1 Modulbeschreibung - Physik Modul 8 - MINT

Modulbeschreibung - Physik
Modul 8: Schwingungen, Wellen
Unterschiedliche Arten von Schwingungen und Wellen treten in vielen Bereichen von Wissenschaft und
Technik auf (Federung, elektrischer Schwingkreis, mechanische und elektromagnetische Wellen etc.). Die
mathematische Beschreibung ist jedoch einheitlich. In diesem Modul wird zunächst eine einfache
harmonische Schwingung betrachtet. Es folgt die Behandlung von erzwungenen und gedämpften
Schwingungen. Weiterhin wird das Abklingen einer Schwingung analysiert. Neben Schwingungen
einfacher mechanischer Systeme wird ein elektrischer RLC-Schwingkreis untersucht. Grundlegende
Eigenschaften der Ausbreitung einer Schwingung als Welle werden ebenfalls vorgestellt.
Modul 9: Optik I
Die Optik ist die Lehre vom Licht und beschäftigt mit der Ausbreitung von Licht und seiner
Wechselwirkung mit Materie. In diesem Modul lernen wir das Licht und seine Eigenschaften kennen. Wir
beschäftigen uns mit der Beschreibung von Licht und insbesondere mit seiner Ausbreitung in
verschiedenen Medien. Dabei beschränken wir uns in diesem Modul auf die geometrische Optik
(Strahlenoptik).
Modul 10: Optik II
Welle oder Teilchen? Beim Licht hat diese Frage keine eindeutige Antwort, weil es sich dualistisch
verhält, also beide Gestalten annehmen kann. Darum werden zuerst die Wellenphänomene der
Interferenz, Beugung und Streuung erklärt, wobei auch der Begriff der Kohärenz eingeführt wird.
Danach wird der Teilchencharakter des Lichtes, und damit der Welle-Teilchen-Dualismus,
phänomenologisch eingeführt.
Modul 11: Gleichspannungsschaltungen
Ausgehend von der elektrischen Ladung werden Strom und Spannung und deren Messung
behandelt. Das elektrische Verhalten von Materialien, insbesondere der elektrische Widerstand
führen zum Ohm’schen Gesetz und den Kirchhoffgesetzen wie Maschen- und Knotenregel. Damit
können die Ströme, Spannungen und Leistungen in elektrische Schaltungen berechnet werden.
Modul 12: Das elektrische Feld
Der Ladungsbegriff wird vertieft und einfache Feldanordnungen berechnet. Die Ladungstrennung bei der
Influenz und die Schirmwirkung von metallischen Hüllen (Faraday-Effekt) werden behandelt. Ausgehend
vom elektrischen Potential und der Arbeit im elektrischen Feld besprechen wir Kondensatoren und
Kondensatorschaltungen.
Modul 13: Das magnetische Feld
Die Bewegung von Ladungen in magnetischen und elektrischen Feldern wird behandelt. Hier werden die
Kraftwirkungen auf Teilchen und elektrische Leiter diskutiert und das Induktionsgesetz angewandt.
1
Modul 14: Wechselspannungen
Zur Berechnung von elektrischen Schaltungen bei Wechselspannung werden die komplexen Widerstände
eingeführt und damit verschiedene Schaltungsaufgaben berechnet. Die Leistung bei Wechselstrom (Wirk-,
Blind- und Scheinleistung) bildet den Abschluss.
2