Elektrodynamik und Optik

Transkript

1 Vorlesung SoSe 2015 Einführung in die Physik II Elektrodynamik und Optik für Biowissenschaftler, Lehramt L3 Prof. Dr. Holger J. Podlech Institut für Angewandte Physik Goethe Universität Frankfurt am Main Prof. Dr. H. Podlech 1 Einführung in die Physik 2

2 Prof. Dr. H. Podlech 2 Einführung in die Physik 2

3 Einführung in die Physik II Elektrodynamik Schwingungen und Wellen Optik Moderne Physik Prof. Dr. H. Podlech 3 Einführung in die Physik 2

4 Einführung in die Physik II Es gilt die Prüfungsordnung der Physik für alle Studierenden Pflichtveranstaltung Vorlesung (3 SWS), Do Uhr, Fr 8-10 Uhr Übungen (1 SWS) Klausur Prof. Dr. H. Podlech 4 Einführung in die Physik 2

5 Übungen Nachbereitung der Vorlesung Selbstkontrolle Klausurvorbereitung Prof. Dr. H. Podlech 5 Einführung in die Physik 2

6 Übungen Insgesamt 10 Übungsblätter mit je 20 Punkten (200 P) Zulassungsvoraussetzung zur Klausur: 50% (100 P) Vorrechnen einer Aufgabe verdoppelt die Punktzahl Zusatzpunkte durch online-übungen (LON-CAPA) Prof. Dr. H. Podlech 6 Einführung in die Physik 2

7 Übungen Jeweils maximal 4 Studierende bilden eine Gruppe Pro Gruppe muss nur ein Lösungsblatt abgegeben werden Gruppe bleibt bis Semesterende zusammen Vorrechnen-Bonuspunkte individuell Prof. Dr. H. Podlech 7 Einführung in die Physik 2

8 Termine für die Übungen Tag Zeit Raum N max Mittwoch Phys Mittwoch Phys Donnerstag Phys a 25 Donnerstag Phys b 25 Donnerstag Phys Donnerstag Phys a/b 25 Donnerstag Phys a 25 Donnerstag Phys a 25 L3 n.v n.v. NA NA Online-Anmeldung über das LON-CAPA-System Bei n=n max ist die jeweilige Gruppe geschlossen Anmeldung ab dem 17.4 um Prof. Dr. H. Podlech 8 Einführung in die Physik 2

9 Tutoren Virginia Britten Ki Kristina i Zerbe zerbe@iap.uni frankfurt.de f Markus Basten Marc Hanefeld Philipp Mundine basten@iap.uni frankfurt.de marc_ hanefeld@hotmail.de mundine@stud.uni frankfurt.de Kurs-Koordinator Markus Basten Malte Schwarz (stellv.) Prof. Dr. H. Podlech 9 Einführung in die Physik 2

10 Räume der Übungsgruppen Phys 102 Phys a/b Stockwerk Spange Raum Phys a/b Phys Prof. Dr. H. Podlech 10 Einführung in die Physik 2

11 Übungen 1. Aufgabenblatt Do, 16.4 (online) 1. Übungsgruppe 22./23.4. (Abgabe) Endgültige Einteilung der Gruppen im Laufe der nächsten Woche Übungen online auf linac-world.de bzw. LON-CAPA-Server Prof. Dr. H. Podlech 11 Einführung in die Physik 2

12 Skript Alle Folien werden als pdf online gestellt (LON-CAPA und Homepage) Lehre Vorlesung Physik II User: physik2 Passwort: elektro Prof. Dr. H. Podlech 12 Einführung in die Physik 2

13 LON-CAPA LON-CAPA ist eine e-learning Plattform Login HRZ-Zugangsdaten Prof. Dr. H. Podlech 13 Einführung in die Physik 2

14 Klausur Die bestandene Klausur ist Voraussetzung zum Modulabschluss Klausur darf maximal 2 mal wiederholt werden 1. Klausur Voraussichtlich: Montag, 5. Oktober Nach neuester Prüfungsordnung verfallen die Studienleistungen nicht mehr! Prof. Dr. H. Podlech 14 Einführung in die Physik 2

15 Klausur 1. Fall: 1. Klausur bestanden und mit Note zufrieden OK 2. Fall: 1. Klausur bestanden und mit Note NICHT zufrieden Antrag innerhalb von 4 Wochen nach Bekanntgabe der Ergebnisse der letzten Klausur auf Zulassung zur nächsten Klausur für Notenverbesserung und Anmeldung zur Klausur innerhalb der Fristen. Die bessere Note zählt. 3. Fall: 1. Klausur nicht bestanden Anmeldung zur Nachklausur (innerhalb von 2 Semestern) innerhalb der Frist. 2. Klausur bestanden und mit Note zufrieden OK 4. Fall: 1. Klausur nicht bestanden, 2. Klausur bestanden und mit Note NICHT zufrieden Antrag innerhalb von 4 Wochen nach Bekanntgabe der Ergebnisse der letzten Klausur auf Zulassung zur nächsten Klausur (innerhalb von 2 Semestern) für Notenverbesserung und Anmeldung zur Klausur innerhalb der Fristen. Die bessere Note zählt. Prof. Dr. H. Podlech 15 Einführung in die Physik 2

16 Klausur 5. Fall: 1. und 2. Klausur nicht bestanden, Anmeldung zur nächsten Klausur innerhalb der Fristen. 3. Klausur bestanden OK 6. Fall: 1., 2. und 3. Klausur nicht bestanden Antrag innerhalb von 4 Wochen nach Bekanntgabe der Ergebnisse der letzten Klausur auf Zulassung zu einer mündlichen Prüfung Terminvereinbarung individuell (Prüfung innerhalb von 2 Semestern) Bei Bestehen Note automatisch ti 4.0 Prof. Dr. H. Podlech 16 Einführung in die Physik 2

17 Lehramt L3 Für Lehramt L3 gibt es eine 2-stündige Übung Klausur muss mitgeschrieben werden (jeweils Teil I+II) und bestanden werden Klausuren sind Studienleistungen: unbenotet Mündliche Modulabschlussprüfung (I+II) Terminvereinbarung individuell Prof. Dr. H. Podlech 17 Einführung in die Physik 2

18 Klausur Anmeldung: bis 2 Werktage vor Klausur: Procedere wird bekannt gegeben Voraussetzung: 100 P in den Übungen Rücktritt: Mit Attest Es erfolgt keine automatische ti Anmeldung für eine Nachklausur Musterklausur gegen Ende des Semestern online Formelsammlung wird gestellt 1 Din-A4 Seite als Spickzettel erlaubt (Vordrucke stehen online) Prof. Dr. H. Podlech 18 Einführung in die Physik 2

19 Vorlesung - Literatur Ulrich Haas, Physik für Pharmazeuten und Mediziner, Wiss. Verlags-Ges. Haliday, Physik, Vogel, Gerthsen Physik, Springer Tipler, Physik, Spektrum Giancoli, Physik, Pearson Studium Stuart, Klages, Kurzes Lehrbuch der Physik, Springer Holzner, Physik für Dummies, Wiley-VCH Walcher, Praktikum der Physik, Teubner Walcher, Physik für Mediziner, Teubner Prof. Dr. H. Podlech 19 Einführung in die Physik 2

20 Vorlesung - Inhalt Schwingungen und Wellen Einfache harmonische Bewegung Pendel und Feder Gedämpfte harmonische h Bewegung Wellenbewegung Eigenschaften einer Welle Prof. Dr. H. Podlech 20 Einführung in die Physik 2

21 Vorlesung - Inhalt Elektrostatik I Elektrische Ladung Leiter und Isolatoren Elektrostatische Aufladung Coulomb-Gesetz Elektrische Kraft Dielektrizität Ladungsverteilungen Elektrisches Feld Gaußsches Gesetz Influenz Energie des elektrischen Feldes Elektrostatisches Potenzial Elektrostatik II Kapazität Plattenkondensator Kugelkondensator Kombination von Kondensatoren Energie eines Kondensators Dielektrika Polarisation Prof. Dr. H. Podlech 21 Einführung in die Physik 2

22 Vorlesung - Inhalt Elektrischer Strom Stromstärke tä und Ampere Driftgeschwindigkeit der Elektronen Widerstand R Ohmsches Gesetz Spezifischer Widerstand Temperaturabhängigkeit von R Leistungsverlust Parallel-/Reihenschaltung von R Batterien Kirchhoffsche Regeln Messinstrumente Solarzellen Magnetostatik Magnete Magnetisches Feld Vektorprodukt Kraft auf bewegte Ladung Magnetfeld der Erde Kraft auf einen Strom führenden Leiter Hall-Effekt Amperesches Gesetz Formen magnetischer Felder Elektromagnete Magnetisches Moment Prof. Dr. H. Podlech 22 Einführung in die Physik 2

23 Vorlesung - Inhalt Induktion Magnetischer Fluss Faradaysches Gesetz Induktionsspannung Generatoren Induktivität Selbstinduktion/Lenzsche Regel Energie einer Induktivität Elektrodynamik I Zeitabhängige Ströme und Spannungen RC-Kreis RL-Kreis LC-Kreis Gleichstrom RCL-Kreis Wechselstrom Verluste beim Wechselstrom Spule im Wechselstromkreis Kondensator im Wechselstromkreis Wechselstrom RCL-Kreis Resonanz Transformatoren Resonatoren und Anwendungen Tumortherapie Prof. Dr. H. Podlech 23 Einführung in die Physik 2

24 Vorlesung - Inhalt Elektrodynamik II Maxwellsche Gleichungen Elektromagnetische Wellen Ausbreitung EM Wellen Energiedichte EM Wellen Strahlungsdruck Antennen Polarisierung i von Licht Die Natur des Lichts Optik I Reflexion Snellius Gesetz Brechungsindex Dispersioni Totalreflexion Spiegel (eben, konkav, konvex) Reelle und virtuelle Bilder Linsen (konvex, konkav) Strahlengang und Hauptstrahlen Aberration Dioptrien Prof. Dr. H. Podlech 24 Einführung in die Physik 2

25 Vorlesung - Inhalt Optik II Linsenkombinationen Menschliches Auge Kamera Mikroskop Teleskop Optik III Wellennatur des Lichts Überlagerung von Wellen Interferenz am Doppelspalt Gangunterschied Konstruktive u. destruktive Interferenz Interferenz an dünnen Schichten Vergütung optischer Flächen Interferometer Beugung am Spalt Auflösungsvermögen Prof. Dr. H. Podlech 25 Einführung in die Physik 2

26 Vorlesung - Inhalt Ursprünge der Quantentheorie Grenzen der klassischen Physik Strahlung schwarzer Körper Quantisierung der Energie Lichtelektrische Effekt Röntgenstrahlung Compton-Effekt Materiewellen Unschärferelation Tunneleffekt Materie und Antimaterie Atomspektren Füh Frühe Atommodelle Bohrsches Modell des Wasserstoffs Energieniveaus Abstrahlung und Absorption Spektrallinien De-Broglie-Wellen Wasserstoffatom u. Quantenmechanik Viel-Elektronenatome, Quantenzahlen Periodensystem der Elemente Messung von Spektrallinien Laser Prof. Dr. H. Podlech 26 Einführung in die Physik 2