 8 / FB Mathematik nach: Fakultät 8 / FB Physik Analysis 1 & 2 - Teil 2 Modulbeschreibung Erläuterung Modulname (Untertitel) Analysis 1 & 2 Kürzel (z.B. x-Stellen für Studiengang) 081000102 Leistungspunkte (LP) 9 LP + 9 LP Semesterwochenstunden (SWS) 1. Semester: 8 SWS; 2. Semester: 6 SWS Moduldauer (Anzahl der Semester) 2 Semester Turnus jährlich beginnend im Wintersemester Sprache deutsch Modulverantwortlicher Prof. TeknD T. Weidl Dozenten Dozenten des IADM und des FB Mathematik Mathematisches Wahlmodul anstelle des Pflichtmoduls "Höhere Verwendbarkeit/Zuordnung zum Mathematik I + II" im 1. und 2. Fachsemesters des Bachelorstudiengangs Curriculum Physik Voraussetzungen Lernziele Schulkenntnisse in Mathematik (gymnasiale Oberstufe) Kenntnis der Zahlenbereiche und der elementaren Funktionen Kenntnis und Umgang mit Differential- und Integralrechnung Korrektes Formulieren und selbständiges Lösen von mathematischen Problemen Abstraktion und mathematische Argumentation Inhalt Grundlagen der Mathematik Mengenlehre und Zahlenbereiche (insbesondere R und C), n n Strukturen im R und C Folgen, Konvergenz, Abbildungen, Stetigkeit, Kompaktheit, Gleichmäßigkeit Elementare Funktionen (auch in komplexen Variablen) Differentialrechnung in einer Variablen, Integralrechnung in einer Variablen, Reihen, Potenzreihen Funktionsfolgen und das Vertauschen von Grenzwerten Spezielle Funktionen n Differentialrechnung im R Literatur/Lernmaterialien Wird in der Vorlesung bekannt gegeben Lehrveranstaltung und Lehrformen Analysis 1 & 2 1. Semester: Vorlesung (4 SWS), Vortragsübungen (2 SWS), Übungen (2 SWS) 2. Semester: Vorlesung (4 SWS), Übungen (2 SWS) Abschätzung des Arbeitsaufwandes 540 Stunden Studien- und Prüfungsleistungen Studienleistungen: erfolgreiche Teilnahme an den Übungen (pro Semester ein Übungsschein) Prüfungsleistungen: Schriftliche oder mündliche Prüfung nach Vorgabe des Dozenten Grundlage für ... alle weiteren Vorlesungen zur Analysis und Fachvorlesungen Import-Export (von/nach) von: Fakultät 8 / FB Mathematik nach: Fakultät 8 / FB Physik Einführung in die Chemie - Teil II Modulbeschreibung Erläuterung Modulname (Untertitel) Einführung in die Chemie Kürzel (z.B. x-Stellen für Studiengang) 030201902 Leistungspunkte (LP) 9 LP (Vorlesung: 6 LP, Praktikum und Seminar: 3 LP) Semesterwochenstunden (SWS) Teil I: Vorlesung (4 SWS) Teil II: Praktikum mit Seminar (10 Halbtage) Moduldauer (Anzahl der Semester) 2 Semester Turnus Teil I: jedes WS; Teil II: jedes SS (Anmerkung: Anmeldung zum Praktikum erfolgt bereits in der 1. Vorlesung im WS) Sprache deutsch Modulverantwortlicher Prof . Dr. D. Gudat Dozenten Dozenten der anorganischen und organischen Chemie Verwendbarkeit/Zuordnung zum Curriculum Bachelorstudiengang Physik, Pflichtmodul, 1. und 2. Fachsemester Voraussetzungen Schulkenntnisse in Mathematik, Physik und Chemie (gymnasiale Oberstufe) Lernziele Die Studierenden sollen grundlegende Konzepte der Chemie wie Atomismus, Periodensystem, Formelsprache, Stöchiometrie erlernen und eigenständig anwenden können Grundtypen chemischer Stoffe und Reaktionen kennen lernen Anwendungen der Chemie im eigenen Hauptfach kennen lernen elementare Laboroperationen durchführen, Gefahren beim Umgang mit Chemikalien und Geräten richtig einordnen und Grundlagen der Arbeitssicherheit beherrschen sowie wissenschaftliche Dokumentation von Experimenten nachvollziehbar gestalten und Beziehungen zwischen Theorie und Praxis erkennen Inhalt Grundbegriffe: Aggregatszustände, Elemente, Verbindungen, Lösungen Struktur und Quantennatur der Atome: Aufbau und Linienspektren der Atome, Atommodelle und Quantenzahlen, Atomorbitale, atomare Eigenschaften Periodensystem der Elemente Stöchiometrische Grundgesetze: Erhalt von Masse und Ladung, chemische Stoffmengen, Reaktionsgleichungen Thermodynamik und Kinetik chemischer Reaktionen: Gasgesetze, Arbeit und Wärme, Geschwindigkeitsgesetze, Arrhenius-Beziehung, Katalyse Grundlegende Konzepte in der Chemie: Elektronegativität, ionische und kovalente Bindungen, Moleküle und ihre räumliche Struktur, intermolekulare Wechselwirkungen, Leiter, Halbleiter und Isolatoren, Massenwirkungsgesetz und chemische Gleichgewichte Chemische Elementarreaktionen: Säure-Base- (pH-, pKS-, pKW- Wert), Redox- (galvanische Zellen, Elektrolyse, Spannungsreihe, Nernst'sche Gleichung), Komplexbildungs- und Fällungsreaktionen, Radikalreaktionen Spezielle Themen: Chemie wässriger Lösungen (Wasser als Solvens, Elektrolytlösungen, Hydratation, Aquakomplexe) Metalle und ihre Darstellung, optische und magnetische Eigenschaften von Metallionen und Metallkomplexen wichtige Elemente und ihre Verbindungen: Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel, Phosphor, Silizium, Halogene Kohlenstoff und organische Verbindungen: Grundtypen von Kohlenstoffgerüsten und Bindungsverhältnisse (Hybridisierung), räumlicher Aufbau organischer Verbindungen (Chiralität), wichtige Substanzklassen und funktionelle Gruppen der organischen Chemie, Grundstoffe von Biomaterialien und Polymeren Praktische Arbeiten: sichere Durchführung elementarer Laboroperationen, grundlegende Verfahren zum Erfassen von Stoffmengen, Stofftrennungen, physikalische Messmethoden in der Chemie Literatur/Lernmaterialien siehe gesonderte Liste des aktuellen Semesters Lehrveranstaltung und Lehrformen Einführung in die Chemie für Naturwissenschaftler (Vorlesung, 4 SWS) Praktische Einführung in die Chemie für Naturwissenschaftler (10 Halbtage Praktikum) mit begleitendem Seminar Abschätzung des Arbeitsaufwandes 270 Stunden Studien- und Prüfungsleistungen Studienleistungen: Praktikum: testierte Versuchsprotokolle (unbenotete Studienleistung) Prüfungsleistungen: Schriftliche Abschlussprüfung (Schein) Grundlage für ... nachfolgende Module Medienform Bezeichnung der zugehörigen Modulprüfung/en und Einf. Chemie / Prüfungsnr. 10230 Prüfnummer/n Import-Export (von/nach) von: Fakultät 3 / Chemie nach: Fakultät 8 / FB Physik 3. Semester Grundlagen der Experimentalphysik II – Optik Modulbeschreibung Erläuterung Modulname (Untertitel) Grundlagen der Experimentalphysik II Kürzel (z.B. x-Stellen für Studiengang) 081500015 Leistungspunkte (LP) Experimentalphysik Optik (WS): 6 LP, Experimentalphysik Physik der Atome und Kerne (SS): 9 LP, Ingesamt: 15 LP Semesterwochenstunden (SWS) 10 SWS Moduldauer (Anzahl der Semester) 2 Semester Turnus jährlich, beginnend jeweils im Wintersemester Sprache deutsch Modulverantwortlicher Prof. Dr. T. Pfau Dozenten Optik: Prof. Dr. M. Dressel Physik der Atome und Kerne: Prof. Dr. T. Pfau Verwendbarkeit/Zuordnung zum Curriculum Bachelorstudiengang Physik, Pflichtmodul, 3. und 4. Fachsemester Voraussetzungen Modul: Grundlagen der Experimentalphysik I Lernziele Erwerb eines gründlichen Verständnisses der fundamentalen experimentellen Befunde der Strahlen- und Wellenoptik. Befähigung zur Anwendung von experimentellen Methoden in der modernen Optik. Gründliches Verständnis der Struktur der Materie bis zur atomaren Skala. Die Übungen zielen auch auf die Förderung der Kommunikationsfähigkeit und der Methodenkompetenz bei der Umsetzung von Fachwissen ab. 1. Optik Elektromagnetische Wellen im Medium Geometrische Optik Wellenoptik Welle und Teilchen Laserprinzip und Lasertypen 2. Physik der Atome und Kerne Struktur der Materie: Elementarteilchen und fundamentale Kräfte Aufbau und Struktur der Atomhülle, des Atomkerns und der Nukleonen Spin, Drehimpulsaddition, Atome in äußeren Feldern (Feinstruktur, Hyperfeinstruktur, Zeeman- und Stark-Effekt) Mehrelektronenatome und Aufbau des Periodensystems Spektroskopische Methoden der Atom- und Kernphysik Inhalt Optik Demtröder, "Experimentalphysik 2, Elektrizität und Optik", Springer Verlag Halliday, Resnick, Walker, "Physik", Wiley-VCH Bergmann, Schaefer, "Lehrbuch der Experimentalphysik", Band 2, Elektromagnetismus; Band , Optik, De Gruyter Verlag Paus, "Physik in Experimenten und Beispielen", Hanser Verlag Gerthsen, "Physik", Springer Verlag Physik der Atome und Kerne Haken/Wolf, "Physik der Atome und Quanten", Springer Verlag Mayer-Kuckuk, "Atomphysik", Teubner Verlag Literatur/Lernmaterialien Mayer-Kuckuk, "Kernphysik", Teubner Verlag Demtröder, "Experimentalphysik 3", Springer Verlag Frauenfelder, Henley, "Subatomic Physics", Oldenburg Verlag Stierstadt, "Physik der Materie", Wiley-VCH Hering, "Angewandte Kernphysik", Teubner Verlag Lehrveranstaltung und Lehrformen Experimentalphysik: Optik Vorlesung, 3 SWS, und Übungen, 1 SWS Experimentalphysik: Physik der Atome und Kerne Vorlesung, 4 SWS, und Übungen, 2 SWS Abschätzung des Arbeitsaufwandes 450 Stunden Studien- und Prüfungsleistungen Studienleistungen: 2 benotete Übungsscheine Prüfungsleistungen: 120-minütige Klausur + lehrverantstaltungsbegleitende Prüfung (d.h. Noten der Übungsscheine) Grundlage für ... weiterführende Experimentalphysik-Module Medienform Overhead, Projektion, Tafel, Demonstration Import-Export (von/nach) von: Fakultät 8 / FB Physik nach: Fakultät 8 / FB Physik Theoretische Physik II – Quantenmechanik Ia Modulbeschreibung Erläuterung Modulname (Untertitel) Theoretische Physik II: Quantenmechanik Ia Kürzel (z.B. x-Stellen für Studiengang) 082200016 Leistungspunkte (LP) 9 LP Semesterwochenstunden (SWS) 6 SWS Moduldauer (Anzahl der Semester) 1 Semester Turnus jährlich im Wintersemester Sprache deutsch Modulverantwortlicher Prof. Dr. S. Dietrich Dozenten Prof. Dr. S. Dietrich Verwendbarkeit/Zuordnung zum Bachelorstudiengang Physik, Pflichtmodul, 3. Fachsemester Curriculum Es kann wahlweise Quantenmechanik Ia oder Ib gehört werden Voraussetzungen Modul Theoretische Physik I: Klassische Mechanik Lernziele Erwerb eines gründlichen Verständnisses der fundamentalen Begriffe der Quantenmechanik. Befähigung zur mathematischen Behandlung und Lösung von Aufgaben der Quantenmechanik. Inhalt Wellenmechanik, Prinzipien und mathematische Struktur, Symmetrien, Lösungsverfahren Literatur/Lernmaterialien Cohen-Tannoudji, "Quantenmechanik", 2 Bände, Gruyter Verlag Messiah, "Quantenmechanik I und II", Gruyter Verlag Landau-Lifshitz, "Lehrbuch der Theoretischen Physik", Band III, Deutsch Verlag Lehrveranstaltung und Lehrformen Theoretische Physik II: Quantenmechanik Vorlesung, 4 SWS, und Übung, 2 SWS Abschätzung des Arbeitsaufwandes 270 Stunden Studien- und Prüfungsleistungen Studienleistungen: erfolgreiche Teilnahme an den Übungen und eine 180minütige Klausur in der Mitte des Semesters (Schein) Prüfungsleistungen: eine 120-minütige Klausur am Ende des Semesters Grundlage für ... Weiterführende Theoretische Physik-Module Medienform Tafelanschrieb Import-Export (von/nach) von: Fakultät 8 / FB Physik nach: Fakultät 8 / FB Physik Theoretische Physik II – Quantenmechanik Ib Modulbeschreibung Erläuterung Modulname (Untertitel) Theoretische Physik II: Quantenmechanik Ib Kürzel (z.B. x-Stellen für Studiengang) 082200016 Leistungspunkte (LP) 9 LP Semesterwochenstunden (SWS) 6 SWS Moduldauer (Anzahl der Semester) 1 Semester Turnus jährlich im Wintersemester Sprache deutsch Modulverantwortlicher Prof. Dr. U. Weiß Dozenten Prof. Dr. U. Weiß Verwendbarkeit/Zuordnung zum Bachelorstudiengang Physik, Pflichtmodul, 3. Fachsemester Curriculum Es kann wahlweise Quantenmechanik Ia oder Ib gehört werden Voraussetzungen Modul Theoretische Physik I: Klassische Mechanik Lernziele Erwerb eines gründlichen Verständnisses der fundamentalen Begriffe der Quantenmechanik. Befähigung zur mathematischen Behandlung und Lösung von Aufgaben der Quantenmechanik. Inhalt Wellenmechanik, Prinzipien und mathematische Struktur, Symmetrien, Lösungsverfahren Literatur/Lernmaterialien Cohen-Tannoudji, "Quantenmechanik", 2 Bände, Gruyter Verlag Messiah, "Quantenmechanik I und II", Gruyter Verlag Landau-Lifshitz, "Lehrbuch der Theoretischen Physik", Band III, Deutsch Verlag Lehrveranstaltung und Lehrformen Theoretische Physik II: Quantenmechanik Vorlesung, 4 SWS, und Übung, 2 SWS Abschätzung des Arbeitsaufwandes 270 Stunden Studien- und Prüfungsleistungen Studienleistungen: erfolgreiche Teilnahme an den Übungen und eine 180minütige Klausur in der Mitte des Semesters (Schein) Prüfungsleistungen: eine 120-minütige Klausur am Ende des Semesters Grundlage für ... Weiterführende Theoretische Physik-Module Medienform Tafelanschrieb Import-Export (von/nach) von: Fakultät 8 / FB Physik nach: Fakultät 8 / FB Physik Analysis 3 Modulbeschreibung Erläuterung Modulname (Untertitel) Analysis 3 Kürzel (z.B. x-Stellen für Studiengang) 080802003 Leistungspunkte (LP) 9 LP Semesterwochenstunden (SWS) 6 SWS Moduldauer (Anzahl der Semester) 1 Semester Turnus jährlich beginnend im Wintersemester Sprache deutsch Modulverantwortlicher Prof. TeknD T. Weidl Dozenten Dozenten des FB Mathematik, insbes. des IADM Verwendbarkeit/Zuordnung zum Mathematisches Wahlmodul anstelle des Pflichtmoduls "Höhere Curriculum Mathematik III" im 3. Fachsemester des Bachelorstudiengangs Physik Voraussetzungen Zulassungsvoraussetzung: Analysis 1, Analysis 2 Inhaltliche Voraussetzung: LAAG 1 und LAAG 2 • Lernziele • • • Kenntnis und Umgang mit Differentialgleichungen und Vektoranalysis. Grundkenntnisse der Maßtheorie. Korrektes Formulieren und selbständiges Lösen von mathematischen Problemen. Abstraktion und mathematische Argumentation. Studierende erkennen die Bedeutung der Analysis als Grundlage der Modellierung in Natur- und Technikwissenschaften Inhalt Maßtheorie: Algebren von Mengen und das Maß. Konstruktion des Lebesgue-Maßes. Lebesgue-Integral. Grenzwertsätze. Lebesgue-Räume. Satz von Fubini und Integration in mehreren Variablen, Transformationssatz. Differentialgleichungen: Grundbegriffe, elementar lösbare DGL, Sätze von Picard-Lindelöff und Peano, spezielle Systeme von DGL, Anwendungen. Vektoranalysis: Mannigfaltigkeiten, Differentialformen, Kurven- und Oberflächenintegrale, Integralsätze Literatur/Lernmaterialien Wird in der Vorlesung bekannt gegeben Lehrveranstaltung und Lehrformen Vorlesung Analysis 3, Übungen zur Vorlesung Analysis 3 Abschätzung des Arbeitsaufwandes 270 Stunden Studien- und Prüfungsleistungen Studienleistungen: Übungsschein (V) Prüfungsleistung: schriftlich, Dauer 120 Minuten Grundlage für ... Nachfolgende Veranstaltungen der Analysis, Numerik, Wahrscheinlichkeitstheorie, Geometrie Import-Export (von/nach) von: Fakultät 8 / FB Mathematik nach: Fakultät 8 / FB Physik Höhere Mathematik III Modulbeschreibung Erläuterung Modulname (Untertitel) Höhere Mathematik für Physiker Kypernetiker und Elektrotechniker Teil III Kürzel (z.B. x-Stellen für Studiengang) 081000104 Leistungspunkte (LP) 9 LP Semesterwochenstunden (SWS) 5+2+2 = 9 SWS Moduldauer (Anzahl der Semester) 1 Semester Turnus Jährlich im Wintersemester Sprache deutsch Modulverantwortlicher Prof. TeknD Timo Weidl Dozenten Verwendbarkeit/Zuordnung zum Curriculum Pflichtmodul im 3.FS für die Studiengänge Physik, Kybernetik, Elektrotechnik Voraussetzungen HM I+II Lernziele Theoretische und praktische Grundkenntnisse der komplexen Analysis, der Differentialgleichungen und der Vektoranalysis Inhalt 1. Komplexe Analysis 2. Differentialgleichungen 3. Vektoranalysis Literatur/Lernmaterialien wird in der Vorlesung bekannt gegeben Lehrveranstaltung und Lehrformen Vorlesung: 5 SWS Vortragsübungen: 2 SWS Gruppenübungen: 2 SWS Abschätzung des Arbeitsaufwandes 270 Stunden Studien- und Prüfungsleistungen Übungsscheine nach dem 3.FS als Prüfungsvoraussetzung Schriftliche Prüfung nach dem 3.FS (1 Klausur 120 min) Grundlage für ... Fachvorlesungen Import-Export (von/nach) von: Fakultät 8 / FB Mathematik nach: Fakultät 8 / FB Physik Physikalisches Praktikum 1 - Teil 1 Modulbeschreibung Erläuterung Modulname (Untertitel) Physikalisches Praktikum 1 Kürzel (z.B. x-Stellen für Studiengang) 08100006 Leistungspunkte (LP) Teil 1: 6 LP, Teil 2: 6 LP; insgesamt 12 LP Semesterwochenstunden (SWS) Teil 1 und Teil 2 jeweils 4 SWS; insgesamt 8 SWS Moduldauer (Anzahl der Semester) 2 Semester Turnus Teil 1: jedes Wintersemester Teil 2: jedes Sommersemester Sprache deutsch Modulverantwortlicher Dr. A. Grupp Dozenten Verwendbarkeit/Zuordnung zum Bachelorstudiengang Physik, Curriculum Pflichtmodul, 3. und 4. Fachsemester Voraussetzungen Lernziele Modul Experimentalphysik 1 Durchführung einzelner Experimente unter Anleitung Protokollierung von Messdaten Auswertung von Messdaten und Erstellung eines schriftlichen Berichts (Protokoll) Inhalt Gebiete der Experimentalphysik: 1. Mechanik, Wärmelehre, Strömungslehre, Akustik 2. Optik, Elektrodynamik, Atomphysik, Kernphysik Literatur/Lernmaterialien Lehrbücher der Experimentalphysik; Anleitungstexte zum Praktikum, darin aufgeführte Literatur Lehrveranstaltung und Lehrformen Physikalisches Praktikum 1, Teil 1 und Teil 2, Praktikum, jeweils 4 SWS Abschätzung des Arbeitsaufwandes Jeder Teil 180 Stunden; insgesamt 360 Stunden Studien- und Prüfungsleistungen 20 Versuche mit schriftlicher Ausarbeitung (unbenotete Studienleistung) Grundlage für ... Modul Physikalisches Praktikum 2 Modul Elektronikpraktikum 4. Semester Grundlagen der Experimentalphysik II - Physik der Atome und Kerne Modulbeschreibung Erläuterung Modulname (Untertitel) Grundlagen der Experimentalphysik II Kürzel (z.B. x-Stellen für Studiengang) 081500015 Leistungspunkte (LP) Experimentalphysik Optik (WS): 6 LP, Experimentalphysik Physik der Atome und Kerne (SS): 9 LP, Ingesamt: 15 LP Semesterwochenstunden (SWS) 10 SWS Moduldauer (Anzahl der Semester) 2 Semester Turnus jährlich, beginnend jeweils im Wintersemester Sprache deutsch Modulverantwortlicher Prof. Dr. T. Pfau Dozenten Optik: Prof. Dr. M. Dressel Physik der Atome und Kerne: Prof. Dr. T. Pfau Verwendbarkeit/Zuordnung zum Curriculum Bachelorstudiengang Physik, Pflichtmodul, 3. und 4. Fachsemester Voraussetzungen Modul: Grundlagen der Experimentalphysik I Lernziele Erwerb eines gründlichen Verständnisses der fundamentalen experimentellen Befunde der Strahlen- und Wellenoptik. Befähigung zur Anwendung von experimentellen Methoden in der modernen Optik. Gründliches Verständnis der Struktur der Materie bis zur atomaren Skala. Die Übungen zielen auch auf die Förderung der Kommunikationsfähigkeit und der Methodenkompetenz bei der Umsetzung von Fachwissen ab. 1. Optik Elektromagnetische Wellen im Medium Geometrische Optik Wellenoptik Welle und Teilchen Laserprinzip und Lasertypen 2. Physik der Atome und Kerne Struktur der Materie: Elementarteilchen und fundamentale Kräfte Aufbau und Struktur der Atomhülle, des Atomkerns und der Nukleonen Spin, Drehimpulsaddition, Atome in äußeren Feldern (Feinstruktur, Hyperfeinstruktur, Zeeman- und Stark-Effekt) Mehrelektronenatome und Aufbau des Periodensystems Spektroskopische Methoden der Atom- und Kernphysik Inhalt Optik Demtröder, "Experimentalphysik 2, Elektrizität und Optik", Springer Verlag Halliday, Resnick, Walker, "Physik", Wiley-VCH Bergmann, Schaefer, "Lehrbuch der Experimentalphysik", Band 2, Elektromagnetismus; Band , Optik, De Gruyter Verlag Paus, "Physik in Experimenten und Beispielen", Hanser Verlag Gerthsen, "Physik", Springer Verlag Physik der Atome und Kerne Haken/Wolf, "Physik der Atome und Quanten", Springer Verlag Mayer-Kuckuk, "Atomphysik", Teubner Verlag Mayer-Kuckuk, "Kernphysik", Teubner Verlag Demtröder, "Experimentalphysik 3", Springer Verlag Frauenfelder, Henley, "Subatomic Physics", Oldenburg Verlag Stierstadt, "Physik der Materie", Wiley-VCH Literatur/Lernmaterialien Hering, "Angewandte Kernphysik", Teubner Verlag Lehrveranstaltung und Lehrformen Experimentalphysik: Optik Vorlesung, 3 SWS, und Übungen, 1 SWS Experimentalphysik: Physik der Atome und Kerne Vorlesung, 4 SWS, und Übungen, 2 SWS Abschätzung des Arbeitsaufwandes 450 Stunden Studien- und Prüfungsleistungen Studienleistungen: 2 benotete Übungsscheine Prüfungsleistungen: 120-minütige Klausur + lehrverantstaltungsbegleitende Prüfung (d.h. Noten der Übungsscheine) Grundlage für ... weiterführende Experimentalphysik-Module Medienform Overhead, Projektion, Tafel, Demonstration Import-Export (von/nach) von: Fakultät 8 / FB Physik nach: Fakultät 8 / FB Physik Theoretische Physik III - Elektrodynamik Modulbeschreibung Erläuterung Modulname (Untertitel) Theoretische Physik III: Elektrodynamik Kürzel (z.B. x-Stellen für Studiengang) 081800007 Leistungspunkte (LP) 9 LP Semesterwochenstunden (SWS) 6 SWS Moduldauer (Anzahl der Semester) 1 Semester Turnus jährlich im Sommersemester Sprache deutsch Modulverantwortlicher Dozenten Verwendbarkeit/Zuordnung zum Bachelorstudiengang Physik, Curriculum Pflichtmodul, 4. Fachsemester Voraussetzungen Modul Theoretische Physik I: Klassische Mechanik Modul Theoretische Physik II: Quantenmechanik Lernziele Erwerb eines gründlichen Verständnis der mathematisch-quantitativen Beschreibung der Elektrodynamik und Befähigung zu selbständigen Anwendung der erlernten Rechenmethoden. Inhalt Literatur/Lernmaterialien 1. 2. 3. 4. Elektromagnetisches Feld Elektromagnetische Wellen Spezielle Relativitätstheorie Strahlung beschleunigter Teilchen Jackson, „Klassische Elektrodynamik“ Landau-Lifschitz: „Lehrbuch der Theoretischen Physik“, Band 2: Klassische Feldtheorie, Band 8: Elektrodynamik der Kontinua Lehrveranstaltung und Lehrformen Elektrodynamik, Vorlesung, 4 SWS, und Übung, 2 SWS Abschätzung des Arbeitsaufwandes 270 Stunden Studien- und Prüfungsleistungen Übungsaufgaben und Schein (unbenotet) Klausur Grundlage für ... Weiterführende Theoretische-Physik-Module Methodisches Vertiefungsmodul Physik auf dem Computer Modulbeschreibung Erläuterung Modulname (Untertitel) Physik auf dem Computer Kürzel (z.B. x-Stellen für Studiengang) 08180008 Leistungspunkte (LP) 6 LP Semesterwochenstunden (SWS) 4 SWS Moduldauer (Anzahl der Semester) 1 Semester Turnus jährlich im Sommersemester Sprache deutsch Modulverantwortlicher Dozenten Verwendbarkeit/Zuordnung zum Bachelorstudiengang Physik, Curriculum Wahlpflichtmodul (Vertiefung), 4. Fachsemester Voraussetzungen Modul Computergrundlagen Modul Höhere Mathematik I-III oder Analysis I-III, Lineare Algebra I Module Theoretische Physik I und II Lernziele Erwerb eines gründlichen Verständnis von numerischen Methoden und Kennenlernen von wissenschaftlichen Softwarepaketen. Befähigung zum selbständigen Einsatz von Softwarepaketen bei der Lösung physikalischer Probleme. Die Übungen fördern auch die Medienkompetenz und die Methodenkompetenz bei der Umsetzung von Fachwissen. Inhalt 1. 2. 3. 4. 5. 6. Numerische Differentation, Integration und Interpolation Lösung von Differentialgleichungen, Nichtlinearer Oszillator Diskrete Fouriertransformation (FFT) Signalanalyse Lineare Algebra (lineare Gleichungssysteme, Eigenwertprobleme) Symbolisches Rechnen, genetische Algorithmen, Optimierung Press, Teukolsky, Vetterling, Flannery, „Numerical Recipes“, Cambridge University Press Koonin, „Physik auf dem Computer“, Oldenburg Verlag Heermann, „Computer Simulation Methods“, Springer Kinzel, Reents, „Physics by Computer“, Springer Literatur/Lernmaterialien Lehrveranstaltung und Lehrformen Physik auf dem Computer , Vorlesung, 3 SWS, und Übung, 1 SWS Abschätzung des Arbeitsaufwandes 180 Stunden Studien- und Prüfungsleistungen Übungsaufgaben und Schein (unbenotet) Klausur oder mündliche Prüfung nach Wahl des Dozenten Grundlage für ... Weiterführende Theoretische-Physik-Module Messtechnik Modulbeschreibung Erläuterung Modulname (Untertitel) Messtechnik Kürzel (z.B. x-Stellen für Studiengang) 08100009 Leistungspunkte (LP) 6 LP Semesterwochenstunden (SWS) 4 SWS Moduldauer (Anzahl der Semester) 1 Semester Turnus jährlich im Sommersemester Sprache deutsch Modulverantwortlicher Prof. Dr. W. Bolse Dozenten Dozenten der Experimentalphysik Verwendbarkeit/Zuordnung zum Bachelorstudiengang Physik, Curriculum Wahlpflichtmodul (Vertiefung), 4. Fachsemester Voraussetzungen Modul Experimentalphysik I Modul Experimentalphysik II (Teil 1) Lernziele Die Studierenden erwerben spezielle Kenntnisse der Messtechnik und ihrer Anwendung. Übungen fördern auch die Kommunikationsfähigkeit und die Methodenkompetenz bei der Umsetzung von Fachwissen. Inhalt Sensorik (Messung physikalischer Größen, Auflösung kleiner Signale, Linearisierung, Kompensation) Messwerterfassung und –verarbeitung (Analogsignale, Störungen, Rauschen, Diskretisierung, AD-DA-Wandlung, digitale Messwerterfassung) Signalaufbereitung und -auswertung (Fourier-Analyse , LaplaceTransformation, Faltung, Filter, Rauschunterdrückung, Korrelationsanalyse) Komplexe Messmethoden (Anregungsverfahren, Pump/Probe-Technik, räumliche Auflösung) Heyne, G., Elektronische Messtechnik – Eine Einführung für angehende Wissenschaftler, OLDENBOURG Wissenschaftsverlag GmbH Klein, J.W.; Dullenkopf, P.; Glasmachers, A., Elektronische Messtechnik. Meßsysteme und Schaltungen, Teubner Studienbücher Physik Pfeiffer, W., Digitale Messtechnik. Grundlagen, Geräte, Bussysteme, Springer Literatur/Lernmaterialien Lehrveranstaltung und Lehrformen Messtechnik, Vorlesung und Praktikum, 4 SWS Abschätzung des Arbeitsaufwandes 180 Stunden Studien- und Prüfungsleistungen Übungsaufgaben oder Referate Mündliche Prüfung oder Klausur nach Wahl des Dozenten Grundlage für ... Weiterführende Experimental-Physik-Module Lineare Algebra 2 Modulbeschreibung Erläuterung Modulname (Untertitel) Lineare Algebra II Kürzel (z.B. x-Stellen für Studiengang) 081000105 Leistungspunkte (LP) 6 LP Semesterwochenstunden (SWS) 3+1 = 4 SWS Moduldauer (Anzahl der Semester) 1 Semester Turnus jährlich im Sommersemester Sprache deutsch Modulverantwortlicher Dozenten Verwendbarkeit/Zuordnung zum Bachelorstudiengang Physik, Curriculum Wahlpflichtmodul (Vertiefung), 4. Fachsemester Voraussetzungen Modul Lineare Algebra I Lernziele Inhalt Literatur/Lernmaterialien Wird in der Vorlesung bekannt gegeben Lehrveranstaltung und Lehrformen Lineare Algebra 2, Vorlesung, 3 SWS Übungen, 1 SWS Abschätzung des Arbeitsaufwandes 180 Stunden Studien- und Prüfungsleistungen Übungsschein Klausur Grundlage für ... Fachvorlesungen Import-Export (von/nach) von: Fakultät 8 / FB Mathematik nach: Fakultät 8 / FB Physik Vertiefungsvorlesung Chemie Modulbeschreibung Erläuterung Modulname (Untertitel) Vertiefungsvorlesung Chemie Kürzel (z.B. x-Stellen für Studiengang) 031000106 Leistungspunkte (LP) 6 LP Semesterwochenstunden (SWS) 3+1 = 4 SWS Moduldauer (Anzahl der Semester) 1 Semester Turnus jährlich im Sommersemester Sprache deutsch Modulverantwortlicher Dozenten Verwendbarkeit/Zuordnung zum Bachelorstudiengang Physik, Curriculum Wahlpflichtmodul (Vertiefung), 4. Fachsemester Voraussetzungen Modul Einführung in die Chemie Lernziele Inhalt Literatur/Lernmaterialien Wird in der Vorlesung bekannt gegeben Lehrveranstaltung und Lehrformen Vertiefungsvorlesung Chemie, Vorlesung, 3 SWS Übungen, 1 SWS Abschätzung des Arbeitsaufwandes 180 Stunden Studien- und Prüfungsleistungen Übungsschein Klausur Grundlage für ... Fachvorlesungen Import-Export (von/nach) von: Fakultät 3 / Chemie nach: Fakultät 8 / FB Physik Physikalisches Praktikum 1 - Teil 2 Modulbeschreibung Erläuterung Modulname (Untertitel) Physikalisches Praktikum 1 Kürzel (z.B. x-Stellen für Studiengang) 081000010 Leistungspunkte (LP) Teil 1: 6 LP, Teil 2: 6 LP; insgesamt 12 LP Semesterwochenstunden (SWS) Teil 1 und Teil 2 jeweils 4 SWS; insgesamt 8 SWS Moduldauer (Anzahl der Semester) 2 Semester Turnus Teil 1: jedes Wintersemester Teil 2: jedes Sommersemester Sprache deutsch Modulverantwortlicher Dr. A. Grupp Dozenten Verwendbarkeit/Zuordnung zum Bachelorstudiengang Physik, Pflichtmodul, 3. und 4. FS Curriculum Voraussetzungen Lernziele Modul Experimentalphysik 1 Durchführung einzelner Experimente unter Anleitung Protokollierung von Messdaten Auswertung von Messdaten und Erstellung eines schriftlichen Berichts (Protokoll) Inhalt Gebiete der Experimentalphysik: 1. Mechanik, Wärmelehre, Strömungslehre, Akustik 2. Optik, Elektrodynamik, Atomphysik, Kernphysik Literatur/Lernmaterialien Lehrbücher der Experimentalphysik; Anleitungstexte zum Praktikum, darin aufgeführte Literatur Lehrveranstaltung und Lehrformen Physikalisches Praktikum 1, Teil 1 und Teil 2, Praktikum, jeweils 4 SWS Abschätzung des Arbeitsaufwandes Jeder Teil 180 Stunden; insgesamt 360 Stunden Studien- und Prüfungsleistungen 20 Versuche mit schriftlicher Ausarbeitung (unbenotete Studienleistung) Grundlage für ... Modul Physikalisches Praktikum 2 Modul Elektronikpraktikum 5. Semester Theoretische Physik IV - Statistische Mechanik Modulbeschreibung Erläuterung Modulname (Untertitel) Theoretische Physik IV – Statistische Mechanik Kürzel (z.B. x-Stellen für Studiengang) 081800011 Leistungspunkte (LP) 9 LP Semesterwochenstunden (SWS) 6 SWS Moduldauer (Anzahl der Semester) 1 Semester Turnus jährlich im Wintersemester Sprache deutsch Modulverantwortlicher Dozenten Verwendbarkeit/Zuordnung zum Bachelorstudiengang Physik, Curriculum Pflichtmodul, 5. Fachsemester Voraussetzungen Modul Theoretische Physik I: Klassische Mechanik Modul Theoretische Physik II: Quantenmechanik Modul Theoretische Physik III: Elektrodynamik Lernziele Erwerb eines gründlichen Verständnis der mathematisch-quantitativen Beschreibung der Statistischen Physik und Befähigung zur selbständigen Anwendung der erlernten Rechenmethoden. Inhalt Literatur/Lernmaterialien 1. 2. 3. 4. 5. Hauptsätze der Thermodynamik Thermodynamisches Gleichgewicht, Phasenübergänge Grundbegriffe der Wahrscheinlichkeitstheorie Thermodynamisches Ensemble Ideale Quantengase Huang, „Statistische Mechanik I-III“, B.I. Hochschultaschenbücher Landau-Lifschitz, „Lehrbuch der Theoretischen Physik“, Band 5: Statistische Physik Lehrveranstaltung und Lehrformen Thermodynamik und statistische Physik , Vorlesung, 4 SWS, und Übung, 2 SWS Abschätzung des Arbeitsaufwandes 270 Stunden Studien- und Prüfungsleistungen Übungsaufgaben und Schein (unbenotet) Klausur Grundlage für ... Weiterführende Theoretische-Physik-Module Molekül- und Festkörperphysik Modulbeschreibung Erläuterung Modulname (Untertitel) Molekül- und Festkörperphysik Kürzel (z.B. x-Stellen für Studiengang) 081000012 Leistungspunkte (LP) 6 LP Semesterwochenstunden (SWS) 6 SWS Moduldauer (Anzahl der Semester) 1 Semester Turnus jährlich im Wintersemester Sprache deutsch Modulverantwortlicher Dozenten Verwendbarkeit/Zuordnung zum Bachelorstudiengang Physik, Curriculum Pflichtmodul, 5. Fachsemester Voraussetzungen Module Grundlagen der Experimentalphysik I und II Lernziele Die Studierenden sollen ein gründliches Verständnis der Struktur der Materie bis zur atomaren Skala erwerben. Kenntnis der grundlegenden Konzepte der Festkörperphysik, Verständnis der Materialeigenschaften, Grundlagen der Materialwissenschaften. Übungen fördner auch die Kommunikationsfähigkeit und die Methodenkompetenz bei der Umsetzung von Fachwissen. Inhalt 1. Struktur der Festkörpers: Bindungen, Symmetrie des Gitters, reziproker Raum, Streubedingungen und -methoden, Röntgenund Neutronenstreuung 2. Gitterdynamik und Thermodynamik: Phononen, Brillouin-Zone, Zustandsdichte, akustischer und optischer Zweig, spezifische Wärme, Debye-Modell, thermische Ausdehnung, Wärmeleitung 3. Elektronische und optische Eigenschaften: freies Elektronengas, Bandstruktur, tight-binding-Näherung, effektive Masse, Transporttheorie, Landau-Niveaus im Magnetfeld, Halbleiter, Dotierung, Grenzschichten, Halbleiter-Technologie, Bauelemente, optische Eigenschaften von Halbleitern und Metallen, Dielektrika und Ferroelektrika 4. Festkörperspektroskopie: Konzepte und Methoden, Photoemission, Raman- und Infrarotspektroskopie Ashcroft/Mermin: „Festkörperphysik“, Oldenbourg-Verlag Ibach/Lüth, „Festkörperphysik, Einführung in die Grundlagen“, Springer-Verlag Kittel, „Einführung in die Festkörperphysik“, Oldenbourg-Verlag Kopitzki/Herzog, „Einführung in die Festkörperphysik“, Teubner Literatur/Lernmaterialien Lehrveranstaltung und Lehrformen Molekül- und Festkörperphysik, Vorlesung, 4 SWS, und Übung, 2 SWS Abschätzung des Arbeitsaufwandes 270 Stunden Studien- und Prüfungsleistungen Übungsaufgaben und Schein (unbenotet) Mündliche Prüfung Grundlage für ... Weiterführende Experimentalphysik-Module Physikalisches Wahlmodul Simulationsmethoden in der Physik I Modulbeschreibung Erläuterung Modulname (Untertitel) Simulationsmethoden in der Physik Kürzel (z.B. x-Stellen für Studiengang) 081800013 Leistungspunkte (LP) Teil 1 + Teil 2: 9 LP Semesterwochenstunden (SWS) Teil 1 und Teil 2 jeweils 3 SWS; insgesamt 6 SWS Moduldauer (Anzahl der Semester) 2 Semester Turnus Teil 1: jedes Wintersemester Teil 2: jedes Sommersemester Sprache deutsch Modulverantwortlicher Dozenten Verwendbarkeit/Zuordnung zum Bachelorstudiengang Physik, Curriculum Wahlpflichtmodul, 5. und 6. Fachsemester Voraussetzungen Modul Computergrundlagen Module Experimentalphysik I und II Module Theoretische Physik I - III Lernziele Erwerb eines gründlichen Verständnisses von numerischen Methoden zur Simulation physikalischer Phänomene von klassischen und quantenmechanischen Systemen. Befähigung zum selbständigen Einsatz von Simulationsverfahren. Die Übungen fördern auch die Medienkompetenz und die Methodenkompetenz bei der Umsetzung von Fachwissen. Inhalt 1. Simulationsmethoden in der Physik 1 − Integration klassischer Bewegungsgleichungen (Euler, Verlet, RungeKutta, Shooting) − Spektrale Analyse und FFT − Stationäre partielle Differentialgleichungen (Relaxation, Matrixmethoden) − Zeitabhängige partielle Differentialgleichungen (Leap-frog, LaxWendroff) − Monte-Carlo-Integration und Zufallszahlgeneratoren − Molekulardynamik-Simulationen (NEV, NTV, SHAKE, P3M, tree-code) 2. Simulationsmethoden in der Physik 2 − Monte-Carlo Methoden in der klassischen Physik − Cluster-Methoden − Lösungen der Schrödingergleichung (Eigenwertprobleme, CrankNicholson) − Quantengittermodelle und Exakte Diagonalisierung − Quanten-Monte-Carlo-Methoden (Weltliniendarstellung, LoopAlgorithmus) − Parallele Programmierung Pang, „An Introduction to Computational Physics”, Cambridge Univ. Press Thijssen, „Computational Physics”, Cambridge Univ. Press Press, Teukolsky, Vetterling, Flannery „Numerical Recipes”, Cambridge Univ.. Literatur/Lernmaterialien Lehrveranstaltung und Lehrformen Simulationsmethoden der Physik, Teil 1 und 2, Vorlesung, jeweils 2 SWS, und Übung, 1 SWS Abschätzung des Teil 1 und Teil 2 jeweils 135 Stunden; insgesamt 270 Stunden Arbeitsaufwandes Studien- und Prüfungsleistungen Übungsaufgaben und Schein (unbenotet) Klausur Grundlage für ... Bachelorarbeit Fortgeschrittene Atomphysik I Modulbeschreibung Erläuterung Modulname (Untertitel) Fortgeschrittene Atomphysik Kürzel (z.B. x-Stellen für Studiengang) 081000014 Leistungspunkte (LP) Teil 1 + Teil 2: 9 LP Semesterwochenstunden (SWS) Teil 1 und Teil 2 jeweils 3 SWS; insgesamt 6 SWS Moduldauer (Anzahl der Semester) 2 Semester Turnus Teil 1: jedes Wintersemester Teil 2: jedes Sommersemester Sprache deutsch Modulverantwortlicher Dozenten Verwendbarkeit/Zuordnung zum Bachelorstudiengang Physik, Curriculum Wahlpflichtmodul, 5. und 6. Fachsemester Voraussetzungen Module Experimentalphysik I und II Module Theoretische Physik I - III Lernziele Die Studierenden erwerben spezielle Kenntnisse der Atomphysik und ihrer Anwendungen z.B. auf dem Gebiet der Präzisionsmessungen. Übungen fördern auch die Kommunikationsfähigkeit und die Methodenkompetenz bei der Umsetzung von Fachwissen. − − − Inhalt − − − Literatur/Lernmaterialien Atomstruktur (Drehimpulskopplung in Mehrelektronenatomen, Lamb Shift, Rydbergatome) Atom Licht Wechselwirkung (Bloch Gleichungen, Drei Niveau Atome, EIT) Präzisionsspektroskopieverfahren (Dopplerfreie Spektroskopie, Frequenzkamm, Ramsey Spektroskopie) und Anwendungen (Vermessung von Naturkonstanten, Atomuhr, EDM Messungen, Paritätsverletzung) Atom-Atom Wechselwirkung (Penning Stöße, Streuresonanzen, Spin Austausch Stöße) Ultrakalte Quantengase Ionen fallen und Quantum Computing Budker, Kimball, deMille, Atomic Physics, Oxford Press Foot, Atomic Physics, Oxford Master Series Woodgate, Elementary atomic structure, Oxford Press Orginalliteratur. Lehrveranstaltung und Lehrformen Fortgeschrittene Atomphysik, Teil 1 und 2, Vorlesung, jeweils 2 SWS, und Übung, 1 SWS Abschätzung des Arbeitsaufwandes Teil 1 und Teil 2 jeweils 135 Stunden; insgesamt 270 Stunden Studien- und Prüfungsleistungen Übungsaufgaben und Schein (unbenotet) Mündliche Prüfung oder Klausur nach Wahl des Dozenten Grundlage für ... Bachelorarbeit Fortgeschrittene Molekülphysik I Modulbeschreibung Erläuterung Modulname (Untertitel) Fortgeschrittene Molekülphysik Kürzel (z.B. x-Stellen für Studiengang) 081000015 Leistungspunkte (LP) Teil 1 + Teil 2: 9 LP Semesterwochenstunden (SWS) Teil 1 und Teil 2 jeweils 3 SWS; insgesamt 6 SWS Moduldauer (Anzahl der Semester) 2 Semester Turnus Teil 1: jedes Wintersemester Teil 2: jedes Sommersemester Sprache deutsch Modulverantwortlicher Dozenten Verwendbarkeit/Zuordnung zum Bachelorstudiengang Physik, Curriculum Wahlpflichtmodul, 5. und 6. Fachsemester Voraussetzungen Module Experimentalphysik I und II Module Theoretische Physik I - III Lernziele Erwerb eines gründlichen Verständnisses des Aufbaus der Materie und der Struktur und der Eigenschaften von Molekülen Inhalt Literatur/Lernmaterialien Chemische Struktur und Bindung: Theorie und Experiment Struktur und Symmetrie Molekülrotationen Molekülschwingungen Elektronische Übergänge Magnetische Resonanz Anwendungen: Makromoleküle, Biomoleküle, Funktionelle Moleküle Atkins: Physikalische Chemie, VCH-Verlag Atkins/Friedman: Molecular Quantum Mechanics, Oxford University Press Haken/Wolf: Molekülphysik und Quantenchemie, Springer-Verlag Hollas, Moderne Methoden der Spektroskopie, Vieweg Banwell/Cash: Molekülspektroskopie, Oldenbourg-Verlag Demtröder/Molekülphsik, Oldenbourg-Verlag Lehrveranstaltung und Lehrformen Fortgeschrittene Molekülphysik, Teil 1 und 2, Vorlesung, jeweils 2 SWS, und Übung, 1 SWS Abschätzung des Arbeitsaufwandes Teil 1 und Teil 2 jeweils 135 Stunden; insgesamt 270 Stunden Studien- und Prüfungsleistungen Übungsaufgaben und Schein (unbenotet) Mündliche Prüfung oder Klausur nach Wahl des Dozenten Grundlage für ... Bachelorarbeit Licht und Materie I Modulbeschreibung Erläuterung Modulname (Untertitel) Licht und Materie Kürzel (z.B. x-Stellen für Studiengang) 081000016 Leistungspunkte (LP) Teil 1 + Teil 2: 9 LP Semesterwochenstunden (SWS) Teil 1 und Teil 2 jeweils 3 SWS; insgesamt 6 SWS Moduldauer (Anzahl der Semester) 2 Semester Turnus Teil 1: jedes Wintersemester Teil 2: jedes Sommersemester Sprache deutsch Modulverantwortlicher Dozenten Verwendbarkeit/Zuordnung zum Bachelorstudiengang Physik, Curriculum Wahlpflichtmodul, 5. und 6. Fachsemester Voraussetzungen Module Experimentalphysik I und II Module Theoretische Physik I - III Lernziele Erwerb eines gründlichen Verständnisses der Wechselwirkungsphänomene von Licht und Materie und der Konzepte zu ihrer Beschreibung sowie ihrer Anwendungen in Wissenschaft und Technik − Inhalt − − − − − elektromagnetische Strahlung: Erzeugung, Nachweis, Charakterisierung (Kohärenz, Wellenlänge, Puls) Optische Konstanten und dielektrische Funktion Korrelationen und Antwortfunktionen, Summenregeln Metalle, Halbleiter, Supraleiter Messmethoden: Zeitdomäne, Frequenzdomäne, Resonanzmethoden, Fourier-Transformation Anwendungen, Beispiele Dressel/Grüner: Electrodynamics of Solids, Cambridge University Press Born/Wolf: Principles of Optics, Cambridge University Press Literatur/Lernmaterialien Lehrveranstaltung und Lehrformen Licht und Materie, Teil 1 und 2, Vorlesung, jeweils 2 SWS, und Übung, 1 SWS Abschätzung des Arbeitsaufwandes Teil 1 und Teil 2 jeweils 135 Stunden; insgesamt 270 Stunden Studien- und Prüfungsleistungen Übungsaufgaben und Schein (unbenotet) Mündliche Prüfung oder Klausur nach Wahl des Dozenten Grundlage für ... Bachelorarbeit Optik I Atom- und Quantenoptik I Modulbeschreibung Erläuterung Modulname (Untertitel) Wahlmodul Optik Bsc: Atom- und Quantenoptik Kürzel (z.B. x-Stellen für Studiengang) 081000017 Leistungspunkte (LP) Kombinierbar mit einer anderen Vorlesung im Wahlmodul Optik BSc. Insgesamt 9 LP Semesterwochenstunden (SWS) 3 SWS Moduldauer (Anzahl der Semester) 2 Semester Turnus Teil 1: jedes Wintersemester Teil 2: jedes Sommersemester Sprache deutsch Modulverantwortlicher Dozenten Verwendbarkeit/Zuordnung zum Bachelorstudiengang Physik, Curriculum Wahlpflichtmodul, 5. und 6. Fachsemester Voraussetzungen Module Experimentalphysik I und II Module Theoretische Physik I - III Lernziele Die Studierenden erwerben spezielle Kenntnisse der experimentellen Atom und Quantenoptik. Übungen fördern auch die Kommunikationsfähigkeit und die Methodenkompetenz bei der Umsetzung von Fachwissen. Inhalt 1. 2. 3. 4. 5. 6. Materiewellen Atom Licht Wechselwirkung Laserkühlverfahren Bose-Einstein Kondensation Nichtlineare Atomoptik (Wechselwirkende Quantengase) Atominterferometrie und -lithographie T. Pfau, Atomoptik, in Bergmann-Schäfer, Optik; H. Metcalf, P. van der Straten, Laser Cooling and Trapping, Springer Verlag (1999) Cohen Tannoudji et al., Atom-Photon Interactions, Wiley (1992) Oliver Morsch, Licht und Materie, Wiley-VCH (2003) Literatur/Lernmaterialien Lehrveranstaltung und Lehrformen Atom- und Quantenoptik, Teil 1 und 2, Vorlesung, jeweils 2 SWS, und Übung, 1 SWS Abschätzung des Arbeitsaufwandes 135 Stunden Studien- und Prüfungsleistungen Übungsaufgaben oder Referate Mündliche Prüfung oder Klausur nach Wahl des Dozenten Grundlage für ... Bachelorarbeit in Experimentalphysik Halbleiterquantenoptik I Modulbeschreibung Erläuterung Modulname (Untertitel) Wahlmodul Optik BSc: Halbleiterquantenoptik Kürzel (z.B. x-Stellen für Studiengang) 081000018 Leistungspunkte (LP) Kombinierbar mit einer anderen Vorlesung im Wahlmodul Optik BSc. Insgesamt 9 LP Semesterwochenstunden (SWS) 3 SWS Moduldauer (Anzahl der Semester) 2 Semester Turnus Teil 1: jedes Wintersemester Teil 2: jedes Sommersemester Sprache deutsch Modulverantwortlicher Dozenten Verwendbarkeit/Zuordnung zum Bachelorstudiengang Physik, Curriculum Wahlpflichtmodul, 5. und 6. Fachsemester Voraussetzungen Module Experimentalphysik I und II Module Theoretische Physik I - III Lernziele Die Studierenden erwerben spezielle Kenntnisse der Halbleiterphysik und der experimentellen Quantenoptik. Übungen fördern auch die Kommunikationsfähigkeit und die Methodenkompetenz bei der Umsetzung von Fachwissen. Inhalt Halbleiter-Quantenpunkte Halbleiterresonatoren Quantenzustände des elektromagnetischen Feldes Photonenstatistik Anwendungen von nichtklassischem Licht Resonator-Quantenelektrodynamik Experimente der modernen Halbleiterquantenoptik P. Michler, Single Quantum Dots, Topics of Applied Physics, Springer D. Bimberg, M. Grundmann, N. Ledentsov, Quantum Dot Heterostructures, Wiley & Sons R. Loudon, The Quantum Theory of Light, Oxford University Press Bachor/Ralph, A Guide to Experiments in Quantum Optics”, Wiley VHC W. P. Schleich, Quantum Optics in Phase Space, Wiley VHC M. Fox, Quantum Optics, An Introduction, Oxford Master Series Orginalliteratur Literatur/Lernmaterialien Lehrveranstaltung und Lehrformen Halbleiterquantenoptik, Teil 1 und 2, Vorlesung, jeweils 2 SWS, und Übung, 1 SWS Abschätzung des Arbeitsaufwandes 135 Stunden Studien- und Prüfungsleistungen Übungsaufgaben oder Referate Mündliche Prüfung oder Klausur nach Wahl des Dozenten Grundlage für ... Bachelorarbeit in Experimentalphysik Grundlagen und Anwendungen der klassischen linearen Optik I Modulbeschreibung Erläuterung Modulname (Untertitel) Wahlmodul Optik BSc: Grundlagen und Anwendungen der klassischen linearen Optik Kürzel (z.B. x-Stellen für Studiengang) 081000019 Leistungspunkte (LP) Kombinierbar mit einer anderen Vorlesung im Wahlmodul Optik BSc. Insgesamt 9 LP Semesterwochenstunden (SWS) 3 SWS Moduldauer (Anzahl der Semester) 2 Semester Turnus Teil 1: jedes Wintersemester Teil 2: jedes Sommersemester Sprache deutsch Modulverantwortlicher Dozenten Verwendbarkeit/Zuordnung zum Bachelorstudiengang Physik, Curriculum Wahlpflichtmodul, 5. und 6. Fachsemester Voraussetzungen Module Experimentalphysik I und II Module Theoretische Physik I - III Lernziele Die Studierenden erwerben spezielle Kenntnisse der Halbleiterphysik und der experimentellen Quantenoptik. Übungen fördern auch die Kommunikationsfähigkeit und die Methodenkompetenz bei der Umsetzung von Fachwissen. Inhalt Literatur/Lernmaterialien Licht und Materie (Brechungsindex, Reflexion und Brechung, Dispersion, Pulspropagation) Spiegel und Strahlteiler (Resonatoren, Mach Zehnder Interferometer) Geometrische Optik (paraxiale Optik, ABCD Matrizen, Resonatortypen, Abbildungssysteme)) Wellenoptik (Gauß’sche Strahlen, skalare Beugungstheorie, Fresnel und Fraunhofer Beugung) Polarisation (Doppelbrechung, optische Aktivität) Kohärenz (Korrelationsfunktion, Kohärenzinterferometrie) E. Hecht, Optics 3rd ed. Addison Wesley Longman, 1998 D. Meschede, Optik, Licht und Laser, Teubner 1999 B.A. Saleh, M.C. Teich, Fundamentals of Photonics, Wiley 1991 Bergmann Schäfer Bd. 9,Optics, de Gruyter 1999 M. V. Klein, T. E. Furtak, Optik, Springer 1988 J. W. Goodman, Introduction into Fourier Optics, McGraw Hill 1996 Lehrveranstaltung und Lehrformen Grundlagen und Anwendungen der klassischen linearen Optik, Teil 1 und 2, Vorlesung, jeweils 2 SWS, und Übung, 1 SWS Abschätzung des Arbeitsaufwandes 135 Stunden Studien- und Prüfungsleistungen Übungsaufgaben oder Referate Mündliche Prüfung oder Klausur nach Wahl des Dozenten Grundlage für ... Bachelorarbeit in Experimentalphysik Weiche Materie und Biophysik I Biophysik I Modulbeschreibung Erläuterung Modulname (Untertitel) Wahlmodul „Weiche Materie und Biophysik“: Biophysik Kürzel (z.B. x-Stellen für Studiengang) 081000020 Leistungspunkte (LP) Kombinierbar mit einer anderen Vorlesung im Wahlmodul „Weiche Materie und Biophysik“. Insgesamt 9 LP Semesterwochenstunden (SWS) 3 SWS Moduldauer (Anzahl der Semester) 2 Semester Turnus Teil 1: jedes Wintersemester Teil 2: jedes Sommersemester Sprache deutsch Modulverantwortlicher Dozenten Verwendbarkeit/Zuordnung zum Bachelorstudiengang Physik, Curriculum Wahlpflichtmodul, 5. und 6. Fachsemester Voraussetzungen Module Experimentalphysik I und II Module Theoretische Physik I - III Lernziele Beherrschung der wesentlichen Erkenntnisse der modernen Molekularund Zellbiologie. Kenntnis der Membran- und Proteindynamik. Vertiefte Kenntnisse der Strukturanalyse, Thermodynamik und Statistischen Physik von Biopolymeren. Inhalt Biomembranen: Struktur, Thermodynamik, Phasenübergänge, Diffusion Proteine: Primär-, Sekundär, Tertiär- und Quartärstrukturen, Statistische Physik der Proteindynamik Molekulardynamiksimulationen Strukturbestimmung von Proteinen: Elektronenmikroskopie und – tomographie, Röntgenstreuung, NMR Bioenergetik: Molekulare Antennen, Energie- und Ladungstransfer Literatur/Lernmaterialien Cantor, Schimmel: Biophysical Chemistry 1-3 Lehrveranstaltung und Lehrformen Biophysik, Teil 1 und 2, Vorlesung, jeweils 2 SWS, und Übung, 1 SWS Abschätzung des Arbeitsaufwandes 135 Stunden Studien- und Prüfungsleistungen Übungsaufgaben oder Referate Mündliche Prüfung oder Klausur nach Wahl des Dozenten Grundlage für ... Bachelorarbeit Physik der Flüssigkeiten I Physik der weichen und biologischen Materie I Modulbeschreibung Erläuterung Modulname (Untertitel) Wahlmodul „Weiche Materie und Biophysik“: Physik der weichen und biologischen Materie Kürzel (z.B. x-Stellen für Studiengang) 081000021 Leistungspunkte (LP) Kombinierbar mit einer anderen Vorlesung im Wahlmodul „Weiche Materie und Biophysik“. Insgesamt 9 LP Semesterwochenstunden (SWS) 3 SWS Moduldauer (Anzahl der Semester) 2 Semester Turnus Teil 1: jedes Wintersemester Teil 2: jedes Sommersemester Sprache deutsch Modulverantwortlicher Prof. Dr. C. Bechinger Dozenten Verwendbarkeit/Zuordnung zum Bachelorstudiengang Physik, Curriculum Wahlpflichtmodul, 5. und 6. Fachsemester Voraussetzungen Module Experimentalphysik I und II Module Theoretische Physik I - III Lernziele Die Studierenden beherrschen grundlegende Methoden und Prinzipien der Physik und können diese auf Fragen der weichen und biologische Materie anwenden. Inhalt Wird vor dem Semester von dem jeweiligen Dozenten bekannt gegben. Literatur/Lernmaterialien Siehe gesonderte Liste des aktuellen Semesters. Lehrveranstaltung und Lehrformen Physik der weichen und biologischen Materie, Teil 1 und 2, Vorlesung, jeweils 2 SWS, und Übung, 1 SWS Abschätzung des Arbeitsaufwandes 135 Stunden Studien- und Prüfungsleistungen Übungsaufgaben oder Referate Mündliche Prüfung oder Klausur nach Wahl des Dozenten Grundlage für ... Bachelorarbeit Statistische Physik der weichen und Biomaterie I Modulbeschreibung Erläuterung Modulname (Untertitel) Wahlmodul „Weiche Materie und Biophysik“: Statistische Physik der weichen und Biomaterie Kürzel (z.B. x-Stellen für Studiengang) 081000022 Leistungspunkte (LP) Kombinierbar mit einer anderen Vorlesung im Wahlmodul „Weiche Materie und Biophysik“. Insgesamt 9 LP Semesterwochenstunden (SWS) 3 SWS Moduldauer (Anzahl der Semester) 2 Semester Turnus Teil 1: jedes Wintersemester Teil 2: jedes Sommersemester Sprache deutsch Modulverantwortlicher Dozenten Verwendbarkeit/Zuordnung zum Bachelorstudiengang Physik, Curriculum Wahlpflichtmodul, 5. und 6. Fachsemester Voraussetzungen Module Experimentalphysik I und II Module Theoretische Physik I - III Lernziele Beherrschung von Techniken zur Modellierung von weicher und Biomaterie. Anwendung dieser Techniken auf einfache Systeme, wie Polymere, Kolloide und Membranen. Inhalt Grundprinzipien der Thermodynamik und statistischen Physik im Gleichgewicht Polymermodelle: Gaußsche Kette, Selbstvermeidung, semiflexible Polymere, DNA Selbstaggregation Membranmodelle: Lipiddoppelschichten, Vesikel, polymerisierte Membranen, Netzwerkmodelle Wechselwirkungen: elektrostatisch, van der Waals, Hydradationskräfte Benetzung: Young-Dupré-Gesetz, Tröpfchen vs Vesikeladhäsion Diffusion: Langevin-Gleichung Hydrodynamik bei kleinen Reynoldszahlen Polymer- und Membrandynamik Dill & Bromberg: “Molecular driving forces. Statistical thermodynamics in chemistry and biology”, Garland Science, 2003 Nelson: “Biological Physics. Energy, Information, Life“. Freeman and Company, 2004 Literatur/Lernmaterialien Lehrveranstaltung und Lehrformen Statistische Physik der weichen und Biomaterie, Teil 1 und 2, Vorlesung, jeweils 2 SWS, und Übung, 1 SWS Abschätzung des Arbeitsaufwandes 135 Stunden Studien- und Prüfungsleistungen Studienleistung: vereinfachte Übungsaufgaben Prüfungsleistung: mündliche Prüfung Grundlage für ... Bachelorarbeit Gruppentheoretische Methoden I Modulbeschreibung Erläuterung Modulname (Untertitel) Gruppentheoretische Methoden der Physik Kürzel (z.B. x-Stellen für Studiengang) 081800023 Leistungspunkte (LP) Teil 1 + Teil 2: 9 LP Semesterwochenstunden (SWS) Teil 1 und Teil 2 jeweils 3 SWS; insgesamt 6 SWS Moduldauer (Anzahl der Semester) 2 Semester Turnus Teil 1: jedes Wintersemester Teil 2: jedes Sommersemester Sprache deutsch Modulverantwortlicher Dozenten Verwendbarkeit/Zuordnung zum Bachelorstudiengang Physik, Curriculum Wahlpflichtmodul, 5. und 6. Fachsemester Voraussetzungen Modul Molekül- und Festkörperphysik Modul Theoretische Physik II Module Höhere Mathematik I-III, Lineare Algebra Lernziele Nutzung von Symmetrien zur Beschreibung von statischen und dynamischen Eigenschaften der Materie Symmetrieelemente und -Operationen Mathematische Definition einer Gruppe, Nebenklassen, Normalteiler, Homomorphismen Theorie der Darstellungen von Gruppen Punktgruppen- und Raumgruppen, Klassifikation von Molekülschwingungen, Elektronen- und Phononenzuständen (Bandstrukturen) Inhalt Literatur/Lernmaterialien Atkins/Friedman: Molecular Quantum Mechanics, Oxford University Press Böhm, Symmetrien in Festkörpern, VCH Berlin Wagner, Gruppentheoretische Methoden in der Physik, Vieweg Braunschweig Sternberg, Group Theory and Physics, Cambridge University Press Jacobs, Group theory with applications in chemical physics, Cambridge University Press Hamermesh, Group theory, Addison-Wesley Lehrveranstaltung und Lehrformen Gruppentheorie, Teil 1 und 2, Vorlesung, jeweils 2 SWS, und Übung, 1 SWS Abschätzung des Arbeitsaufwandes Teil 1 und Teil 2 jeweils 135 Stunden; insgesamt 270 Stunden Studien- und Prüfungsleistungen Studienleistung: Übungsaufgaben Prüfungsleistung: Mündliche Prüfung oder Klausur nach Wahl des Dozenten Grundlage für ... Bachelorarbeit Elektronikpraktikum Modulbeschreibung Erläuterung Modulname (Untertitel) Elektronikpraktikum Kürzel (z.B. x-Stellen für Studiengang) 081000024 Leistungspunkte (LP) 6 LP Semesterwochenstunden (SWS) 4 SWS Moduldauer (Anzahl der Semester) 1 Semester Turnus jährlich im Wintersemester Sprache deutsch Modulverantwortlicher Dr. A. Grupp Dozenten Verwendbarkeit/Zuordnung zum Bachelorstudiengang Physik, Curriculum Wahlpflichtmodul, 5. Fachsemester Voraussetzungen Module Experimentalphysik I und II, Module Theoretische Physik I-III Lernziele Dimensionierung und Aufbau einfacher elektronischer Schaltungen, Aufbauen und Experimentieren an komplexen physikalischen Apparaturen einschließlich theoretischer Vorbereitung; Erfassen und Protokollieren von Messdaten sowie deren Auswertung. Inhalt Grundlagen der Analog- und Digitalelektronik: Gleichströme und Widerstände, Dioden Passive Netzwerke und Kabel Bipolar- und Feldeffekttransistoren Transistorschaltungen Operationsverstärker, Grundschaltungen Selektive Filter und Oszillatoren Kombinatorische Logikschaltungen Kippschaltungen Zähler und Schieberegister D/A- und A/D-Wandler Literatur/Lernmaterialien Anleitungstexte zu den einzelnen Versuchen und die darin aufgeführte Literatur Lehrveranstaltung und Lehrformen Elektronikpraktikum, Praktikum, 4 SWS Abschätzung des Arbeitsaufwandes 180 Stunden Studien- und Prüfungsleistungen Abschlusstestate für 11 Elektronikversuche (unbenotete Studienleistung) Grundlage für ... Bachelorarbeit in Experimentalphysik 6. Semester Bachelorarbeit Modulbeschreibung Erläuterung Modulname (Untertitel) Bachelorarbeit Kürzel (z.B. x-Stellen für Studiengang) 081000025 Leistungspunkte (LP) 12 LP Semesterwochenstunden (SWS) 8 SWS Moduldauer (Anzahl der Semester) 1 Semester Turnus jedes Semester Sprache deutsch Modulverantwortlicher Dozenten Verwendbarkeit/Zuordnung zum Bachelorstudiengang Physik, Curriculum Pflichtmodul, 6. Fachsemester Voraussetzungen Kernmodule des Bachelorstudiengangs Lernziele Befähigung zur selbständigen Einarbeitung in ein aktuelles Forschungsthema, zur selbständigen Bearbeitung eines Teilprojekts, zur Ausarbeitung einer schriftlichen Dokumentation und zum Referieren darüber. Inhalt Einführung in das wissenschaftliche Arbeiten Selbständige Projektarbeit unter Anleitung Wissenschafltiches Schreiben Präsentationstechniken Wissenschaflticher Vortrag Diskussionsführung Literatur/Lernmaterialien Aktuelle Literatur zum Thema der Bachelorarbeit Lehrveranstaltung und Lehrformen Bachelorarbeit, 8 SWS Abschätzung des Arbeitsaufwandes 180 Stunden Studien- und Prüfungsleistungen Seminarvortrag Bachelorarbeit, Notenzusammensetzung: 50 % Note für den Inhalt der Bachelorarbeit 30 % Note für die Form der Bachelorarbeit 20 % Note für die Form des Seminarvortrags Grundlage für ... Physikalisches Wahlmodul Simulationsmethoden in der Physik II Modulbeschreibung Erläuterung Modulname (Untertitel) Simulationsmethoden in der Physik Kürzel (z.B. x-Stellen für Studiengang) 081800013 Leistungspunkte (LP) Teil 1 + Teil 2: 9 LP Semesterwochenstunden (SWS) Teil 1 und Teil 2 jeweils 3 SWS; insgesamt 6 SWS Moduldauer (Anzahl der Semester) 2 Semester Turnus Teil 1: jedes Wintersemester Teil 2: jedes Sommersemester Sprache deutsch Modulverantwortlicher Dozenten Verwendbarkeit/Zuordnung zum Bachelorstudiengang Physik, Curriculum Wahlpflichtmodul, 5. und 6. Fachsemester Voraussetzungen Modul Computergrundlagen Module Experimentalphysik I und II Module Theoretische Physik I - III Lernziele Erwerb eines gründlichen Verständnisses von numerischen Methoden zur Simulation physikalischer Phänomene von klassischen und quantenmechanischen Systemen. Befähigung zum selbständigen Einsatz von Simulationsverfahren. Die Übungen fördern auch die Medienkompetenz und die Methodenkompetenz bei der Umsetzung von Fachwissen. Inhalt 1. Simulationsmethoden in der Physik 1 − Integration klassischer Bewegungsgleichungen (Euler, Verlet, RungeKutta, Shooting) − Spektrale Analyse und FFT − Stationäre partielle Differentialgleichungen (Relaxation, Matrixmethoden) − Zeitabhängige partielle Differentialgleichungen (Leap-frog, LaxWendroff) − Monte-Carlo-Integration und Zufallszahlgeneratoren − Molekulardynamik-Simulationen (NEV, NTV, SHAKE, P3M, tree-code) 2. Simulationsmethoden in der Physik 2 − Monte-Carlo Methoden in der klassischen Physik − Cluster-Methoden − Lösungen der Schrödingergleichung (Eigenwertprobleme, CrankNicholson) − Quantengittermodelle und Exakte Diagonalisierung − Quanten-Monte-Carlo-Methoden (Weltliniendarstellung, LoopAlgorithmus) − Parallele Programmierung Pang, „An Introduction to Computational Physics”, Cambridge Univ. Press Thijssen, „Computational Physics”, Cambridge Univ. Press Press, Teukolsky, Vetterling, Flannery „Numerical Recipes”, Cambridge Univ.. Literatur/Lernmaterialien Lehrveranstaltung und Lehrformen Simulationsmethoden der Physik, Teil 1 und 2, Vorlesung, jeweils 2 SWS, und Übung, 1 SWS Abschätzung des Teil 1 und Teil 2 jeweils 135 Stunden; insgesamt 270 Stunden Arbeitsaufwandes Studien- und Prüfungsleistungen Übungsaufgaben und Schein (unbenotet) Klausur Grundlage für ... Bachelorarbeit Fortgeschrittene Atomphysik II Modulbeschreibung Erläuterung Modulname (Untertitel) Fortgeschrittene Atomphysik Kürzel (z.B. x-Stellen für Studiengang) 081000014 Leistungspunkte (LP) Teil 1 + Teil 2: 9 LP Semesterwochenstunden (SWS) Teil 1 und Teil 2 jeweils 3 SWS; insgesamt 6 SWS Moduldauer (Anzahl der Semester) 2 Semester Turnus Teil 1: jedes Wintersemester Teil 2: jedes Sommersemester Sprache deutsch Modulverantwortlicher Dozenten Verwendbarkeit/Zuordnung zum Bachelorstudiengang Physik, Curriculum Wahlpflichtmodul, 5. und 6. Fachsemester Voraussetzungen Module Experimentalphysik I und II Module Theoretische Physik I - III Lernziele Die Studierenden erwerben spezielle Kenntnisse der Atomphysik und ihrer Anwendungen z.B. auf dem Gebiet der Präzisionsmessungen. Übungen fördern auch die Kommunikationsfähigkeit und die Methodenkompetenz bei der Umsetzung von Fachwissen. − − − Inhalt − − − Literatur/Lernmaterialien Atomstruktur (Drehimpulskopplung in Mehrelektronenatomen, Lamb Shift, Rydbergatome) Atom Licht Wechselwirkung (Bloch Gleichungen, Drei Niveau Atome, EIT) Präzisionsspektroskopieverfahren (Dopplerfreie Spektroskopie, Frequenzkamm, Ramsey Spektroskopie) und Anwendungen (Vermessung von Naturkonstanten, Atomuhr, EDM Messungen, Paritätsverletzung) Atom-Atom Wechselwirkung (Penning Stöße, Streuresonanzen, Spin Austausch Stöße) Ultrakalte Quantengase Ionen fallen und Quantum Computing Budker, Kimball, deMille, Atomic Physics, Oxford Press Foot, Atomic Physics, Oxford Master Series Woodgate, Elementary atomic structure, Oxford Press Orginalliteratur. Lehrveranstaltung und Lehrformen Fortgeschrittene Atomphysik, Teil 1 und 2, Vorlesung, jeweils 2 SWS, und Übung, 1 SWS Abschätzung des Arbeitsaufwandes Teil 1 und Teil 2 jeweils 135 Stunden; insgesamt 270 Stunden Studien- und Prüfungsleistungen Übungsaufgaben und Schein (unbenotet) Mündliche Prüfung oder Klausur nach Wahl des Dozenten Grundlage für ... Bachelorarbeit Fortgeschrittene Molekülphysik II Modulbeschreibung Erläuterung Modulname (Untertitel) Fortgeschrittene Molekülphysik Kürzel (z.B. x-Stellen für Studiengang) 081000015 Leistungspunkte (LP) Teil 1 + Teil 2: 9 LP Semesterwochenstunden (SWS) Teil 1 und Teil 2 jeweils 3 SWS; insgesamt 6 SWS Moduldauer (Anzahl der Semester) 2 Semester Turnus Teil 1: jedes Wintersemester Teil 2: jedes Sommersemester Sprache deutsch Modulverantwortlicher Dozenten Verwendbarkeit/Zuordnung zum Bachelorstudiengang Physik, Curriculum Wahlpflichtmodul, 5. und 6. Fachsemester Voraussetzungen Module Experimentalphysik I und II Module Theoretische Physik I - III Lernziele Erwerb eines gründlichen Verständnisses des Aufbaus der Materie und der Struktur und der Eigenschaften von Molekülen Inhalt Literatur/Lernmaterialien Chemische Struktur und Bindung: Theorie und Experiment Struktur und Symmetrie Molekülrotationen Molekülschwingungen Elektronische Übergänge Magnetische Resonanz Anwendungen: Makromoleküle, Biomoleküle, Funktionelle Moleküle Atkins: Physikalische Chemie, VCH-Verlag Atkins/Friedman: Molecular Quantum Mechanics, Oxford University Press Haken/Wolf: Molekülphysik und Quantenchemie, Springer-Verlag Hollas, Moderne Methoden der Spektroskopie, Vieweg Banwell/Cash: Molekülspektroskopie, Oldenbourg-Verlag Demtröder/Molekülphsik, Oldenbourg-Verlag Lehrveranstaltung und Lehrformen Fortgeschrittene Molekülphysik, Teil 1 und 2, Vorlesung, jeweils 2 SWS, und Übung, 1 SWS Abschätzung des Arbeitsaufwandes Teil 1 und Teil 2 jeweils 135 Stunden; insgesamt 270 Stunden Studien- und Prüfungsleistungen Übungsaufgaben und Schein (unbenotet) Mündliche Prüfung oder Klausur nach Wahl des Dozenten Grundlage für ... Bachelorarbeit Licht und Materie II Modulbeschreibung Erläuterung Modulname (Untertitel) Licht und Materie Kürzel (z.B. x-Stellen für Studiengang) 081000016 Leistungspunkte (LP) Teil 1 + Teil 2: 9 LP Semesterwochenstunden (SWS) Teil 1 und Teil 2 jeweils 3 SWS; insgesamt 6 SWS Moduldauer (Anzahl der Semester) 2 Semester Turnus Teil 1: jedes Wintersemester Teil 2: jedes Sommersemester Sprache deutsch Modulverantwortlicher Dozenten Verwendbarkeit/Zuordnung zum Bachelorstudiengang Physik, Curriculum Wahlpflichtmodul, 5. und 6. Fachsemester Voraussetzungen Module Experimentalphysik I und II Module Theoretische Physik I - III Lernziele Erwerb eines gründlichen Verständnisses der Wechselwirkungsphänomene von Licht und Materie und der Konzepte zu ihrer Beschreibung sowie ihrer Anwendungen in Wissenschaft und Technik − Inhalt − − − − − elektromagnetische Strahlung: Erzeugung, Nachweis, Charakterisierung (Kohärenz, Wellenlänge, Puls) Optische Konstanten und dielektrische Funktion Korrelationen und Antwortfunktionen, Summenregeln Metalle, Halbleiter, Supraleiter Messmethoden: Zeitdomäne, Frequenzdomäne, Resonanzmethoden, Fourier-Transformation Anwendungen, Beispiele Dressel/Grüner: Electrodynamics of Solids, Cambridge University Press Born/Wolf: Principles of Optics, Cambridge University Press Literatur/Lernmaterialien Lehrveranstaltung und Lehrformen Licht und Materie, Teil 1 und 2, Vorlesung, jeweils 2 SWS, und Übung, 1 SWS Abschätzung des Arbeitsaufwandes Teil 1 und Teil 2 jeweils 135 Stunden; insgesamt 270 Stunden Studien- und Prüfungsleistungen Übungsaufgaben und Schein (unbenotet) Mündliche Prüfung oder Klausur nach Wahl des Dozenten Grundlage für ... Bachelorarbeit Optik II Atom- und Quantenoptik II Modulbeschreibung Erläuterung Modulname (Untertitel) Wahlmodul Optik BSc: Atom- und Quantenoptik Kürzel (z.B. x-Stellen für Studiengang) 081000017 Leistungspunkte (LP) Kombinierbar mit einer anderen Vorlesung im Wahlmodul Optik BSc. Insgesamt 9 LP Semesterwochenstunden (SWS) 3 SWS Moduldauer (Anzahl der Semester) 2 Semester Turnus Teil 1: jedes Wintersemester Teil 2: jedes Sommersemester Sprache deutsch Modulverantwortlicher Dozenten Verwendbarkeit/Zuordnung zum Bachelorstudiengang Physik, Curriculum Wahlpflichtmodul, 5. und 6. Fachsemester Voraussetzungen Module Experimentalphysik I und II Module Theoretische Physik I - III Lernziele Die Studierenden erwerben spezielle Kenntnisse der experimentellen Atom und Quantenoptik. Übungen fördern auch die Kommunikationsfähigkeit und die Methodenkompetenz bei der Umsetzung von Fachwissen. Inhalt 7. 8. 9. 10. 11. 12. Materiewellen Atom Licht Wechselwirkung Laserkühlverfahren Bose-Einstein Kondensation Nichtlineare Atomoptik (Wechselwirkende Quantengase) Atominterferometrie und -lithographie T. Pfau, Atomoptik, in Bergmann-Schäfer, Optik; H. Metcalf, P. van der Straten, Laser Cooling and Trapping, Springer Verlag (1999) Cohen Tannoudji et al., Atom-Photon Interactions, Wiley (1992) Oliver Morsch, Licht und Materie, Wiley-VCH (2003) Literatur/Lernmaterialien Lehrveranstaltung und Lehrformen Atom- und Quantenoptik, Teil 1 und 2, Vorlesung, jeweils 2 SWS, und Übung, 1 SWS Abschätzung des Arbeitsaufwandes 135 Stunden Studien- und Prüfungsleistungen Übungsaufgaben oder Referate Mündliche Prüfung oder Klausur nach Wahl des Dozenten Grundlage für ... Bachelorarbeit in Experimentalphysik Halbleiterquantenoptik II Modulbeschreibung Erläuterung Modulname (Untertitel) Wahlmodul Optik BSc: Halbleiterquantenoptik Kürzel (z.B. x-Stellen für Studiengang) 081000018 Leistungspunkte (LP) Kombinierbar mit einer anderen Vorlesung im Wahlmodul Optik BSc. Insgesamt 9 LP Semesterwochenstunden (SWS) 3 SWS Moduldauer (Anzahl der Semester) 2 Semester Turnus Teil 1: jedes Wintersemester Teil 2: jedes Sommersemester Sprache deutsch Modulverantwortlicher Dozenten Verwendbarkeit/Zuordnung zum Bachelorstudiengang Physik, Curriculum Wahlpflichtmodul, 5. und 6. Fachsemester Voraussetzungen Module Experimentalphysik I und II Module Theoretische Physik I - III Lernziele Die Studierenden erwerben spezielle Kenntnisse der Halbleiterphysik und der experimentellen Quantenoptik. Übungen fördern auch die Kommunikationsfähigkeit und die Methodenkompetenz bei der Umsetzung von Fachwissen. Inhalt Halbleiter-Quantenpunkte Halbleiterresonatoren Quantenzustände des elektromagnetischen Feldes Photonenstatistik Anwendungen von nichtklassischem Licht Resonator-Quantenelektrodynamik Experimente der modernen Halbleiterquantenoptik P. Michler, Single Quantum Dots, Topics of Applied Physics, Springer D. Bimberg, M. Grundmann, N. Ledentsov, Quantum Dot Heterostructures, Wiley & Sons R. Loudon, The Quantum Theory of Light, Oxford University Press Bachor/Ralph, A Guide to Experiments in Quantum Optics”, Wiley VHC W. P. Schleich, Quantum Optics in Phase Space, Wiley VHC M. Fox, Quantum Optics, An Introduction, Oxford Master Series Orginalliteratur Literatur/Lernmaterialien Lehrveranstaltung und Lehrformen Halbleiterquantenoptik, Teil 1 und 2, Vorlesung, jeweils 2 SWS, und Übung, 1 SWS Abschätzung des Arbeitsaufwandes 135 Stunden Studien- und Prüfungsleistungen Übungsaufgaben oder Referate Mündliche Prüfung oder Klausur nach Wahl des Dozenten Grundlage für ... Bachelorarbeit in Experimentalphysik Grundlagen und Anwendungen der klassischen linearen Optik II Modulbeschreibung Erläuterung Modulname (Untertitel) Wahlmodul Optik BSc: Grundlagen und Anwendungen der klassischen linearen Optik Kürzel (z.B. x-Stellen für Studiengang) 081000019 Leistungspunkte (LP) Kombinierbar mit einer anderen Vorlesung im Wahlmodul Optik BSc. Insgesamt 9 LP Semesterwochenstunden (SWS) 3 SWS Moduldauer (Anzahl der Semester) 2 Semester Turnus Teil 1: jedes Wintersemester Teil 2: jedes Sommersemester Sprache deutsch Modulverantwortlicher Dozenten Verwendbarkeit/Zuordnung zum Bachelorstudiengang Physik, Curriculum Wahlpflichtmodul, 5. und 6. Fachsemester Voraussetzungen Module Experimentalphysik I und II Module Theoretische Physik I - III Lernziele Die Studierenden erwerben spezielle Kenntnisse der Halbleiterphysik und der experimentellen Quantenoptik. Übungen fördern auch die Kommunikationsfähigkeit und die Methodenkompetenz bei der Umsetzung von Fachwissen. Inhalt Literatur/Lernmaterialien Licht und Materie (Brechungsindex, Reflexion und Brechung, Dispersion, Pulspropagation) Spiegel und Strahlteiler (Resonatoren, Mach Zehnder Interferometer) Geometrische Optik (paraxiale Optik, ABCD Matrizen, Resonatortypen, Abbildungssysteme)) Wellenoptik (Gauß’sche Strahlen, skalare Beugungstheorie, Fresnel und Fraunhofer Beugung) Polarisation (Doppelbrechung, optische Aktivität) Kohärenz (Korrelationsfunktion, Kohärenzinterferometrie) E. Hecht, Optics 3rd ed. Addison Wesley Longman, 1998 D. Meschede, Optik, Licht und Laser, Teubner 1999 B.A. Saleh, M.C. Teich, Fundamentals of Photonics, Wiley 1991 Bergmann Schäfer Bd. 9,Optics, de Gruyter 1999 M. V. Klein, T. E. Furtak, Optik, Springer 1988 J. W. Goodman, Introduction into Fourier Optics, McGraw Hill 1996 Lehrveranstaltung und Lehrformen Grundlagen und Anwendungen der klassischen linearen Optik, Teil 1 und 2, Vorlesung, jeweils 2 SWS, und Übung, 1 SWS Abschätzung des Arbeitsaufwandes 135 Stunden Studien- und Prüfungsleistungen Übungsaufgaben oder Referate Mündliche Prüfung oder Klausur nach Wahl des Dozenten Grundlage für ... Bachelorarbeit in Experimentalphysik Weiche Materie und Biophysik II Biophysik II Modulbeschreibung Erläuterung Modulname (Untertitel) Wahlmodul „Weiche Materie und Biophysik“: Biophysik Kürzel (z.B. x-Stellen für Studiengang) 081000020 Leistungspunkte (LP) Kombinierbar mit einer anderen Vorlesung im Wahlmodul „Weiche Materie und Biophysik“. Insgesamt 9 LP Semesterwochenstunden (SWS) 3 SWS Moduldauer (Anzahl der Semester) 2 Semester Turnus Teil 1: jedes Wintersemester Teil 2: jedes Sommersemester Sprache deutsch Modulverantwortlicher Dozenten Verwendbarkeit/Zuordnung zum Bachelorstudiengang Physik, Curriculum Wahlpflichtmodul, 5. und 6. Fachsemester Voraussetzungen Module Experimentalphysik I und II Module Theoretische Physik I - III Lernziele Beherrschung der wesentlichen Erkenntnisse der modernen Molekularund Zellbiologie. Kenntnis der Membran- und Proteindynamik. Vertiefte Kenntnisse der Strukturanalyse, Thermodynamik und Statistischen Physik von Biopolymeren. Inhalt Biomembranen: Struktur, Thermodynamik, Phasenübergänge, Diffusion Proteine: Primär-, Sekundär, Tertiär- und Quartärstrukturen, Statistische Physik der Proteindynamik Molekulardynamiksimulationen Strukturbestimmung von Proteinen: Elektronenmikroskopie und – tomographie, Röntgenstreuung, NMR Bioenergetik: Molekulare Antennen, Energie- und Ladungstransfer Literatur/Lernmaterialien Cantor, Schimmel: Biophysical Chemistry 1-3 Lehrveranstaltung und Lehrformen Biophysik, Teil 1 und 2, Vorlesung, jeweils 2 SWS, und Übung, 1 SWS Abschätzung des Arbeitsaufwandes 135 Stunden Studien- und Prüfungsleistungen Übungsaufgaben oder Referate Mündliche Prüfung oder Klausur nach Wahl des Dozenten Grundlage für ... Bachelorarbeit Physik der Flüssigkeiten II Physik der weichen und biologischen Materie II Modulbeschreibung Erläuterung Modulname (Untertitel) Wahlmodul „Weiche Materie und Biophysik“: Physik der weichen und biologischen Materie Kürzel (z.B. x-Stellen für Studiengang) 081000021 Leistungspunkte (LP) Kombinierbar mit einer anderen Vorlesung im Wahlmodul „Weiche Materie und Biophysik“. Insgesamt 9 LP Semesterwochenstunden (SWS) 3 SWS Moduldauer (Anzahl der Semester) 2 Semester Turnus Teil 1: jedes Wintersemester Teil 2: jedes Sommersemester Sprache deutsch Modulverantwortlicher Prof. Dr. C. Bechinger Dozenten Verwendbarkeit/Zuordnung zum Bachelorstudiengang Physik, Curriculum Wahlpflichtmodul, 5. und 6. Fachsemester Voraussetzungen Module Experimentalphysik I und II Module Theoretische Physik I - III Lernziele Die Studierenden beherrschen grundlegende Methoden und Prinzipien der Physik und können diese auf Fragen der weichen und biologische Materie anwenden. Inhalt Wird vor dem Semester von dem jeweiligen Dozenten bekannt gegben. Literatur/Lernmaterialien Siehe gesonderte Liste des aktuellen Semesters. Lehrveranstaltung und Lehrformen Physik der weichen und biologischen Materie, Teil 1 und 2, Vorlesung, jeweils 2 SWS, und Übung, 1 SWS Abschätzung des Arbeitsaufwandes 135 Stunden Studien- und Prüfungsleistungen Übungsaufgaben oder Referate Mündliche Prüfung oder Klausur nach Wahl des Dozenten Grundlage für ... Bachelorarbeit Statistische Physik der weichen und Biomaterie II Modulbeschreibung Erläuterung Modulname (Untertitel) Wahlmodul „Weiche Materie und Biophysik“: Statistische Physik der weichen und Biomaterie Kürzel (z.B. x-Stellen für Studiengang) 081000022 Leistungspunkte (LP) Kombinierbar mit einer anderen Vorlesung im Wahlmodul „Weiche Materie und Biophysik“. Insgesamt 9 LP Semesterwochenstunden (SWS) 3 SWS Moduldauer (Anzahl der Semester) 2 Semester Turnus Teil 1: jedes Wintersemester Teil 2: jedes Sommersemester Sprache deutsch Modulverantwortlicher Dozenten Verwendbarkeit/Zuordnung zum Bachelorstudiengang Physik, Curriculum Wahlpflichtmodul, 5. und 6. Fachsemester Voraussetzungen Module Experimentalphysik I und II Module Theoretische Physik I - III Lernziele Beherrschung von Techniken zur Modellierung von weicher und Biomaterie. Anwendung dieser Techniken auf einfache Systeme, wie Polymere, Kolloide und Membranen. Inhalt Grundprinzipien der Thermodynamik und statistischen Physik im Gleichgewicht Polymermodelle: Gaußsche Kette, Selbstvermeidung, semiflexible Polymere, DNA Selbstaggregation Membranmodelle: Lipiddoppelschichten, Vesikel, polymerisierte Membranen, Netzwerkmodelle Wechselwirkungen: elektrostatisch, van der Waals, Hydradationskräfte Benetzung: Young-Dupré-Gesetz, Tröpfchen vs Vesikeladhäsion Diffusion: Langevin-Gleichung Hydrodynamik bei kleinen Reynoldszahlen Polymer- und Membrandynamik Dill & Bromberg: “Molecular driving forces. Statistical thermodynamics in chemistry and biology”, Garland Science, 2003 Nelson: “Biological Physics. Energy, Information, Life“. Freeman and Company, 2004 Literatur/Lernmaterialien Lehrveranstaltung und Lehrformen Statistische Physik der weichen und Biomaterie, Teil 1 und 2, Vorlesung, jeweils 2 SWS, und Übung, 1 SWS Abschätzung des Arbeitsaufwandes 135 Stunden Studien- und Prüfungsleistungen Studienleistung: vereinfachte Übungsaufgaben Prüfungsleistung: mündliche Prüfung Grundlage für ... Bachelorarbeit Gruppentheoretische Methoden II Modulbeschreibung Erläuterung Modulname (Untertitel) Gruppentheoretische Methoden der Physik Kürzel (z.B. x-Stellen für Studiengang) 081800023 Leistungspunkte (LP) Teil 1 + Teil 2: 9 LP Semesterwochenstunden (SWS) Teil 1 und Teil 2 jeweils 3 SWS; insgesamt 6 SWS Moduldauer (Anzahl der Semester) 2 Semester Turnus Teil 1: jedes Wintersemester Teil 2: jedes Sommersemester Sprache deutsch Modulverantwortlicher Dozenten Verwendbarkeit/Zuordnung zum Bachelorstudiengang Physik, Curriculum Wahlpflichtmodul, 5. und 6. Fachsemester Voraussetzungen Modul Molekül- und Festkörperphysik Modul Theoretische Physik II Module Höhere Mathematik I-III, Lineare Algebra Lernziele Nutzung von Symmetrien zur Beschreibung von statischen und dynamischen Eigenschaften der Materie Symmetrieelemente und -Operationen Mathematische Definition einer Gruppe, Nebenklassen, Normalteiler, Homomorphismen Theorie der Darstellungen von Gruppen Punktgruppen- und Raumgruppen, Klassifikation von Molekülschwingungen, Elektronen- und Phononenzuständen (Bandstrukturen) Inhalt Literatur/Lernmaterialien Atkins/Friedman: Molecular Quantum Mechanics, Oxford University Press Böhm, Symmetrien in Festkörpern, VCH Berlin Wagner, Gruppentheoretische Methoden in der Physik, Vieweg Braunschweig Sternberg, Group Theory and Physics, Cambridge University Press Jacobs, Group theory with applications in chemical physics, Cambridge University Press Hamermesh, Group theory, Addison-Wesley Lehrveranstaltung und Lehrformen Gruppentheorie, Teil 1 und 2, Vorlesung, jeweils 2 SWS, und Übung, 1 SWS Abschätzung des Arbeitsaufwandes Teil 1 und Teil 2 jeweils 135 Stunden; insgesamt 270 Stunden Studien- und Prüfungsleistungen Studienleistung: Übungsaufgaben Prüfungsleistung: Mündliche Prüfung oder Klausur nach Wahl des Dozenten Grundlage für ... Bachelorarbeit Überfachliche Schlüsselqualifikation Physikalisches Praktikum 2 mit Präsentation Modulbeschreibung Erläuterung Modulname (Untertitel) Physikalisches Praktikum II Kürzel (z.B. x-Stellen für Studiengang) 081000026 Leistungspunkte (LP) 6 LP Semesterwochenstunden (SWS) 4 SWS Moduldauer (Anzahl der Semester) 1 Semester Turnus jährlich im Sommersemester Sprache deutsch Modulverantwortlicher Dr. A. Grupp Dozenten Verwendbarkeit/Zuordnung zum Bachelorstudiengang Physik, Curriculum Pflichtmodul, 6. Fachsemester Voraussetzungen Module Experimentalphysik I und II, Module Theoretische Physik I-III Lernziele Aufbauen und Experimentieren an komplexen physikalischen Apparaturen; Erfassen und Protokollieren von Messdaten sowie deren Auswertung; Bearbeiten eine überschaubaren wissenschaftlichen Projekts einschließlich theoretischer Vorbereitung, Durchführung, Auswertung und Präsentation. Beherrschung der Präsentationsformen Poster, Vortrag und schriftliche wissenschaftliche Arbeit. Inhalt Auswahl aus ca. 20 grundlegenden Experimenten aus folgenden Gebieten der Physik: Atomphysik Molekülphysik Festkörperphysik Resonanzphänomene Kernphysik Plasmaphysik Optik Tieftemperaturphysik Literatur/Lernmaterialien Anleitungstexte zum Praktikum, bzw. zu den einzelnen Versuchen und die darin aufgeführte Literatur. Lehrveranstaltung und Lehrformen Physikalisches Praktikum 2, Praktikum, 4 SWS Abschätzung des Arbeitsaufwandes 180 Stunden Studien- und Prüfungsleistungen 6 umfangreiche und schwierige Physikexperimente einschließlich der zugehörigen Ergebnispräsentationen (unbenotete Studienleistung) Grundlage für ... Bachelorarbeit in Experimentalphysik