Studiengang Lehramt an Gymnasien Drittfach Astronomie Modulkatalog Wintersemester 2015/16 (Gültig ab Wintersemester 2015/16) Stand: 16.07.2015 Inhaltsverzeichnis Vorwort ...................................................................................................................... 3 Übersicht, welche Module wann angeboten werden ..................................................... 4 Musterstudienplan.................................................................................................... 5 Variante 1 (Start im 7. Semester des Physik-Lehramtsstudiums / Anrechnung von Vorleistungen, Start im Wintersemester, ungerades Jahr) ........................................... 5 Variante 2 (Start im 7. Semester des Physik-Lehramtsstudiums, 170 LP vorhanden, Start im Wintersemester, gerades Jahr) .......................................................................... 6 Pflichtmodule ............................................................................................................ 7 Einführung in die Astronomie............................................................................................. 7 Physik der Sterne ................................................................................................................ 8 Astronomische Beobachtungstechnik .............................................................................. 9 Himmelsmechanik ............................................................................................................. 10 Astronomisches Praktikum............................................................................................... 11 Physik der Planetensysteme ........................................................................................... 12 Beobachtende Extragalaktik (LAD) ................................................................................ 13 Kosmologie (LAD) ............................................................................................................. 14 Fachdidaktik Astronomie .................................................................................................. 15 Wahlpflichtmodule ................................................................................................. 16 Terra-Astronomie ............................................................................................................... 16 Neutronensterne ................................................................................................................ 17 Pflichtmodule in Vorbereitung auf die Staatsprüfung ......................................... 18 Staatsprüfung Fachdidaktik Astronomie ........................................................................ 18 Staatsprüfung Astronomie................................................................................................ 19 Staatsprüfung Astrophysik ............................................................................................... 20 Fachgespräch ......................................................................................................... 21 Fachgespräch Arbeitsmethoden der Astronomie / Sonnensystem / Sternatmosphären ............................................................................................................. 21 Ergänzende Angebote ............................................................................................ 22 Laborastrophysik ............................................................................................................... 22 Vorwort Gemäß der Ordnung der Friedrich-Schiller-Universität Jena für das Studium und die Prüfungen in Studiengängen für ein Lehramt an Gymnasien vom 18. Juni 2015 sind für das Drittfach Astronomie folgende Module zu absolvieren: Pflichtmodule Modultitel Einführung in die Astronomie Physik der Sterne Astronomische Beobachtungstechnik Himmelsmechanik Astronomisches Praktikum Physik der Planetensysteme Kosmologie (LAD) Beobachtende Extragalaktik (LAD) Terra-Astronomie1 oder Neutronensterne1 Fachdidaktik Astronomie Summe: LP 4 8 6 6 8 8 5 5 6 4 60 1 Es kann zwischen den zwei Modulen Terra-Astronomie (6 LP) und Neutronensterne (6 LP) gewählt werden. Sie werden jeweils in Sommersemestern angeboten, TerraAstronomie in ungeraden und Neutronensterne in geraden Jahren. Vorbereitungsmodule (Pflichtmodule zur Vorbereitung auf die Erweiterungsprüfung oder Prüfung in einem weiteren Fach) Modultitel Vorbereitungsmodul Astronomie Vorbereitungsmodul Astrophysik Vorbereitungsmodul Fachdidaktik Summe: LP 5 5 5 15 Zum Nachweis des erfolgreichen Selbststudiums in einem Fachgespräch werden folgende Modulinhalte als verbindlich erklärt: Modulinhalte Arbeitsmethoden der Astronomie Sonnensystem Sternatmosphären Lehramt an Gymnasien - Drittfach Astronomie Modulkatalog: Wintersemester 2015/16 Übersicht, welche Module wann angeboten werden jedes Wintersemester Einführung in die Astronomie 4 LP Himmelsmechanik 6 LP Physik der Sterne 8 LP Astronomische Beobachtungstechnik 6 LP Astronomisches Praktikum 8 LP Physik der Planetensysteme 8 LP Fachdidaktik 1 Astronomie 4 LP zusammen 22 LP Wintersemester, gerade Jahre Wintersemester, ungerade Jahre jedes Sommersemester zusammen 38 LP Sommersemester, gerade Jahre Kosmologie (LAD) 5 LP Neutronensterne 2 6 LP Sommersemester, ungerade Jahre Beobachtende Extragalaktik (LAD) 5 LP Terra-Astronomie 2 6 LP 1 (Laborastrophysik 3 6 LP) Dieses Modul wird in der Praxis über 4 Semester mit je 1 LP realisiert. 2 Es kann zwischen den zwei Modulen Terra-Astronomie (6 LP) und Neutronensterne (6 LP) gewählt werden. Sie werden jeweils in Sommersemestern angeboten, Terra-Astronomie in ungeraden und Neutronensterne in geraden Jahren. 3 Diese Module sind keine Pflichtmodule. Ihre Belegung kann das Studium individuell bereichern. Die Angabe der Leistungspunkte dient lediglich der Orientierung. 4 Lehramt an Gymnasien - Drittfach Astronomie Modulkatalog: Wintersemester 2015/16 Musterstudienplan Variante 1 (Start im 7. Semester des Physik-Lehramtsstudiums / Anrechnung von Vorleistungen, Start im Wintersemester, ungerades Jahr) FS ∑ LP Module -1. (5.) [2015] Einführung in die Astronomie 4 LP 0. (6.) [2016] 4 0 Praxissemester 1. (7.) [2016] Himmelsmechanik 6 LP 2. (8.) [2017] Astronomische Beobachtungstechnik 6 LP 3. (9.) [2017] Beobachtende Extragalaktik (LAD) 5 LP Terra-Astronomie 1 6 LP Physik der Sterne 8 LP 4. (10.) [2018] Astronomisches Praktikum 8 LP 5. (11.) [2018] Staatsprüfung / Vorbereitungsmodul Astronomie 2 5 LP Physik der Planetensysteme 8 LP Kosmologie (LAD) 5 LP Neutronensterne 1 6 LP Staatsprüfung / Vorbereitungsmodul Astrophysik 3 5 LP Fachdidaktik Astronomie 1 von 4 LP 7 Fachdidaktik Astronomie 1 von 4 LP 18 (-6) Fachdidaktik Astronomie 1 von 4 LP 9 Fachdidaktik Astronomie 1 von 4 LP 22 (+6) Staatsprüfung / Vorbereitungsmodul Fachdidaktik Astronomie 4 5 LP 15 Leistungspunkte insgesamt 1 75 Es kann zwischen den Modulen Terra-Astronomie und Neutronensterne gewählt werden. 2 Nach Absolvierung der erforderlichen Veranstaltungen schließt dieses Modul mit einer mündlichen Prüfung (30 min) oder schriftlichen Prüfung (4 h), der Staatsprüfung in Astronomie ab. 3 Nach Absolvierung der erforderlichen Veranstaltungen schließt dieses Modul mit einer mündlichen Prüfung (30 min) oder schriftlichen Prüfung (4 h), der Staatsprüfung in Astrophysik, ab. 4 Nach Absolvierung der erforderlichen Veranstaltungen schließt dieses Modul mit einer mündlichen Prüfung (30 min), der Staatsprüfung in Fachdidaktik Astronomie, ab. 2 3 Zu und : Nur eine dieser Prüfungen darf schriftlich bzw. mündlich sein. 5 Lehramt an Gymnasien - Drittfach Astronomie Modulkatalog: Wintersemester 2015/16 () Die Fachsemesterzahlen in Klammern beziehen sich auf die Fachsemester im Lehramtsstudiengang Physik Variante 2 (Start im 7. Semester des Physik-Lehramtsstudiums, 170 LP vorhanden, Start im Wintersemester, gerades Jahr) FS Module ∑ LP 0. (6.) Praxissemester 0 Einführung in die Astronomie 4 LP 1. (7.) [2016] Fachdidaktik Astronomie 1 von 4 LP 11 Fachdidaktik Astronomie 1 von 4 LP 18 (-6) Fachdidaktik Astronomie 1 von 4 LP 9 Fachdidaktik Astronomie 1 von 4 LP 22 (+6) Staatsprüfung / Vorbereitungsmodul Fachdidaktik Astronomie 4 5 LP 15 Himmelsmechanik 6 LP Astronomische Beobachtungstechnik 6 LP 2. (8.) [2017] 3. (9.) [2017] Beobachtende Extragalaktik (LAD) 5 LP Terra-Astronomie 1 6 LP Physik der Sterne 8 LP 4. (10.) [2018] Astronomisches Praktikum 8 LP 5. (11.) [2018] Staatsprüfung / Vorbereitungsmodul Astronomie 2 5 LP Physik der Planetensysteme 8 LP Kosmologie (LAD) 5 LP Neutronensterne 1 6 LP Staatsprüfung / Vorbereitungsmodul Astrophysik 3 5 LP Leistungspunkte insgesamt 1 75 Es kann zwischen den Modulen Terra-Astronomie und Neutronensterne gewählt werden. 2 Nach Absolvierung der erforderlichen Veranstaltungen schließt dieses Modul mit einer mündlichen Prüfung (30 min) oder schriftlichen Prüfung (4 h), der Staatsprüfung in Astronomie ab. 3 Nach Absolvierung der erforderlichen Veranstaltungen schließt dieses Modul mit einer mündlichen Prüfung (30 min) oder schriftlichen Prüfung (4 h), der Staatsprüfung in Astrophysik, ab. 4 Nach Absolvierung der erforderlichen Veranstaltungen schließt dieses Modul mit einer mündlichen Prüfung (30 min), der Staatsprüfung in Fachdidaktik Astronomie, ab. 2 3 Zu und : Nur eine dieser Prüfungen darf schriftlich bzw. mündlich sein. () Die Fachsemesterzahlen in Klammern beziehen sich auf die Fachsemester im Lehramtsstudiengang Physik 6 Lehramt an Gymnasien - Drittfach Astronomie Modulkatalog: Wintersemester 2015/16 Pflichtmodule Modulnummer Modulbezeichnung Modulverantwortliche(r), Dozent: Sprache: Zuordnung zu den Studiengängen Häufigkeit des Angebots (Zyklus) Dauer des Moduls: Lehrform / SWS: Arbeitsaufwand (work load): Leistungspunkte (ECTS credits): Voraussetzungen: Lernziele / Kompetenzen: Inhalt: Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen) Astro 01 Einführung in die Astronomie Prof. Dr. Krivov deutsch Wahlpflichtmodul: Bachelor Physik, Master Physik, Lehramt; Pflichtmodul: LA Drittfach Astronomie Wintersemester 1 Semester Vorlesung: 2 SWS plus Übung: 2 SWS Präsenzstunden: Vorlesung: 30, Übung: 30 Selbststudium: Nacharbeit (Vorlesung, Übung): 30 Prüfungsvorbereitung: 30 Gesamtarbeitsaufwand: 120 Stunden 4 Vorstellung von Astronomie als exakter Naturwissenschaft, Methoden und Erkenntnisse, Vermittlung des modernen Weltbilds - Was ist Astronomie? - "Kosmographische" Beschreibung des Weltalls - Theoretische und beobachtende Methoden der Astronomie - Sphärische Astronomie, Astrometrie - Himmelsmechanik, Keplersche Gesetze - Sonnensystem - Sonne und Sterne - Milchstraßensystem - Galaxien - Kosmologie Regelmäßige Teilnahme an Vorlesungen und Übungen Voraussetzung für die Vergabe von Leistungspunkten (Prüfungsform): Klausur oder mündliche Prüfung (Form der Prüfung wird zu Beginn der Vorlesungen angegeben, Form der Wiederholungsprüfung nach der ersten Prüfung) Medienformen: Tafel, Overhead, Beamer Karttunen, Kröger, Oja, Poutanen, Donner, Fundamental Astronomy (Springer), Unsöld, Baschek, Der neue Kosmos (Springer), Voigt, Abriss der Astronomie (BI Wissenschaftsverlag) Literatur: 7 Lehramt an Gymnasien - Drittfach Astronomie Modulnummer Modulbezeichnung Modulverantwortliche(r), Dozent: Sprache: Zuordnung zu den Studiengängen Häufigkeit des Angebots (Zyklus) Dauer des Moduls: Lehrform / SWS: Arbeitsaufwand (work load): Leistungspunkte (ECTS credits): Voraussetzungen: Lernziele / Kompetenzen: Inhalt: Modulkatalog: Wintersemester 2015/16 Physik der Sterne Prof. Dr. Ralph Neuhäuser deutsch (manchmal teils englisch) Wahlpflichtmodul: Master Physik, Lehramt; Pflichtmodul: LA Drittfach Astronomie Wintersemester 1 Semester Vorlesung: 4 SWS Übung: 2 SWS Präsenzstunden: Vorlesung: 60, Übung: 30 Selbststudium: Nacharbeit (Vorlesung, Übung): 60 Lösen von Übungsaufgaben: 60 Prüfungsvorbereitung: 30 Gesamtarbeitsaufwand: 240 Stunden 8 Inhalte des Moduls Einführung in die Astronomie - Vermittlung der grundlegenden Begriffe, Phänomene und Konzepte der Stellarphysik - Entwicklung von Fähigkeiten zum selbständigen Lösen von Aufgaben und Problemen der Stellarphysik Entstehung und Entwicklung von Sternen als Funktion der Masse durch das Hertzsprung-Russell Diagramm, Sternatmosphären, Spektroskopie, Photometrie, Kernfusion als Energiequelle Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen) Regelmäßige Teilnahme an den Übungen und Abgabe der Übungsaufgaben (mindestens 80%) Voraussetzung für die Vergabe von Leistungspunkten (Prüfungsform): Klausur (120 min Dauer) oder mündliche Prüfung am Ende des Semesters (Form der Prüfung wird zu Beginn der Vorlesungen angegeben, Form der Wiederholungsprüfung nach der ersten Prüfung) Medienunterstützte Vorlesung (Tafel, Overheadfolien, Beamer) mit Übungen und praktischen Vorführungen Scheffler, Elsässer, Physik der Sterne und der Sonne (BI), sehr ausführlich, sehr gut Carroll, Ostlie, Introduction to Modern Astrophysics (AddisonWesley), englisch, sehr gute Einführung Stahler, Palla, The formation of stars (Wiley-VCH, 2004), englisch, sehr ausführlich, sehr gut, sehr aktuell Unsöld, Baschek, Der neue Kosmos (Springer), ausführlich, aktuell und gut geeignet Medienformen: Literatur: 8 Lehramt an Gymnasien - Drittfach Astronomie Modulbezeichnung: Modulkatalog: Wintersemester 2015/16 Astronomische Beobachtungstechnik Modulnummer Modulverantwortliche(r): Prof. Ralph Neuhäuser Dozent(in): Prof. Ralph Neuhäuser, Dr. Markus Mugrauer Sprache: Deutsch Zuordnung zu den Studiengängen Wahlpflichtmodul: Master Physik, Lehramt; Pflichtmodul: LA Drittfach Astronomie Lehrformen / SWS: 2 SWS Vorlesung + 2 SWS Übung Dauer des Moduls 1 Semester Arbeitsaufwand: Präsenzstunden: 30 h Vorlesung + 30 h Übungen Selbststudium: Nacharbeit + Übungsaufgaben: 120 h Gesamtarbeitsaufwand: 180 Stunden Leistungspunkte: 6 Voraussetzungen: Lernziele / Kompetenzen: Inhalt: Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen) Methoden der beobachtenden Astronomie in allen Wellenlängen; Beobachtungstechnik und Datenauswertung. Kenntnis der Teleskoptechnik in allen Wellenlängen - Strahlungstheorie, Leuchtkraft - CCD-Detektoren, Datenreduktion - Aufbau und Funktion optischer und Infrarot-Teleskope - Grundlagen der Infrarot-Astronomie - Speckle-Technik, Adaptive Optik, Interferometrie - Radioastronomie: Teleskope und Wissenschaft - Ultraviolett-, Röntgen- und Gamma-Astronomie Regelmäßige Teilnahme an Vorlesungen und Übungen, Abgabe der Übungsaufgaben Voraussetzung für die Vergabe von Leistungspunkten (Prüfungsform): Klausur oder mündliche Prüfung am Ende des Semesters (wird am Anfang der Vorlesungszeit bekannt gegeben), Wiederholungsprüfung als mündliche Prüfung Medienformen: Tafel, Overheadfolien, Beamer Literatur: Karttunen, Kröger, Oja, Poutanen, Donner, Astronomie – eine Einführung (Springer) Unsöld, Baschek, Der neue Kosmos (Springer) Weigert, Wendker, Wisotzki, Astronomie und Astrophysik : ein Grundkurs (Wiley VCH) 9 Lehramt an Gymnasien - Drittfach Astronomie Modulkatalog: Wintersemester 2015/16 Modulnummer Modulbezeichnung: Himmelsmechanik Modulverantwortliche(r): Prof. Alexander Krivov Dozent(in): Prof. Alexander Krivov Sprache: Englisch Zuordnung zu den Studiengängen Wahlpflichtmodul: Master Physik, Lehramt; Pflichtmodul: LA Drittfach Astronomie Häufigkeit des Angebots Wintersemester (alle 1 bis 2 Jahre) Dauer des Moduls 1 Semester Lehrform / SWS: Vorlesung: 2 SWS, Übung: 2 SWS Arbeitsaufwand: Präsenzstunden: Vorlesung: 30 h, Übung: 30 h Selbststudium: Nacharbeit (Vorlesung, Übung): 30 h Lösen von Übungsaufgaben: 30 h Prüfungsvorbereitung: 60 h Gesamtarbeitsaufwand: 180 Stunden Leistungspunkte (ECTS credits): 6 Voraussetzungen: Modul Einführung in die Astronomie empfohlen Lernziele / Kompetenzen Erlernen von grundlegenden Begriffen, Problemen und Methoden der klassischen und modernen Himmelsmechanik und deren Anwendungen auf verschiedene astronomische Probleme Entwicklung von Fähigkeiten zum selbstständigen Lösen von vergleichsweise einfachen Aufgaben aus diesen Gebieten Inhalt: Gegenstand der Himmelsmechanik; Zwei-Körper-Problem; eingeschränktes Drei-Körper-Problem; gestörte Bewegungen; Dynamik der Planetensysteme: resonante, säkulare und periodische Störungen; Chaos und Stabilität; moderne Erweiterungen: relativistische Himmelsmechanik, nichtgravitative Himmelsmechanik, Astrodynamik Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen) Regelmäßige Teilnahme an Vorlesungen und Übungen, Abgabe der Übungsaufgaben (mindestens 80%) Voraussetzung für die Vergabe von Leistungspunkten (Prüfungsform): Klausur oder mündliche Prüfung am Ende des Semesters (Art der Prüfung und Wiederholungsprüfung wird zu Beginn der Vorlesung bekannt gegeben) Medienformen: Tafel, Overheadfolien, Beamer Literatur: Murray, Dermott, Solar System Dynamics (Cambridge Univ. Press, 1999) Danby, Fundamentals of Celestial Mechanics (Willmann-Bell, 1988) Guthmann, Einführung in die Himmelsmechanik und Ephemeridenrechnung (BI-Wissenschaftsverlag) 10 Lehramt an Gymnasien - Drittfach Astronomie Studiengang: Modulkatalog: Wintersemester 2015/16 Modulbezeichnung: Wahlpflichtmodul: Master Physik, Lehramt; Pflichtmodul: LA Drittfach Astronomie Astronomisches Praktikum ggf. Kürzel Astrolab ggf. Untertitel ggf. Lehrveranstaltungen: Laborpraktikum Astronomie/Astrophysik Semester: Sommersemester Modulverantwortliche(r): Prof. Neuhäuser Dozent(in): Prof. Neuhäuser, Dr. Mugrauer, Dr. Mutschke, Dr. Löhne Sprache: Deutsch Zuordnung zum Curriculum Master Physik, Diplom Physik, Lehramt Lehrform / SWS: 4 SWS Praktikum: teils Beobachtungspraktikum, teils LaborAstrophysik-Praktikum Arbeitsaufwand: 60 h Präsenz bei Praktikum, 180 h Eigenstudium für Vor- und Nachbereitung Leistungspunkte: 8 Voraussetzungen: Grundstudium Bachelor Physik Einführung in die Astronomie empfohlen Funktionsweise astronomischer Geräte und Beobachtung von Sternen, Staublaborversuche, Datenauswertung, Fehlerrechnung Spektroskopie und Photometrie am Teleskop, interstellarer Staub, Sternentstehung, Infrarot-Astronomie Lernziele / Kompetenzen: Inhalt: Studien- und Prüfungsleistungen: Protokolle ausarbeiten und abgeben, ggf. Prüfung Medienformen: Tafelanschrieb, Overheadfolien, praktisches Vorführen Literatur: Voigt, Abriss der Astronomie (BI Wissenschaftsverlag) Unsöld, Baschek, Der neue Kosmos (Springer) Scheffler, Elsässer, Physik der Sterne und der Sonne (BI) Carroll, Ostlie, Intro to Modern Astrophysics (Addison-Wesley) 11 Lehramt an Gymnasien - Drittfach Astronomie Modulkatalog: Wintersemester 2015/16 Modulnummer Modulbezeichnung: Physik der Planetensysteme Modulverantwortliche(r): Prof. Alexander Krivov Dozent(in): Prof. Alexander Krivov, Prof. Artie Hatzes Sprache: meist englisch (manchmal teilweise deutsch) Zuordnung zu den Studiengängen Wahlpflichtmodul: Master Physik, Lehramt; Pflichtmodul: LA Drittfach Astronomie Häufigkeit des Angebots Jedes Sommersemester Dauer des Moduls 1 Semester Lehrform / SWS: Vorlesung: 4 SWS, Übung: 2 SWS Arbeitsaufwand: Präsenzstunden: Vorlesung: 60 h, Übung: 30 h Selbststudium: Nacharbeit (Vorlesung, Übung): 60 h Lösen von Übungsaufgaben: 60 h Prüfungsvorbereitung: 30 h Gesamtarbeitsaufwand: 240 Stunden Leistungspunkte (ECTS credits): 8 Voraussetzungen: Modul Einführung in die Astronomie empfohlen Lernziele / Kompetenzen: Erlernen von Eigenschaften, Entstehung und Entwicklung des Sonnensystems und extrasolarer Planetensysteme Entwicklung von Fähigkeiten zum selbstständigen Lösen von vergleichsweise einfachen Aufgaben aus diesen Gebieten Inhalt: Das Sonnensystem und extrasolare Planetensysteme: Überblick und historischer Abriss; Detektionsmethoden von Exoplaneten (Radialgeschwindigkeit, Astrometrie, Transit, Direktaufnahme, Mikrolensing, Interferometrie); beobachtete Eigenschaften und Diversität von Planetensystemen; Theorie der Planetenentstehung (Akkretionsscheibe, Staub-GasWechselwirkung, Agglomeration vom Staub zu Planetesimalen, Wachstum der Planetesimale zu Embryonen, Entstehung der Riesen- und terrestrischen Planeten, Migration, Trümmerscheiben) Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen) Regelmäßige Teilnahme an Vorlesungen und Übungen, Abgabe der Übungsaufgaben (mindestens 80%) Voraussetzungen für die Vergabe Klausur oder mündliche Prüfung am Ende des Semesters (Art der von Leistungspunkten Prüfung und Wiederholungsprüfung wird zu Beginn der Vorlesung (Prüfungsform) bekannt gegeben) Medienformen: Tafel, Overheadfolien, Beamer Literatur: Safronov, Evolution of the protoplanetary cloud and formation of the Earth and the planets (1969) Clark, Extrasolar Planets (Wiley,1998) Garzon, Eiroa, de Winter, Mahoney (Eds.), Disks, Planetesimals, and Planets, ASP Conf. Ser., V. 219, 2000 Deming , Seager (Eds.), Sci. Frontiers in Research on Extrasolar Planets , ASP Conf. Ser., V. 294, 2003 “Protostars and Planets III-V” (Univ. Arizona Press, 1993-2006) 12 Lehramt an Gymnasien - Drittfach Astronomie Modulnummer Modulbezeichnung Modulverantwortliche(r), Dozent: Sprache: Zuordnung zu den Studiengängen Häufigkeit des Angebots (Zyklus) Dauer des Moduls: Lehrform / SWS: Arbeitsaufwand (work load): Leistungspunkte (ECTS credits): Voraussetzungen: Lernziele / Kompetenzen: Inhalt: Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen) Voraussetzung für die Vergabe von Leistungspunkten (Prüfungsform): Medienformen: Literatur: Modulkatalog: Wintersemester 2015/16 Beobachtende Extragalaktik (LAD) Prof. Dr. Helmut Meusinger deutsch Pflichtmodul: LAG Drittfach Astronomie Wahlpflichtmodul: LAR Drittfach Astronomie alle 2 Jahre im Sommersemester, in ungeraden Jahren 1 Semester Vorlesung: 2 SWS Übung: 2 SWS Präsenzstunden: Vorlesung: 30, Übung: 30 Selbststudium: Nacharbeit + Übungen: 60 Prüfungsvorbereitung: 30 Gesamtarbeitsaufwand: 150 Stunden 5 - Vermittlung der grundlegenden Begriffe, Phänomene und Konzepte der beobachtenden Extragalaktik - Verständnis extragalaktischer und kosmologischer Phänomene Milchstraßensystem: Bestandteile des Sternsystems, Kinematik der Sterne; Galaxien: Normale und aktive Galaxien, supermassereiche Schwarze Löcher, Galaxienhaufen; beobachtende Kosmologie: Entfernungsbestimmung, Supernovae, Gamma-Ray Bursts, Hintergrundstrahlung, Dunkle Materie Regelmäßige Teilnahme an der Vorlesung (mindestens 80%) Klausur (120 min Dauer) oder mündliche Prüfung am Ende des Semesters (Form der Prüfung wird zu Beginn der Vorlesungen angegeben, Form der Wiederholungsprüfung nach der ersten Prüfung) Medienunterstützte Vorlesung (Tafel, Overheadfolien, Beamer) z.T. mit Übungen Schneider, Extragalaktische Astronomie (Springer), sehr ausführlich, sehr aktuell Unsoeld, Baschek & Duschl, Der neue Kosmos (Springer, 8. Auflage, 2014), sehr ausführlich zu Stellarphysik 13 Lehramt an Gymnasien - Drittfach Astronomie Modulbezeichnung: Modulkatalog: Wintersemester 2015/16 Kosmologie (LAD) Modulnummer Modulverantwortliche(r): Prof. Karl-Heinz Lotze Dozent(in): Prof. Karl-Heinz Lotze Sprache: Deutsch Zuordnung zu den Studiengängen (alle 2 Jahre im SoSe in geraden Jahren) Pflichtmodul: LAG Drittfach Astronomie Wahlpflichtmodul: LAR Drittfach Astronomie Lehrformen / SWS: 2 SWS Vorlesung plus 2 SWS Übung Dauer des Moduls 1 Semester Leistungspunkte: 5 Arbeitsaufwand: Präsenzstunden: 30 h Vorlesung + 30 h Seminar Selbststudium: Nacharbeit + Übungen: 30 h Prüfungsvorbereitung: 60 h Gesamtaufwand: 150 Stunden Voraussetzungen: Bachelor in Physik, Vorlesungen Allgemeine Relativitätstheorie und Extragalaktik empfohlen Probleme, Methoden und Aussagen der theoretischen und beobachtenden Kosmologie Robertson-Walker-Kosmen, Friedmannsche Weltmodelle, kosmologisch relevante astronomische Beobachtungen, Modelle mit kosmologischer Konstante, Horizonte, thermische Geschichte der frühen Universums. (Der Inhalt Horizonte ist jedoch nicht prüfungsrelevant.) Regelmäßige Teilnahme an Vorlesungen und Übungen, Abgabe der Übungsaufgaben Lernziele / Kompetenzen: Inhalt: Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen) Voraussetzung für die Vergabe von Leistungspunkten (Prüfungsform): Übungen, Klausur oder mündliche Prüfung am Ende des Semesters Medienformen: Tafel, Overheadfolien mit handouts Literatur: Schneider, Extragalaktische Astronomie (Springer) Harrison: Cosmology (Cambridge University Press) Goenner: Einführung in die Kosmologie (Spektrum Akademischer Verlag) Peacock: Cosmological Physics (Cambridge Univ. Press) Gesamtdarstellungen der Allgemeinen Relativitätstheorie 14 Lehramt an Gymnasien - Drittfach Astronomie Modulnummer/-code Modultitel (deutsch) Modultitel (englisch) Modulverantwortlicher Voraussetzungen für Zulassung zum Modul Verwendbarkeit (Voraussetzung wofür) Art des Moduls (Pflicht-, Wahlpflicht-, Wahlmodul) Häufigkeit des Angebots (Zyklus) Dauer des Moduls Zusammensetzung des Moduls / Lehrformen (VL, Ü, S, Praktikum) Leistungspunkte (ECTS credits) Arbeitsaufwand (work load): - Präsenzstunden und - Selbststudium (einschl. Prüfungsvorbereitung) Inhalte Lern- und Qualifikationsziele Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung Voraussetzung für die Vergabe von Leistungspunkten (Prüfungsform); einschl. Notengewichtung in % Zusätzliche Informationen zum Modul Empfohlene Literatur Unterrichtssprache Modulkatalog: Wintersemester 2015/16 Fachdidaktik Astronomie Prof. Dr. K.-H. Lotze Pflichtmodul für Lehramtsstudenten Drittfach Astronomie (Gymnasium und Regelschule) Sommer- und Wintersemester 4 Semester, 1 SWS pro Semester 4 SWS Seminar 4 Seminar: 60 Selbststudium, einschl. Vorbereitung von Vorträgen / Beobachtungen: 60 Begründung und Ziele eines eigenständigen Astronomieunterrichts (Auseinandersetzung mit Lehrplänen der Jahrgangsstufen 9/10 und 11/12) Didaktik der sphärischen Astronomie (Alltagsphänomene, Drehbare Sternkarte) Anleitung zur astronomischen Schülerbeobachtung mit kleinen Instrumenten (einschl. Fotografie) Verwendung von Demonstrationsmodellen und –experimenten im Astronomieunterricht (einschl. Computersimulationen) Didaktik des Hertzsprung-Russel-Diagramms als Zustands- und Entwicklungsdiagramm Die Studenten erwerben didaktisch-methodische Fähigkeiten und Fertigkeiten das in den Vorlesungen und im Praktikum erworbene Wissen für Schuler unterschiedlicher Altersstufen aufzubereiten und lehrplangerecht zu vermitteln Aktive Teilnahme am Seminar und mindestens ein Seminarvortrag 80 % Vortrag, 20 % Seminardiskussion Diesterweg, Höfler, Lehrpläne, Kippenhahn, Brandt, Zeitschrift Astronomie und Raumfahrt im Unterricht deutsch 15 Lehramt an Gymnasien - Drittfach Astronomie Modulkatalog: Wintersemester 2015/16 Wahlpflichtmodule Es kann zwischen den zwei Modulen Terra-Astronomie (6 LP) und Neutronensterne (6 LP) gewählt werden. Sie werden jeweils in Sommersemestern angeboten, Terra-Astronomie in ungeraden und Neutronensterne in geraden Jahren. Modulnummer Modulbezeichnung Terra-Astronomie Modulverantwortliche(r), Dozent: Prof. Dr. R. Neuhäuser Sprache: deutsch Zuordnung zu den Studiengängen Wahlpflichtmodul für die Studiengänge MSc Physik, Lehramt im Drittfach Astronomie, Wahlmodul für Nebenfächler Häufigkeit des Angebots (Zyklus) Sommersemester (in ungeraden Jahren) Dauer des Moduls: 1 Semester Lehrform / SWS: Vorlesung: 2 SWS Übung: 2 SWS Seminar 2 SWS Arbeitsaufwand (work load): Präsenzstunden: Vorlesung: 30, Übung: 30, Seminar 30 Selbststudium: Nacharbeit (Vorlesung, Übung): 60 Lösen von Übungsaufgaben: 30 Prüfungsvorbereitung: 30 Gesamtarbeitsaufwand: 180 Stunden Leistungspunkte (ECTS credits): 6 Voraussetzungen: keine Lernziele / Kompetenzen: - Vermittlung der grundlegenden Begriffe, Phänomene und Konzepte der Terra-Astronomie - Entwicklung von Fähigkeiten zum selbständigen Lösen von Aufgaben aus diesen Gebieten - Entwicklung von Fähigkeiten zum selbständigen Vortragen in einem der Teilgebiete - Beiträge von Natur- und Geisteswissenschaften Inhalt: Sonnenaktivität und -wind, kosmische Strahlung und ihre Quellen, Supernovae und ihre Überreste, Neutronensterne, Gamma-RayBursts, Radionukleide auf der Erde, Auswirkung kosmischer Ereignisse auf Erde und Biosphäre, historische Beobachtungen zur Rekonstruktion der Sonnenaktivität und kosmischer Explosionen Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen) Regelmäßige Teilnahme an Übungen oder Seminar (entweder mindestens 80 % der Lösungen abgegeben oder einen Vortrag im Seminar gehalten) Voraussetzung für die Vergabe von Leistungspunkten (Prüfungsform): Erfolgreiche Teilnahme an Übungen (mindestens 50 % der Punkte) oder Seminar (guter Vortrag), oder mündliche Prüfung oder Klausur Medienformen: Medienunterstützte Vorlesung mit Beispielen, Experimenten und Übungen Literatur: Lehrbücher zur Sonnenphysik (z.B. Vaquero & Vasquez) und Supernovae (z.B. Stephenon & Green) 16 Lehramt an Gymnasien - Drittfach Astronomie Studiengang: Modulkatalog: Wintersemester 2015/16 Modulbezeichnung: Master Physik, Diplom Physik, Lehramt Astronomie Neutronensterne Semester: 1 Semester, Sommersemester in geraden Jahren Modulverantwortliche(r): Prof. Neuhäuser Dozent(in): Prof. Neuhäuser Sprache: Deutsch Zuordnung zum Curriculum Wahlpflichtfach Diplom Physik, Master Physik Lehrform / SWS: 2 SWS Vorlesung + 2 SWS Übung Arbeitsaufwand: 30 h Vorlesungen 30 h Übung 120 h Eigenstudium für Vor- und Nachbereitung Leistungspunkte: 6 Voraussetzungen: Einführung in die Astronomie, Stellarphysik empfohlen Entwicklung von Sternen verschiedener Massen, Endstadien, Methoden der Hochenergie-Astrophysik Entwicklung von Sternen als Funktion der Masse, NachHauptreihen-Entwicklung, Endstadien: weiße Zwerge, Neutronensterne, schwarze Löcher, Supernovae, Hochenergie-Astrophysik: Röntgen- und Gamma-Strahlung Klausur oder mündliche Prüfung Lernziele / Kompetenzen: Inhalt: Studien- und Prüfungsleistungen: Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen) erfolgreiche Teilnahme an Übungen Medienformen: Tafelanschrieb, Overheadfolien, PowerPoint Literatur: Unsöld, Baschek, Der neue Kosmos (Springer) Scheffler, Elsässer, Physik der Sterne und der Sonne (BI) Carroll, Ostlie, Intro to Modern Astrophysics (Addison-Wesley) Longair, High Energy Astrophysics vol. 1 & 2 (Cambridge) Lorimer, Kramer, Handbook of Pulsar Astronomy (Cambridge) Haensel, Potekhin, Yakovlev, Neutron stars (Springer) 17 Lehramt an Gymnasien - Drittfach Astronomie Modulkatalog: Wintersemester 2015/16 Pflichtmodule in Vorbereitung auf die Staatsprüfung Modulnummer/-code Modultitel (deutsch) Modultitel (englisch) Modulverantwortlicher Voraussetzungen für Zulassung zum Modul Verwendbarkeit (Voraussetzung wofür) Art des Moduls (Pflicht-, Wahlpflicht-, Wahlmodul) Häufigkeit des Angebots (Zyklus) Dauer des Moduls Zusammensetzung des Moduls / Lehrformen (VL, Ü, S, Praktikum) Leistungspunkte (ECTS credits) Arbeitsaufwand (work load): - Präsenzstunden und - Selbststudium (einschl. Prüfungsvorbereitung) Inhalte Lern- und Qualifikationsziele Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung Voraussetzung für die Vergabe von Leistungspunkten (Prüfungsform); einschl. Notengewichtung in % Zusätzliche Informationen zum Modul Empfohlene Literatur Unterrichtssprache 128 Staatsprüfung Fachdidaktik Astronomie Prof. Dr. K.-H. Lotze Zulassung zur Staatsprüfung durch das Landesprüfungsamt Pflichtmodul Winter- und Sommersemester 1 Semester 2 SWS Vorlesung (Allgemeine Fachdidaktik Physik 2. Teil) 2 SWS Praktikum (Physikalische Schulexperimente 2. Teil) 5 150 60 Beobachtungen 90 Vorbereitung, Nachbereitung und Dokumentation der Beobachtungen Schulastronomisches Beobachtungspraktikum mit 5 Themen, z.B.: Sonnenfleckenstatistik, Messung von Mondberghöhen, Lichtwechsel von veränderlichen Sternen, Messungen mit Schattenstab und Pendelquadranten, … Erwerb von Kompetenzen zur Auswahl und zum Einsatz von Schülerbeobachtungen, zu deren Projektierung, zum Aufbau, zur Durchführung und Auswertung sowie zu deren Einschätzung. Prüfung: Die Kompetenzen der Kandidaten werden – thematisch auf die Inhalte des Vorbereitungsmoduls begrenzt – unter Heranziehung des in § 3 Abs. 3 genannten Kompetenzkatalogs der Staatsprüfungsordnung festgestellt und bewertet. Protokolle von 5 Beobachtungsaufgaben Mündliche Prüfung (30 Minuten) Die Modulprüfung ist die Staatsprüfung und umfasst auch die Inhalte des Moduls Fachdidaktik Astronomie Dressler, Brandt, Lindner, Zenkert, Himmelsatlanten, Astronomische Jahrbücher deutsch 18 Lehramt an Gymnasien - Drittfach Astronomie Modulnummer/-code Modultitel (deutsch) Modultitel (englisch) Modulverantwortlicher Voraussetzungen für Zulassung zum Modul Verwendbarkeit (Voraussetzung wofür) Art des Moduls (Pflicht-, Wahlpflicht-, Wahlmodul) Häufigkeit des Angebots (Zyklus) Dauer des Moduls Zusammensetzung des Moduls / Lehrformen (VL, Ü, S, Praktikum) Leistungspunkte (ECTS credits) Arbeitsaufwand (work load): - Präsenzstunden und - Selbststudium (einschl. Prüfungsvorbereitung) Inhalte Lern- und Qualifikationsziele Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung Voraussetzung für die Vergabe von Leistungspunkten (Prüfungsform); einschl. Notengewichtung in % Zusätzliche Informationen zum Modul Empfohlene Literatur Unterrichtssprache Modulkatalog: Wintersemester 2015/16 Staatsprüfung Astronomie Vom Landesprüfungsamt bestellte Prüfer Zulassung zur Staatsprüfung durch das Landesprüfungsamt Pflichtmodul Wintersemester und Sommersemester 1 Semester 2 SWS Seminar 5 Seminar: 30 h Lösen von Übungsaufgaben, Vorbereitung und Nachbereitung des Seminars: 120 h Seminar: Übung klausurrelevanter Aufgabenbeispiele aus den Prüfungsgebieten der Astronomie Prüfung: Inhalte der Module Einführung in die Astronomie, Himmelsmechanik, Astronomische Beobachtungstechnik und Astronomisches Praktikum Seminar: Festigung der wesentlichen Vorstellungen der (klassischen) Astronomie Prüfung: Die Kompetenzen der Kandidaten werden – thematisch auf die Inhalte des Vorbereitungsmoduls begrenzt – unter Heranziehung des in § 3 Abs. 2 genannten Kompetenzkatalogs der Staatsprüfungsordnung festgestellt und bewertet. Klausur (4 Stunden) oder mündliche Prüfung (30 min) Unsöld, Baschek, Der neue Kosmos (Springer), Voigt, Abriss der Astronomie (BI Wissenschaftsverlag), Karttunen, Kröger, Oja, Poutanen, Donner, Fundamental Astronomy (Springer) Deutsch 19 Lehramt an Gymnasien - Drittfach Astronomie Modulnummer/-code Modultitel (deutsch) Modultitel (englisch) Modulverantwortlicher Voraussetzungen für Zulassung zum Modul Verwendbarkeit (Voraussetzung wofür) Art des Moduls (Pflicht-, Wahlpflicht-, Wahlmodul) Häufigkeit des Angebots (Zyklus) Dauer des Moduls Zusammensetzung des Moduls / Lehrformen (VL, Ü, S, Praktikum) Leistungspunkte (ECTS credits) Arbeitsaufwand (work load): - Präsenzstunden und - Selbststudium (einschl. Prüfungsvorbereitung) Inhalte Lern- und Qualifikationsziele Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung Voraussetzung für die Vergabe von Leistungspunkten (Prüfungsform); einschl. Notengewichtung in % Zusätzliche Informationen zum Modul Empfohlene Literatur Unterrichtssprache Modulkatalog: Wintersemester 2015/16 Staatsprüfung Astrophysik Vom Landesprüfungsamt bestellte Prüfer Zulassung zur Staatsprüfung durch das Landesprüfungsamt Pflichtmodul Winter- und Sommersemester 1 Semester 2 SWS Seminar 5 Seminar: 30 h Vorbereitung und Nachbereitung des Seminars, einschließlich Lösen von Übungsaufgaben: 120 h Seminar: Übung klausurrelevanter Aufgabenbeispiele aus den Prüfungsgebieten der Astrophysik und Kosmologie Prüfung: Inhalte der Module Physik der Sterne, Physik der Planetensysteme, Beobachtende Extragalaktik und Kosmologie Seminar: Erkennen von Zusammenhängen zwischen den einzelnen Forschungsbereichen der Astronomie / Astrophysik Prüfung: Die Kompetenzen der Kandidaten werden – thematisch auf die Inhalte des Vorbereitungsmoduls begrenzt – unter Heranziehung des in § 3 Abs. 2 genannten Kompetenzkatalogs der Staatsprüfungsordnung festgestellt und bewertet. Mündliche Prüfung (30 Minuten) oder Klausur (4 Stunden) Unsöld, Baschek, Der neue Kosmos (Springer), ausführlich, aktuell und gut geeignet Scheffler, Elsässer, Physik der Sterne und der Sonne (BI), sehr ausführlich, sehr gut Deutsch 20 Lehramt an Gymnasien - Drittfach Astronomie Modulkatalog: Wintersemester 2015/16 Fachgespräch Verantwortliche(r): Fachgespräch Arbeitsmethoden der Astronomie / Sonnensystem / Sternatmosphären Prof. Dr. Ralph Neuhäuser Dozent(in): Prof. Dr. Karl-Heinz Lotze Sprache: Deutsch Zuordnung zu den Studiengängen Lehramt Gymnasium: Drittfach Astronomie Lernziele / Kompetenzen: Erkennen von Zusammenhängen zwischen Physik und Astronomie und vertiefte Kenntnisse in ausgewählten Bereichen Arbeitsmethoden der Astronomie • Beobachtung und Messung in der Astronomie • Entfernungsbestimmung Sonnensystem • Erscheinungen der Sonnenatmosphäre • Das Planetensystem der Sonne (Physik der Planeten, Satelliten und Kleinkörper) Sternatmosphären • Modellatmosphären • Absorptions- und Streuprozesse • Linienspektrum der Sterne Bezeichnung: Inhalt: Voraussetzungen für die Zulassung zum Fachgespräch Literatur: Wilfried Kuhn: Handbuch der Experimentellen Physik. Sekundarbereich II. Band 11N. Astronomie-Astrophysik. Kosmologie 21 Lehramt an Gymnasien - Drittfach Astronomie Modulkatalog: Wintersemester 2015/16 Ergänzende Angebote Die folgenden Module sind keine Pflichtmodule. Ihre Belegung kann das Studium individuell bereichern. Die Angabe der Leistungspunkte dient lediglich der Orientierung. Modulbezeichnung: Laborastrophysik Modulnummer Modulverantwortliche(r): Dozent(in): Dr. Cornelia Jäger, Dr. Harald Mutschke Sprache: Deutsch Zuordnung zu den Studiengängen Wahlpflichtmodul Diplom Physik, Master Physik, Lehramt (im Sommersemester in geraden Jahren) Lehrformen / SWS: 2 SWS Vorlesung + 1-2 SWS Übung + 2 SWS Praktikum Dauer des Moduls 1 Semester Leistungspunkte: 6 Arbeitsaufwand: Präsenzstunden: 30 h Vorlesung 30 h Übung 60 h Praktikum Selbststudium: Nacharbeit: 30 h Prüfungsvorbereitung: 30 h Gesamtarbeitsaufwand: 180 Stunden Vordiplom oder Bachelor in Physik empfohlen Voraussetzungen: Lernziele / Kompetenzen: Inhalt: Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen) Kenntnisse über interstellare und zirkumstellare Medien, Konzeption von astrophysikalischen Laborexperimenten, Molekül- und Festkörperspektroskopie, optische Eigenschaften von Clustern, Nanoteilchen und Festkörperpartikeln Mineralogie und Evolution kosmischer Staubpartikel; Emission, Absorption und Streuung elektromagnetischer Strahlung durch Partikel (Mie-Theorie); Festkörper-Spektroskopie bei kurzen und langen Wellenlängen sowie tiefen Temperaturen; Erzeugung und Analytik von Nanopartikeln und anderen Analogmaterialien im Labor; Quantenmechanische Effekte in Nanoteilchen; Photolumineszenz; Erzeugung von Molekül- und Clusterstrahlen; Absorptionsspektroskopie von Molekülen und Clustern in der Gasphase; Regelmäßige Teilnahme an Vorlesungen Voraussetzung für die Vergabe von Leistungspunkten (Prüfungsform): Klausur oder mündliche Prüfung am Ende des Semesters Medienformen: Tafel, Overheadfolien, Beamer Literatur: Krügel, The Physics of Dust (IOP) Henning (Hrsg.), Astromineralogy (Springer) Kuzmany, Festkörperspektroskopie (Springer) Ehrenfreund u.a. (Hrsg.), Laboratory Astrophysics and Space Research (Kluwer) Tielens & Snow, The Diffuse Interstellar Bands (Kluwer) 22