Hinweise - Kirchhoff-Institut für Physik

KMe, 30.10.2003
ergänzt 17.8.2012
Einige Informationen zu Vordiplomprüfungen
im Fach Physik
(sowie für Zwischenprüfungen im Lehramtsstudium mit Hauptfach Physik)
Prof. K. Meier - Kirchhoff-Institut für Physik – INF227 – 54 9381 – [email protected]
Termin und Durchführung
Die Anmeldung zur Prüfung erfolgt über das Prüfungssekretariat der Fakultät. Dieses Sekretariat führt
auch die Zuteilung der Prüfer durch.
Meine Prüfungen finden im Kirchhoff-Institut, Raum 1.109 statt. Neben Ihnen und mir nimmt ein
promovierter Physiker als Beisitzer teil. Im Falle von Wiederholungsprüfungen ist der Beisitzer
ebenfalls ein zugelassener Prüfer für das Vordiplom (bzw. Zwischenprüfung).
Inhalt
Die Prüfung umfasst den gesamten Stoff der Vorlesungen Experimentalphysik I (Mechanik und
Wärme), II (Elektrizität, Magnetismus und Wellen) und III (Relativität und Quantenphysik) sowie der
Anfängerpraktika. Eine Spezialisierung ist nicht möglich. Alle 3 Vorlesungen werden mit gleicher
Gewichtung gefragt (also etwa 10 – 15 min. pro Vorlesung).
Um Ihnen einen guten Start zu erlauben, dürfen Sie zu Beginn der Prüfung ein Experiment aus der
Vorlesung oder den Praktika (in Worten und mit Skizzen) vorstellen. Ich würde mich besonders freuen,
wenn es nicht jedesmal der Photoeffekt oder Michelson.Interferometer wären. Überraschen Sie mich
mit einem aus hunderten Experimenten die Sie gesehen haben. Vielleicht kann ich mich ja selbst nicht
mehr daran erinnen ;-)
ACHTUNG : Für die neue Prüfungsordnung (ab 2012) wurde der Stoff für die Zwischenprüfung auf die
beiden Vorlesungen PEP2 und PEP3 reduziert und umfasst jetzt nur noch die Bereiche Elektrostatik,
Magnetostatik, zeitabhängige Felder, elektromagnetische Wellen, spezielle Relativitätstheorie, Optik,
Quantenphysik und Quantenstatistik.
Stil der Prüfung
Wegen der Kürze der verfügbaren Zeit kann die Prüfung leider nie in die Tiefe gehen. Herleitungen
von Gleichungen werden also (abgesehen von kleineren Umformungen) nicht durchgeführt. Sie sollen
in der Prüfung demonstrieren, dass Sie einen soliden Überblick über den Stoff haben. „Formeln“ sollte
man verstanden haben und nicht blind auswendig lernen. Wo stehen in einer Gleichung die
interessanten Größen und wie sind sie da eigentlich hereingekommen ? Graphische Darstellungen
sind sehr wichtig, jedoch muss man sie verstanden haben und nicht nur photographisch reproduzieren
können. Bei jeder graphischen Darstellung muss man verstanden haben, was auf den Achsen
aufgetragen ist. Physik ist eine Naturwissenschaft und insofern sind Zahlen und Größenordnungen
wichtig. Längen-, Energie- und Zeitskalen der Physik überdecken viele Größenordnungen und sollten
Ihnen vertraut sein. Es wird u.U. auch Fragen geben, auf die Sie absolut nicht vorbereitet sein können.
Hier kommt es mir nicht auf eine konkrete Antwort an, sondern auf die Art und Weise wie Sie Ihr
Wissen einsetzen, um einer Lösung nahezukommen. Grundsätzlich sollten Sie versuchen, ihr Wissen
aktiv zu präsentieren und nicht nur immer auf die nächste Frage zu warten.
Zur Physik I und II (jetzt PEP 1 und PEP 2)
Zu diesem Vorlesungen gibt es eine Vielzahl von Büchern, so dass ich von einer Empfehlung absehe.
Alle in den Vorlesungen gegebenen Empfehlungen sind natürlich für die Prüfung geeignet. Der Stoff
dieser Vorlesungen ist meist bereits fragmentarisch aus der Schule bekannt. Wichtig und neu ist
jedoch die Erkenntnis von übergreifenden Zusammenhängen. Beispiele sind die Zusammenhänge
zwischen Mechanik und Thermodynamik, Wellenerscheinungen in der Mechanik, der Elektrodynamik
und der Quantenmechanik u.a. Die mathematischen Anforderungen gehen dabei durch Konzepte wie
Differentialgleichungen, komplexe Zahlen, Vektoren und Tensoren meist deutlich über den Schulstoff
hinaus. In der neuen Zwischenprüfungsordnung dürfen solche übergreifenden Zusammenhänge
wegen der Beschränkung auf die PEP 2 und PEP 3 leider nur noch eingeschränkt abgefragt werden.
Für den Schulunterricht sollten Sie darüber aber trotzdem mal nachdenken.
Zur Physik III (jetzt PEP 3)
Auch hier ist jede in der Vorlesung gegebene Literaturempfehlung gut für die Prüfungsvorbereitung
geeignet. Dieser Prüfungsteil wird nach meiner Erfahrung bei der Vorbereitung häufig unterschätzt. Es
handelt dabei sich weniger um anspruchsvolle mathematische Konzepte als viel mehr um das
Verständnis für die grossen Umwälzungen in der Physik des 20. Jahrhunderts. Versuchen Sie
nachzuvollziehen, welche experimentellen Hinweise die Physik zu diesem Umbruch gezwungen
haben. Welche formalen Methoden haben die Physiker daraus entwickelt ? Wo ist die Quantenphysik
in der heutigen Physik relevant ? Beispiel : Der Harmonische Quantenoszillator ist nicht nur eine
Vrsion des Hamilton-Operators zum Quälen von Studenten. Es gibt ihn wirklich in der Natur und eine
Konsequenz hat heute eine enorme politische Sichtarkeit. Neugierig geworden ? Willkommen in der
Physik !
Noch einige Tipps
Auch wenn es vielleicht schon zu spät ist : Die wichtigste Vorbereitung ist die kontinuierliche Mitarbeit
während der Vorlesung. Wenn sie an jedem Tag nach der Vorlesung noch einmal die selbe Zeit mit
der Nacharbeitung verbringen, ist eine Prüfungsvorbereitung vermutlich kaum mehr erforderlich.
Während man nach meiner Erfahrung beim reinen Lernen lieber allein arbeiten soll, ist ein
regelmäßiges Gespräch über den gelernten Stoff eine sehr gute Sache. Treffen Sie sich also
regelmäßig mit Ihren Studienkollegen und bilden Sie eine „Lerngruppe“. Die Flächen des KIP stehen
Ihnen für Arbeitstreffen zur Verfügung. Erklären Sie in diesen Gruppen kleine Themenbereiche frei
und ohne Unterlagen an der Tafel oder auf einem Blatt Papier.
Grundlage der Prüfung sind die Vorlesungen. Wenn eine Frage nicht Bestandteil des
Vorelsungsstoffes war, sagen Sie dies klar und deutlich. Dies wird natürlich nicht zu Ihrem Nachteil
angerechnet !
Ich wünsche Ihnen viel Erfolg und Spaß bei der Vorbereitung, bei der Prüfung und dann
natürlich bei dem, was Sie daraus machen !!
Ihr Karlheinz Meier