Bachelorstudiengang Physik

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1 Bachelorstudiengang Physik Modulhandbuch Wintersemester 2009/0 Unvollständiger Entwurf, Hinweis: Eine akademische Stunde (45 min.) wird bei der Workload-Berechnung mit einer Zeitstunde (60 min.) angesetzt. Für die Berechnung der Präsenzzeit wird die Vorlesungszeit mit 5 Wochen angesetzt. Demnach ergibt eine SWS 5 Stunden, sechs SWS ergeben 90 Stunden. Diese entsprechen 3 ECTS-Punkten.

2 Fachsemester

3 WS 2009/0 EP- Experimentalphysik 7.5 ECTS 2 Lehrveranstaltungen Vorlesung Experimentalphysik (4 SWS) Übungen zur Vorlesung (2 SWS) 3 Dozent Prof. Dr. Christian Stegmann Die Dozenten der Experimentalphysik 5 Inhalt Kinematik eines Massepunktes Bewegungsgleichungen und Newtonsche Gesetze Energie- und Impulserhaltung Bewegte Bezugssysteme, spezielle Relativitätstheorie Systeme von Massenpunkten Starre Körper, Rotationen, Kreisel Verformungen elastischer Körper Mechanik ruhender Flüssigkeiten und Gase Mechanische Oberflächenphänomene Strömungen von Flüssigkeiten und Gasen Kinetische Gastheorie Temperatur und Wärme, Wärmetransport Zustandsgrößen, Zustandsänderungen, Kreisprozesse Hauptsätze der Wärmelehre Reale Gase, Phasenübergänge 6 Lernziele und Die Studierenden erlernen Kompetenzen die quantitativ-mathematische Beschreibung mechanischer Vorgänge; die Anwendung physikalischer Gesetze und der jeweiligen mathematischen Methoden in Beispielen und Übungsaufgaben; die Argumentation auf der Grundlage weniger, abstrakter 7 Voraussetzungen für die Teilnahme physikalische Gesetze. Keine 8 Einpassung in Fachsemester 9 Verwendbarkeit des Bachelor-Studiengang Physik (Pflichtbereich) Bachelor-Studiengang Mathematik mit Nebenfach Physik 0 Studien- und 80-minütige Abschlussklausur; aktive Teilnahme an den Übungen ist notwendig. Berechnung Klausurnote 2 Turnus des Jährlich im Wintersemester 3 Arbeitsaufwand Präsenzzeit: 90 h Eigenstudium: 35 h 4 Dauer des Semester 5 Unterrichtssprache Deutsch

4 WS 2009/0 6 Vorbereitende W. Demtröder, Experimentalphysik, Springer R. Feynman, R. Leighton, M. Sands, Feynman Lectures Band, Addison-Wesley D. Halliday, R. Resnick, J. Walker, Physik, Wiley D. Giancoli, Physik, Pearson 2

5 WS 2009/0 und SS 200 GP- Grundpraktikum 5.0 ECTS 2 Lehrveranstaltungen Praktikum Teil (2 SWS, Wintersemester) Praktikum Teil 2 (3 SWS, Sommersemester) Kurs zur Datenanalyse (4 Doppelstunden) 3 Dozenten Prof. Dr. Christian Stegmann 2.0 ECTS 2.0 ECTS.0 ECTS Die Dozenten der Experimentalphysik 5 Inhalt Grundlagen des Experimentierens Typische Geräte und Messmethoden aus den Bereichen Mechanik, Wärme, Elektrizität, Magnetismus, Elektronik, Optik, Protokollieren von Messungen Beschreibung von Versuchsaufbauten und Versuchsabläufen, Analyse von Messdaten, Interpretation von Messergebnissen Fehlerrechnung und statistische Methoden der Datenanalyse: statistische und systematische Fehler, Wahrscheinlichkeitsdichten, Kovarianz-Matrix, Hypothesentests 6 Lernziele und Die Studierenden lernen Kompetenzen Durchführung von Messungen Handhabung typischer Geräte Auswertung von Messungen mit Fehleranalyse Kritische Bewertung von Messergebnissen Protokollführung und Präsentation von Ergebnissen 7 Voraussetzungen für die Teilnahme Teamarbeit keine 8 Einpassung in Teil im. Fachsemester, Teil 2 im 2. Fachsemester 9 Verwendbarkeit des Bachelor-Studiengang Physik (Pflichtbereich) Studiengänge mit Physik als Nebenfach 0 Studienleistungen Teilnahme an den Praktikumsterminen und Durchführung der Versuche Testate der Protokolle und Kolloquien Teilnahme am Kurs zur Datenanalyse Berechnung Das Modul ist unbenotet. 2 Turnus des Jährlich 3 Arbeitsaufwand Präsenzzeit: 83 h Eigenstudium: 67 h 4 Dauer des 2 Semester 5 Unterrichtssprache Deutsch und Englisch 6 Vorbereitende Vorbereitende wird zu jedem Versuch angegeben. Weitere Informationen auf

6 WS 2009/0 MP- Mathematik für Physiker 5 ECTS 2 Lehrveranstaltungen Vorlesung Analysis (4 SWS) Übungen dazu (2 SWS) Vorlesung Lineare Algebra und Analytische Geometrie (4 SWS) Übungen dazu (2 SWS) 3 Dozenten Prof. Dr. Hermann Schulz-Baldes, Prof. Dr. Peter Knabner 5.0 ECTS 2.5 ECTS 5.0 ECTS 2.5 ECTS (siehe Modulbeschreibung des Departments Mathematik) Die Dozenten der Mathematik 5 Inhalt Analysis: Naive Mengenlehre und Logik Grundeigenschaften der natürlichen, rationalen und reellen Zahlen: Vollständige Induktion, Körper- und Anordnungsaxiome, Vollständigkeit, untere/obere Grenzen, Dichtheit von Q in R, abzählbare und überabzählbare Mengen Komplexe Zahlen: Rechenregeln und ihre geometrische Interpretation, quadratische Gleichungen Metrische und normierte Räume: Konvergenz, Cauchy- Folgen, Vollständigkeit Zahlenfolgen und Reihen: Konvergenzkriterien und Rechenregeln, absolute Konvergenz, Potenzreihen, unendliche Produkte Elementare Funktionen, rationale Funktionen, Potenzen mit reellen Exponenten, Exponentialfunktion, Hyperbelfunktionen, trigonometrische Funktionen, Monotonie und Umkehrfunktion, Logarithmus Stetige reellwertige Funktionen: Zwischenwertsatz, Existenz von Minimum und Maximum auf kompakten Mengen, stetige Bilder von Intervallen und Umkehrbarkeit, gleichmäßige Stetigkeit, gleichmäßige Konvergenz Differential- und Integralrechnung in einer reellen Veränderlichen: Rechenregeln für Differentiation, Mittelwertsatz der Differentialrechnung, Taylorformel, Extremwerte und Kurvendiskussion, Definition des Integrals und Rechenregeln, gliedweise Differentiation, Hauptsatz der Differential- und Integralrechnung, Mittelwertsatz der Integralrechnung. Lineare Algebra und Analytische Geometrie: Der n-dimensionale Zahlenraum: Lineare Gleichungssysteme, Gauß-Elimination, Vektorrechnung, Geraden, lineare Unterräume, lineare Unabhängigkeit, Dimension, Skalarprodukt, Gram-Schmidt- Orthonormalisierung, Orthogonalprojektion Matrizen und Determinanten: Bewegungen im R n, lineare Abbildungen und Matrizen, Invertierbarkeit, Permutationen und Signum, Determinanten, Leibnizformel, Laplace-

7 WS 2009/0 6 Lernziele und Kompetenzen 7 Voraussetzungen für die Teilnahme 8 Einpassung in 9 Verwendbarkeit des 0 Studien- und Entwicklung, Cramersche Regel Algebraische Grundstrukturen: Gruppen (GL(n,R), O(n,R), Permutationsgruppen), Körper (Q,R,C,Fp), Vektorräume, Untervektorraum, Quotientenvektorraum, lineare Abbildungen, Kern und Bild, Dualraum Koordinatentransformationen: Basiswechsel, Ähnlichkeit von Matrizen, Eigenwerte, Diagonalisierbarkeit, Trigonalisierbarkeit, Cayley-Hamilton, Jordan Die Studierenden erlernen Analysis von Funktionen einer reellen Veränderlichen Erkennen linearer und nichtlinearer Zusammenhänge und deren qualitative und quantitative Behandlung Analytisches Denken, strukturierte Darstellung mathematischer Sachverhalte, grundlegende Beweistechniken Kreatives Problemlösen Keine; empfehlenswert: Solide Schulmathematik-Kenntnisse auf Grundkurs-Niveau Fachsemester Berechnung 2 Turnus des 3 Arbeitsaufwand Präsenzzeit: 80 h Eigenstudium: 270 h 4 Dauer des Semester 5 Unterrichtssprache Deutsch 6 Vorbereitende Bachelorstudiengang Physik (Pflichtbereich) Regelmäßige Teilnahme, Bearbeitung der Hausarbeiten (mindestens 50%) (SL), je eine 20-minütige Abschlussklausur in Analysis und in Lineare Algebra und Analytische Geometrie (PL) Aus den Klausurnoten Jährlich im Wintersemester Zur Analysis: O. Forster, Analysis, Vieweg S. Hildebrandt, Analysis, Springer K. Königsberger, Analysis, Springer M. Spivak, Calculus, Benjamin F. Duzaar, Skript A. Knauf, Skript Zur linearen Algebra und analytischen Geometrie: E. Brieskorn, Lineare Algebra und analytische Geometrie, Vieweg G. Fischer, Lineare Algebra, Vieweg G. Fischer, Analytische Geometrie, Vieweg F. Lorenz, Lineare Algebra, BI Vorlesungsskripte (siehe Mathematik-Homepage) 2

8 WS2009/0 und SS200 Einführung in die Astronomie NW- (Introduction to Astronomy) 2 Lehrveranstaltungen WS: Vorlesung Einf. in die Astronomie (2 SWS) SS: Vorlesung Einf. in die Astronomie 2 (2 SWS) Blockpraktikum Astronomie mit Tutorium (7+ SWS) Das Praktikum kann auch im WS absolviert werden, wenn die Warteliste dies erfordert 3 Dozenten Prof. Dr. Horst Drechsel Prof. Dr. Ulrich Heber Prof. Dr. Jörn Wilms 0 ECTS 3.0 ECTS 3.0 ECTS 4.0 ECTS Die Dozenten des Astronomischen Instituts 5 Inhalt Das Modul gibt eine Beschreibung der wesentlichen Bestandteile des Universums und der naturwissenschaftlichen Methoden, die es uns erlauben, ihre Entfernungen, Größenskalen, Massen und physikalische Natur zu verstehen. Im Einzelnen werden behandelt: Geschichtlicher Hintergrund der Astronomie Sonnensystem: Planetenbewegung und Keplersche Gesetze, Eigenschaften der Planeten und der kleinen Objekte im Sonnensystem (Auswahl aus: innerer Aufbau der Planeten, planetare Oberflächen, Atmosphären, Ringe), extrasolare Planeten. Sterne: Entfernungen, Temperaturen, Spektren, Massen, Hertzsprung-Russell-Diagramm, innerer Aufbau, Entstehung und Entwicklung, Endstadien der Sternentwicklung, Doppelsterne. Milchstraße und andere Galaxien: Aufbau und Entwicklung, Klassifikation, kosmischer Materiekreislauf, Galaxienhaufen, ausgewählte Methoden der Entfernungsbestimmung. Das Universum: Entstehung, Hubblesches Gesetz, 3K Hintergrundstrahlung, Entwicklung des Universums. Astronomische Messmethoden: Aufbau und Benutzung astronomischer Teleskope, Spektroskopie, Detektoren 6 Lernziele und Kompetenzen Die Studierenden entwickeln ein physikalisches Verständnis der wichtigsten Bestandteile des Universums und ihrer Entwicklung. lernen Methoden zur Messung der Entfernungen von Sternen und Galaxien kennen und können diese auf Messungen anwenden. können aus Messdaten Massen und Temperaturen astronomischer Objekte ableiten. können einfache astronomische Messungen selbst durchführen und auswerten. erfahren ein Verständnis über die weite Anwendbarkeit

9 WS2009/0 und SS200 7 Voraussetzungen für die Teilnahme 8 Einpassung in 9 Verwendbarkeit des 0 Studien- und naturwissenschaftlicher Methoden durch die in der Astronomie notwendige Extrapolation von Ergebnissen von Labormessungen auf astronomische Skalen. entwickeln Fähigkeiten zur Lösung naturwissenschaftlicher Probleme, einschließlich der Fähigkeit zur Bedienung typischer astronomischer Instrumente. Keine; spezielles Zulassungsverfahren für Frühstudierende. Ab Studiensemester, Frühstudium, Gasthörer Bachelorstudiengang Physik (nichtphysikalischer Wahlbereich) Lehramt Physik am Gymnasium (Wahlbereich) Studierende anderer Fächer: Wahlbereich Zwei 60-minütige Klausuren zu den Vorlesungen (PL), Teilnahme am Tutorium und an den Praktikumsterminen, Durchführung der Versuche, Testate (SL) Mittelwert der Klausurnoten Berechnung 2 Turnus des Jährlich 3 Arbeitsaufwand Präsenzzeit: 80 h Eigenstudium: 20 h 4 Dauer des 2 Semester (ggf. 3 Semester, falls das Praktikum im Wintersemester absolviert wird) 5 Unterrichtssprache Deutsch und Englisch 6 Vorbereitende H. Karttunen, P. Kroger, H. Oja, Fundamental Astronomy, Springer, 2003 M. Kutner, Astronomy: A Physical Perspective, Cambridge Univ. Press,

10 WS 2009/0 NW- Anorganische Chemie 0 ECTS 2 Lehrveranstaltungen WS: Vorlesung Allgemeine und Anorganische Chemie (mit Experimenten) (4 SWS); Anorganisch-chemisches Praktikum für Nebenfächler (8 SWS). Das Praktikum findet als Blockveranstaltung in der vorlesungsfreien Zeit statt. 3 Dozenten Prof. Dr. Rudi van Eldik 5.0 ECTS 5.0 ECTS Die Dozenten der Anorganischen Chemie 5 Inhalt Atomstruktur, Elektronische Aufbau, Periodensystem Eigenschaften der Atome, Chemische Bindung Chemische Formeln und Gleichungen Gase, Flüssigkeiten, Feststoffe, Lösungen Thermodynamische Grundlagen Kinetische Grundlagen Chemisches Gleichgewicht Säuren und Basen, Löslichkeit Redox- und Elektrochemie Sauerstoff, Wasserstoff, Edelgase Halogene (7. Hauptgruppe) Chalkogene (6. Hauptgruppe) 5. Hauptgruppe 4. Hauptgruppe 3. Hauptgruppe Alkalimetalle (. Hauptgruppe) Erdalkalimetalle (2. Hauptgruppe) Übergangsmetalle 6 Lernziele und Kompetenzen Die Studierenden erlernen Grundprinzipchen der Chemie und allgemeine Stoffkenntnisse der Hauptgruppen- und 7 Voraussetzungen für die Teilnahme Nebengruppen-Elemente Für die Vorlesung: Keine; Für das Praktikum: Bestehen der Klausur zur Vorlesung 8 Einpassung in Ab Studiensemester 9 Verwendbarkeit des Bachelorstudiengang Physik (nichtphysikalischer Wahlfachbereich) 0 Studien- und 45-minütige Abschlussklausur zur Vorlesung; erfolgreiche Teilnahme am Blockpraktikum Berechnung Klausurnote 2 Turnus des Jährlich im Wintersemester 3 Arbeitsaufwand Präsenzzeit: 80 h Eigenstudium: 20 h

11 WS 2009/0 4 Dauer des Semester 5 Unterrichtssprache Deutsch 6 Vorbereitende C.E. Mortimer, Chemie das Basiswissen der Chemie, Georg Thieme Verlag E. Riedel, Anorganische Chemie, de Gruyter C. E. Housecroft, A.G. Sharpe, Anorganische Chemie, Pearson 2

12 WS 2009/0 und SS 200 NW- Physikalische Chemie 0 ECTS 2 Lehrveranstaltungen WS: Vorlesung Phys. Chemie f. Physiker (3 SWS) Übungen zur Vorlesung( SWS) SS: Physikalisch-chemisches Anfängerpraktikum für Physiker (6 SWS) 3 Dozenten Prof. Dr. Carola Kryschi (Vorlesung und Übungen) Prof. Dr. Hans-Peter Steinrück (Praktikum) 4.0 ECTS 6.0 ECTS Alle Dozenten der Lehrstühle für Physikalische Chemie I und II, Department Chemie und Pharmazie 5 Inhalt Vorlesung und Übungen: 6 Lernziele und Kompetenzen 7 Voraussetzungen für die Teilnahme 8 Einpassung in Studienplan 9 Verwendbarkeit des Thermodynamik Zustandsgleichungen des idealen und realen Gases Hauptsätze der Thermodynamik Maxwellsche Geschwindigkeitsverteilung (kinetische Gastheorie) Mischphasen und Phasen-Gleichgewichte Elektrochemische Gleichgewichte Elektrodenpotentiale Zellspannung Chemische Reaktionskinetik Formale Kinetik einfacher und komplizierter Reaktionen Reaktionsmechanismen Katalyse Praktikum: 8 Versuche zu Grundlagen der Physikalischen Chemie Vorlesung und Übungen: Grundkenntnisse der chemischen Thermodynamik (thermische, kalorische und fundamentale Zustandsgleichungen, Mehrphasen- und Mischphasensystemen) Grundkenntnisse der Elektrochemie (elektrochemische Zelle, Elektrodenpotentiale, Nernstsche Gleichung) Grundkenntnisse der chemischen Reaktionskinetik und Katalyse Praktikum: Praktische Vertiefung der Vorlesung Physikalische Chemie für Physiker in der chemischen Thermodynamik, Elektrochemie, Reaktionskinetik und Katalyse anhand thematisch passender Praktikumsversuche Vorlesung: keine Praktikum: bestandenes Eingangskolloquium. und 2. Studiensemester Bachelor-Studiengang Physik (nichtphysikalischer Wahlfachbereich)

13 WS 2009/0 und SS Studien- und Berechnung Vorlesung und Übung: Abschlussklausur; aktive Teilnahme an den Übungen ist notwendig. Praktikum: Eingangskolloquium, Kolloquien und Heftnoten auf Protokolle Mittelwert aus der Note der Klausur zur Vorlesung und der Praktikumsnote. Letztere ergibt sich aus dem Mittelwert der Noten für Eingangskolloquium, Kolloquien und Heftnoten auf Protokolle. Jährlich 2 Turnus des 3 Arbeitsaufwand Präsenzzeit: 50 h Eigenstudium: 50 h 4 Dauer des 2 Semester 5 Unterrichtssprache Deutsch, englisch im Bedarfsfall 6 Vorbereitende U. Nickel, Lehrbuch der Thermodynamik, 2007 G. Wedler, Lehrbuch der Physikalischen Chemie, Wiley, 997 P. Atkins, Physikalische Chemie, Wiley,

14 Fachsemester 3

15 WS 2009/0 EP-3 Experimentalphysik 3: Optik und Quantenphänomene 2 Lehrveranstaltungen Vorlesung (4 SWS) Übungen dazu (2 SWS) 3 Dozenten Prof. Dr. Gerd Leuchs 7.5 ECTS Die Dozenten der Experimentalphysik 5 Inhalt Das Modul behandelt folgende Bereiche der Physik: Maxwell-Gleichungen und Wellenausbreitung optische Eigenschaften von Materialien Strahlenoptik Beugungsphänomene Abbildungseigenschaften optischer Systeme Polarisationseigenschaften elektromagnetischer Felder Kohärenzeigenschaften des Lichtes Wellencharakter von Teilchen Interferenzen von Teilchenwellen Vielteilchensysteme 6 Lernziele und Die Studierenden Kompetenzen erwerben fundamentale Kenntnisse der Optik lernen die quantenphysikalische Denkweise kennen erwerben die Fähigkeit, selbstständig Aufgaben aus den 7 Voraussetzungen für die Teilnahme 8 Einpassung in Studiensemester 3 9 Verwendbarkeit des 0 Studien- und Berechnung 2 Turnus des 3 Arbeitsaufwand Präsenzzeit: 90 h Eigenstudium: 35 h 4 Dauer des Semester 5 Unterrichtssprache Deutsch 6 Vorbereitende Bereichen der Vorlesung zu lösen Empfohlen: Module Experimentalphysik I und II (EP-, EP-2), Theoretische Physik I (TP-), Mathematik für Physiker I und II (MP- und MP-2) Bachelorstudium Physik (Pflichtbereich) Andere Studiengänge mit Nebenfach Physik 90-minütige Abschlussklausur; aktive Teilnahme an den Übungen ist notwendig. Klausurnote Jährlich im Wintersemester W. Demtröder, Experimentalphysik 2 - Elektrizität und Optik, Springer R.Feynman, R.Leighton, M.Sands, Feynman Vorlesungen über Physik, Band III: Quantenmechanik, Oldenbourg Verlag

16 WS 2009/0 GP-2 Grundpraktikum ECTS 2 Lehrveranstaltungen Praktikum (5 SWS) 5.0 ECTS 3 Dozentin Prof. Dr. Gisela Anton Die Dozenten der Experimentalphysik 5 Inhalt Das Praktikum kann wahlweise als Standardpraktikum oder als Projektpraktikum durchgeführt werden. 6 Lernziele und Kompetenzen 7 Voraussetzungen für die Teilnahme Standardpraktikum: Durchführung und Auswertung von vorgegebenen Versuchen z.b. zur Bestimmung von physikalischen Konstanten und zur Untersuchung von Quantenphänomenen Projektpraktikum: Entwerfen, Aufbauen, Durchführen und Auswerten von selbst vorgeschlagenen Versuchen Beide Varianten beinhalten: Grundlagen des Experimentierens, Funktion typischer Geräte Protokollieren von Messungen Analyse von Messdaten, Interpretation von Messergebnissen Die Studierenden lernen Vorbereitung und Durchführung von Messungen Handhabung typischer Geräte Auswertung von Messungen mit detaillierter Fehleranalyse Kritische Bewertung von Messergebnissen Protokollführung und Präsentation von Ergebnissen Teamarbeit Mindestens eines der Module Experimentalphysik I (EP-) und Experimentalphysik II (EP-2) 8 Einpassung in 3. Studiensemester 9 Verwendbarkeit des Bachelorstudiengang Physik (Pflichtbereich) Studiengänge mit Physik als Nebenfach 0 Studienleistungen Teilnahme an den Praktikumsterminen Testate der Protokolle und Kolloquien Berechnung Das Modul ist unbenotet 2 Turnus des Jährlich im Wintersemester 3 Arbeitsaufwand Präsenzzeit: 75h Eigenstudium: 75 h 4 Dauer des Semester 5 Unterrichtssprache Deutsch und Englisch

17 WS 2009/0 6 Vorbereitende Vorbereitende wird zu jedem Versuch angegeben. Weitere Informationen auf 2

18 WS 2009/0 TP-2 Theoretische Physik 2: Elektrodynamik (Theoretical Physics 2: Electrodynamics) 2 Lehrveranstaltungen Vorlesung Elektrodynamik (4 SWS) Übung dazu (3 SWS) 3 Dozent Prof. Dr. Michael Thoss 0 ECTS Die Dozenten der Theoretischen Physik 5 Inhalt Themenschwerpunkte sind: Elektrostatik und Magnetostatik Coulombsches Gesetz und Multipolmomente Maxwell-Gleichungen und der Energie-Impuls-Tensor Feld bewegter Ladungen und Retardierung Elektromagnetische Wellen, Ausbreitung, Dispersion, und Streuung Dielektrische und magnetische Materialien 6 Lernziele und Die Studierenden lernen Kompetenzen grundlegende Konzepte und Methoden der theoretischen Physik, Interferenz- und Ausbreitungsphänomene sowie die Bedeutung von Feldern als grundlegende physikalische Größen zur Vereinheitlichung von Einzelphänomenen fundierte Kenntnisse über mehrdimensionale Analysis und ihre physikalischen Anwendungen in interdisziplinärer Vernetzung zur Mathematik und Ingenieurwissenschaft eine relativistische Feldtheorie als Grundlage des Standardmodells der Physik und die Bedeutung von Gedankenexperimenten in Gruppenarbeit Probleme gemeinsam zu lösen, Ergebnisse zu präsentieren und im Diskurs zu verteidigen 7 Voraussetzungen für die Teilnahme elektrodynamische Aufgaben selbständig zu lösen. Keine; empfohlen: Theoretische Physik (TP-), Mathematik für Physiker I und II (MP- und MP-2) 8 Einpassung in 3. Fachsemester 9 Verwendbarkeit des Bachelorstudiengang Physik (Pflichtbereich) 0 Studien- und 20-minütige Abschlussklausur; aktive Teilnahme an den Übungen ist notwendig. Berechnung Klausurnote 2 Turnus des Jährlich im Wintersemester 3 Arbeitsaufwand Präsenzzeit: 05 h Eigenstudium: 95 h 4 Dauer des Semester 5 Unterrichtssprache Deutsch und Englisch 6 Vorbereitende eines der Standardlehrbücher zur Theoretischen Physik

19 WS 2009/0 MP-3 Mathematik für Physiker 3 0 ECTS 2 Lehrveranstaltungen Vorlesung (5 SWS) Übungen dazu (2 SWS) 3 Dozent Prof. Dr. Oliver Schnetz 6.0 ECTS 4.0 ECTS Die Dozenten der Mathematik (siehe Modulhandbuch des Departments Mathematik) 5 Inhalt Vektoranalysis und Differentialformen Lösungsmethoden für gewöhnliche Differentialgleichungen Stabilität bei gewöhnlichen Differentialgleichungen Maß und Integration Sätze und Rechenregeln der Lebesgue-Integration Integralsätze (Stokes, Gauss, Green) Die Fouriertransformation Funktionentheorie Fakultativ: Die Mathematik der Quantenmechanik: Hilbertraum, Banachraum der Operatoren 6 Lernziele und Kompetenzen 7 Voraussetzungen für die Teilnahme 8 Einpassung in 9 Verwendbarkeit des Die Studierenden erlernen Integration von Funktionen mehrerer reeller bzw. komplexer Variablen Behandlung von Differentialgleichungen, Grundbegriffe der Funktionalanalysis analytisches Denken, strukturierte Darstellung mathematischer Sachverhalte, grundlegende Beweistechniken kreatives Problemlösen Empfohlen: Mathematik für Physiker 2 (MP-2) oder Analysis 2 und Lineare Algebra 2 3. Fachsemester 0 Studien- und Berechnung 2 Turnus des Jährlich im Wintersemester 3 Arbeitsaufwand Präsenzzeit: 05 h Vorbereitungszeit: 95 h 4 Dauer des Semester 5 Unterrichtssprache Deutsch Bachelorstudiengang Physik (Pflichtbereich) Bachelorstudiengang Physik (nichtphysikalischer Wahlbereich: MP-3 kann als NW-2 angerechnet werden, falls die Module MP- und MP-2 bestanden sind) 20-minütige Klausur zur Vorlesung (PL); regelmäßige und aktive Teilnahme an den Übungen (SL) Klausurnote

20 WS 2009/0 6 H. Kerner, W. von Wahl, Mathematik für Physiker, Springer, 2006 K.-E. Hellwig, B. Wegner, Mathematik und theoretische Physik, Bd. und 2, de Gruyter, 992 K. Meyberg, P. Vachenauer, Höhere Mathematik, Bände und 2, Springer, 999 R. Wüst, Höhere Mathematik für Physiker, Bände und 2, de Gruyter, 995 V.A. Zorich, Analysis I und II, Springer, 2006 A. Knauf, Skript, Mathematisches Institut 2

21 WS 2009/0 EP-K Kolloquium Experimentalphysik 7.5 ECTS 2 Lehrveranstaltungen mündliche Prüfung über die Module EP- bis EP-3 sowie GP- und GP-2 3 Dozenten Prof. Dr. G. Anton, Prof. Dr. G. Leuchs; weitere auf Antrag an den Prüfungsausschuss Die Dozenten der Experimentalphysik 5 Inhalt Stoff der Module EP-, EP-2 und EP-3 Stoff der Module GP- und GP-2 6 Lernziele und Die Studierenden erlernen Kompetenzen das übergreifende Verständnis der Inhalte der klassischen Physik die mündliche Darstellung physikalischer Zusammenhänge die Argumentation mit erlerntem Stoff und erste wissenschaftliche Diskussionen Hinführung an die Grenzen des eigenen Wissens und Erarbeiten neuer Erkenntnisse im Rahmen eines 7 Voraussetzungen für die Teilnahme 8 Einpassung in 9 Verwendbarkeit des Prüfungsgesprächs Bestehen von 2 der 3 Module Experimentalphysik bis 3 (EP- bis EP-3) und Bestehen des Grundpraktikums GP- nach dem dritten Fachsemester Bachelor-Studiengang Physik (Pflichtbereich) 0 Studien- und 30-minütige mündliche Prüfung Berechnung Note der mündlichen Prüfung 2 Turnus des halbjährlich 3 Arbeitsaufwand Vorbereitungszeit: 225 h 4 Dauer des 5 Unterrichtssprache Deutsch 6 Vorbereitende W. Demtröder, Experimentalphysik und 2, Springer R. Feynman, R. Leighton, M. Sands, Feynman Lectures, Addison-Wesley E. Hecht, Optik, Addison-Wesley D. Halliday, R. Resnick, J. Walker, Physik, Wiley D. Giancoli, Physik, Pearson

22 Fachsemester 5

23 WS 2009/0 EP-6 Experimentalphysik: Festkörperphysik 5.0 ECTS 2 Lehrveranstaltungen Vorlesung (2 SWS) Übung dazu ( SWS) 3 Dozenten Prof. Dr. Heiko B. Weber r Materie Die Dozenten des Instituts für die Physik Kondensierter 5 Inhalt A. Gittersystem A.. Kristallstruktur und Chemische Bindung A.2. Dynamik des Kristallgitters B. Elektronensystem B.. Freies Elektronengas B.2. Elektronen im periodischen Potential C. Transportphänomene C.. Elektrische Leitfähigkeit C.2. Thermische Leitfähigkeit, Thermoelektrischer Transport D. Halbleiter D.. Homogene Halbleiter D.2. Inhomogene Halbleiter und Halbleiter-Bauelemente 6 Lernziele und Kompetenzen 7 Voraussetzungen für die Teilnahme 8 Einpassung in 9 Verwendbarkeit des Die Studierenden lernen in Grundzügen die Begrifflichkeiten und fundamentale Konzepte der Festkörperphysik, einschließlich experimenteller Methoden und Ansätzen für die quantitative Beschreibung Keine 5. Fachsemester Bachelorstudiengang Physik (Pflichtbereich) 0 Studien- und 90-minütige Klausur Berechnung Klausurnote 2 Turnus des Jährlich 3 Arbeitsaufwand Präsenzzeit: 45 h Eigenstudium: 05 h 4 Dauer des Semester 5 Unterrichtssprache Deutsch 6 Vorbereitende Jedes Lehrbuch zur Festkörperphysik, empfohlen: H.Ibach, H.Lüth: Festkörperphysik, Springer S. Hunklinger: Festkörperphysik, Oldenbourg

24 WS2009/0 ET Experimentelle Techniken 2.5 ECTS 2 Lehrveranstaltungen Vorlesung (2 SWS) 3 Dozenten Dr. L. Hammer, Prof. N. Joly, Prof. P. Müller, Prof. Ch. Stegmann, Prof. H. Weber Die Dozenten der Experimentalphysik 5 Inhalt Teilchenbeschleuniger (Aufbau von Synchrotrons, starke und schwache Strahlfokussierung) Teilchendetektoren (Wechselwirkung von geladenen Teilchen und Photonen mit Materie, Impuls- und Energiemessung, Spurdetektoren, Kalorimeter) Vakuumtechnik (Vakuumbauteile, Pumpen, Druckmessung, Massenspektrometrie, Aufdampftechnik, Nachweis geladener Teilchen) Tieftemperaturtechniken Optische Methoden und Experimentiertechniken Materialpräparation und -charakterisierung 6 Lernziele und Kompetenzen Kenntnis wichtiger, fortgeschrittener Methoden und Techniken der Experimentalphysik. 7 Voraussetzungen GOP für die Teilnahme 8 Einpassung in 5. Studiensemester Studienplan 9 Verwendbarkeit des Bachelorstudium Physik (Pflichtbereich) 0 Studien- und 60-minütige Abschlussklausur Berechnung Klausurnote 2 Turnus des Jährlich 3 Arbeitsaufwand Präsenzzeit: 30 h Eigenstudium: 45 h 4 Dauer des Semester 5 Unterrichtssprache Deutsch, teilweise Englisch 6 Vorbereitende Keine

25 WS 2009/0 PE-2 Physikalisches Experimentieren ECTS 2 Lehrveranstaltungen Physikalisches Praktikum (5 SWS) Vorl.: Einführung in die Experimente ( SWS) 3 Dozenten Professoren W. Eyrich, A. Schneider, P. Müller, Ch. Stegmann, H. Weber, Dr. L. Hammer Die Dozenten der Experimentalphysik 5 Inhalt Komplexe physikalische Experimente zu grundlegenden Effekten und Methoden der modernen Physik werden durchgeführt und ausgewertet. Es sind insgesamt 7 von den Studierenden auswählbare Versuche zu absolvieren, wobei die Bereiche der Kern- und Teilchenphysik, der Festkörperphysik und der Optik und Quantenphysik jeweils mit mindestens einem Versuch abzudecken sind. 6 Lernziele und Die Studierenden lernen Kompetenzen sich in kurzer Zeit in spezielle Arbeitsgebiete und Techniken hinreichend tief einzuarbeiten den Umgang mit komplexeren Messaufbauten die Bedienung moderner, in der Physik verbreiteter Messinstrumente die Planung und zielgerichtete Durchführung von Experimenten die rechnergestützte Auswertung und Darstellung sowie die kritische Bewertung von Messergebnissen die Erstellung eines an allgemeinen wissenschaftlichen 7 Voraussetzungen für die Teilnahme 8 Einpassung in 9 Verwendbarkeit des 0 Studien- und Standards orientierten Reports. PE- ist empfohlen 5. Fachsemester Bachelorstudiengang (Pflichtbereich) Berechnung 2 Turnus des 3 Arbeitsaufwand Präsenzzeit: 90 h Eigenstudium: 35 h 4 Dauer des Semester 5 Unterrichtssprache Deutsch und Englisch 6 Vorbereitende Erfolgreiche Vorbereitung, Teilnahme, Auswertung und Erstellung zusammenfassender Reports für insgesamt 7 Versuche. Vorbereitung/Durchführung der Versuche und Auswertung/Report werden dabei getrennt bewertet. Die Teilnahme an der Einführung in die Experimente ist erforderlich. Gewichtetes Mittel aus den Einzelbewertungen zu den Versuchen. Jährlich Vorbereitende ist bei den einzelnen Versuchen jeweils angegeben.

26 WS 2009/0 Theoretische Physik 4: Thermodynamik und TP-4 Statistische Mechanik 2 Lehrveranstaltungen Vorlesung Thermodynamik und Statistische Mechanik (4 SWS) Übung dazu (3 SWS) 3 Dozent Prof. Dr. T. Thiemann 0 ECTS 5.0 ECTS 5.0 ECTS Die Dozenten der Theoretischen Physik 5 Inhalt Themenschwerpunkte: Gibbs sche Verteilungsfunktion Boltzmann-Transportgleichung und Nichtgleichgewichtsphänomene Von Neumann Entropie und thermodynamische Gleichgewichts-Verteilungen Thermodynamische Potentiale und phänomenologische Thermodynamik Phasenübergänge und kritisches Verhalten Quantenstatistik: Normale Zustände und KMS Zustände Bose-Systeme Fermi-Systeme Ausblick: Renormierungstheorie und Euklidische Feldtheorie 6 Lernziele und Die Studierenden lernen Kompetenzen Aufbau des thermodynamischen Begriffsgebäudes aus statistischen Grundüberlegungen und dem zentralen Begriff der Gibbs schen Verteilung Elemente der mathematischen Disziplinen Kombinatorik, Statistik, Stochastik und Maßtheorie Anwendungen der Thermodynamik und statistischen Mechanik in allen Bereichen der Physik Eigenständiges Lösen physikalischer Probleme unter Einsatz der erlernten mathematischen Methoden Präsentation, Diskussion und Verteidigung der gewählten 7 Voraussetzungen für die Teilnahme 8 Einpassung in 9 Verwendbarkeit des Lösungsstrategie in der Übungsgruppe Keine; empfohlen: TP- (Mechanik), TP-2 (Elektrodynamik), TP-3 (Quantenmechanik) 5. Fachsemester Bachelorstudiengang Physik (Pflichtbereich) 0 Studien- und 20-minütige Abschlussklausur; aktive Teilnahme an Übungen (mindestens 50% der Punkte aus den Übungsaufgaben, mindestens einmal Vorrechnen) für die Zulassung zur Klausur erforderlich

27 WS 2009/0 Berechnung Klausurnote 2 Turnus des Jährlich 3 Arbeitsaufwand Präsenzzeit: 05h Eigenstudium: 95 h 4 Dauer des Semester 5 Unterrichtssprache Deutsch 6 Vorbereitende Klassiche Lehrbücher zur Vorlesung, z.b.: L.D.Landau, E.M.Lifschitz (Bd.5), Statistische Physik, Verlag Harri Deutsch J.Honerkamp, H.Römer, Klassische Theoretische Physik, Springer Zu speziellen Themen wird weitere empfohlen 2

28 WS 2009/0 PW Allgemeine Relativitätstheorie 2 (General Relativity Theory) 2 Lehrveranstaltungen Vorlesung Allgemeine Relativitätstheorie (2 SWS) Übungen dazu (2 SWS) 3 Dozenten Prof. Dr.Hajo Leschke 5.0 ECTS r Die Dozenten der Theoretischen Physik 5 Inhalt Themenschwerpunkte sind: spezielle Relativitätstheorie Differentialgeometrie gekrümmter Räume Einstein-Gleichungen Schwarzschild-Metrik Kosmologie 6 Lernziele und Kompetenzen 7 Voraussetzungen für die Teilnahme Die Studierenden lernen grundlegende Konzepte und Methoden der theoretischen Physik, insbesondere der klassischen Feldtheorie, sowie die mathematische Beschreibung von Bewegung in Raum und Zeit die physikalische Interpretation mathematischer Strukturen, Probleme mathematisch zu strukturieren, eigenständig zu lösen und vorgestellte Theorien kritisch zu reflektieren Fähigkeiten für ein selbständiges, forschungsorientiertes Studium in interdisziplinärer Vernetzung mit der Mathematik keine 8 Einpassung in Ab Studiensemester 5 9 Verwendbarkeit des Bachelorstudium Physik (Physikalischer Wahlbereich) 0 Studien- und mündliche Prüfung (45 Min.) oder Vortrag (60 Min.) Berechnung Note der mündlichen Prüfung bzw. des Vortrags 2 Turnus des -2 Jahre 3 Arbeitsaufwand Präsenzzeit: 60 h Eigenstudium: 90 h 4 Dauer des Semester 5 Unterrichtssprache Deutsch und Englisch 6 Vorbereitende Robert M. Wald, General Relativity, Univ. Chicago Press (984).

29 WS 2009/0 PW Einführung in die Astroteilchenphysik 5.0 ECTS 2 Lehrveranstaltungen Vorlesung Astroteilchenphysik (2 SWS) Übung dazu (2 SWS) 3 Dozent Prof. Dr. Uli Katz Die Dozenten des Physikalischen Instituts 5 Inhalt Elemente der Teilchenphysik (rel. Kinematik, Teilchenzoo, Wechselwirkungen, jenseits des Standardmodells, Durchgang von Strahlung und Teilchen durch Materie) Astrophysik, Kosmologie und Teilchen (Astrophysikalische Quellen hochenergetischer Teilchen, Beschleunigungsmechanismen, Transport im interstellaren Medium, Kosmologie und Dunkle Materie) Experimente und ihre Ergebnisse (Historische Experimente und Entdeckungen, geladene kosmische Strahlung, Gamma-Astronomie, Neutrinos, Suche nach Dunkler Materie) 6 Lernziele und Die Studierenden Kompetenzen lernen, die Konzepte der Teilchenphysik auf astrophysikalische Vorgänge anzuwenden; erwerben Kenntnisse der grundlegenden Vorgänge im nicht-thermischen Universum und der Kosmologie gewinnen Einblick in die experimentellen Methoden der 7 Voraussetzungen für die Teilnahme 8 Einpassung in 9 Verwendbarkeit des Astroteilchenphysik und in aktuelle Forschungsergebnisse Keine; empfohlen: Kern- und Teilchenphysik (EP-5) 5. Fachsemester Bachelorstudiengang Physik (Physikalischer Wahlbereich) 0 Studien- und 90-minütige Abschlussklausur Berechnung Klausurnote 2 Turnus des jährlich 3 Arbeitsaufwand Präsenzzeit: 60 h Eigenstudium: 90 h 4 Dauer des Semester 5 Unterrichtssprache Deutsch und Englisch 6 Vorbereitende C.Grupen, Astroparticle Physics, Springer Weitere Lehrbücher werden in der Vorlesung jeweils zu konkreten Themen empfohlen

30 WS2009/0 Grundkurs Optik I: PW Geometrische und Technische Optik 2 Lehrveranstaltungen Vorlesung Geometrische und Technische Optik (2 SWS) Übungen dazu (2 SWS) 3 Dozent Prof. Dr. Norbert Lindlein 5 ECTS Die Dozenten des Instituts für Optik, Information und Photonik 5 Inhalt Einführung in die Grundlagen der Geometrischen und Technischen Optik: Ableitung der Grundgleichungen der geometrischen Optik paraxiale geometrische Optik Blenden, Luken und Pupillen in optischen Systemen Ray Tracing Aberrationen Wichtige optische Instrumente 6 Lernziele und Die Studierenden Kompetenzen erwerben fundierte Kenntnisse über die Grundlagen und Grenzen der geometrischen Optik; lernen Methoden zur Simulation und zur Auslegung optischer Systeme; werden im Rahmen der Übungen in Computerprogramme zum Design und der Simulation optischer Systeme eingeführt; sind am Ende in der Lage, optische Systeme zu verstehen und selbst einfache optische Systeme auszulegen und 7 Voraussetzungen für die Teilnahme 8 Einpassung in 9 Verwendbarkeit des hinsichtlich ihrer Qualität zu bewerten. Empfohlen: EP-3 (Optik und Quanteneffekte) 5. Fachsemester Bachelorstudium Physik (Physikalischer Wahlbereich) 0 Studien- und 30-minütige mündliche Prüfung Berechnung Note der mündlichen Prüfung 2 Turnus des Jährlich 3 Arbeitsaufwand Präsenzzeit: 60 h Eigenstudium: 90 h 4 Dauer des Semester 5 Unterrichtssprache Deutsch und Englisch (Vorlesungs-Manuskript) 6 Vorbereitende H. Haferkorn, Optik, Wiley (2003) E. Hecht, A. Zajac, Optics, Addison-Wesley (2003)

31 WS 2009/0 PW Komplexe Systeme 5.0 ECTS 2 Lehrveranstaltungen Vorlesung Komplexe Systeme (2 SWS) Übung dazu (2 SWS) 3 Dozent PD Dr. Claus Metzner Dozenten der Biophysics-Group, Institut für Physik der kondensierten Materie, Department Physik 5 Inhalt Das Modul bietet einen vertieften Überblick über die Theorie komplexer Systeme. Im Einzelnen werden die folgenden Themengebiete behandelt: 6 Lernziele und Kompetenzen 7 Voraussetzungen für die Teilnahme 8 Einpassung in 9 Verwendbarkeit des Kybernetik, Regelungsmechanismen, Lineare Systeme, Autonome Systeme, Lineare Stabilität, Komplexe Netzwerke, Spieltheorie, Strategien, Kooperation, Selbstorganisation, Schwarmdynamik, Stigmergie, Synergetik, Selbstgetriebene Oszillatoren, Synchronisation, Zelluläre Automaten, Neuronale Netzwerke, Nichtlineare Dynamik, Klassisches und Quantenchaos, Potenzgesetzte, Fraktale, Phasenübergänge. Die Studierenden lernen ein breites Spektrum multidisziplinärer Probleme im Bereich komplexer Systeme kennen werden mit wichtigen theoretischen Konzepten, mathemat. und Simulations-Methoden vertraut gemacht Studierende der Physik: GOP Nebenfächler: nach Rücksprache mit den Dozenten Teilnahme unabhängig vom Teil 2 der Vorlesung 5. Fachsemester Bachelorstudiengang Physik (physikalischer Wahlbereich) Studierende anderer Fächer: Wahlfach 0 Studien- und 90-minütige Klausur Berechnung Klausurnote 2 Turnus des Jährlich 3 Arbeitsaufwand Präsenzzeit: 60 h Eigenstudium: 90 h 4 Dauer des Semester 5 Unterrichtssprache Deutsch und Englisch 6 Vorbereitende Material zu den diversen Themen wird jeweils in der Vorlesung bereitgestellt

32 WS2009/200 PW NanoBioPhysik 5.0 ECTS 2 Lehrveranstaltungen Vorlesung NanoBioPhysik (2 SWS) Übung dazu ( SWS) 3 Dozent Prof. Dr. Tilman Schäffer Materie Die Dozenten des Instituts für Physik der Kondensierten 5 Inhalt Themenschwerpunkte sind: Molekulare Kräfte Einzelmoleküle Polymere Rastersondenmikroskopie Nanostrukturierung Elektrohydrodynamik Grundkenntnisse Molekulare Biologie Neuronen 6 Lernziele und Kompetenzen 7 Voraussetzungen für die Teilnahme 8 Einpassung in 9 Verwendbarkeit des Die Studierenden erhalten Einblick in ein junges Gebiet der Physik erwerben fundamentale Kentnisse zum Aufbau von belebter Materie lernen interdisziplinäre Betrachtungs- und Beschreibungsweisen kennen entwickeln die Fähigkeit zum Analysieren und Lösen von Problemstellungen aus der NanoBioPhysik Keine; empfohlen: EP- bis EP-4, TP- bis TP-3 5. Fachsemester 0 Studien- und Berechnung 2 Turnus des wechselnd 3 Arbeitsaufwand Präsenzzeit: 45 h Eigenstudium: 05 h 4 Dauer des Semester 5 Unterrichtssprache Deutsch und Englisch 6 Vorbereitende Bachelorstudiengang Physik (Physikalischer Wahlbereich) Diplomstudiengang Physik / Physik i.d. Medizin (PW-C,-E) Andere Studiengänge mit Nebenfach Physik 90-minütige Abschlussklausur; aktive Teilnahme an den Übungen ist notwendig Klausurnote H.-G. Rubahn, Basics of Nanotechnology, Wiley-VCH V. Schünemann, Biophysik: Eine Einführung, Springer J. Howard, Mechanics of Motor Proteins and the Cytoskeleton, Sinauer Associates

33 WS 2009/0 PW Einführung in die Physik der Nanostrukturen (Introduction to Nanophysics) 2 Lehrveranstaltungen Vorlesung Nanostrukturphysik (2 SWS) Übungen dazu ( SWS) 5.0 ECTS 3 Dozent Prof. Dr. M.A. Schneider Die Dozenten des Instituts für Physik der Kondensierten Materie 5 Inhalt Definition und Überblick Nanotechnologie Herstellung: Lithographiemethoden, selbstorganisiertes Wachstum, Atom- und Molekülmanipulation Charakterisierung: hochauflösende Mikroskopiemethoden Elektronische Eigenschaften niederdimensionaler Systeme Optische Eigenschaften von Nanostrukturen Elektronentransport in Nanostrukturen Nanomagnetismus Spezielle aktuelle Themen 6 Lernziele und Kompetenzen 7 Voraussetzungen für die Teilnahme Die Studierenden erwerben fundierte Kenntnisse über Grundbegriffe der Physik von Systemen mit Abmessungen im Nanometerbereich verstehen anhand von Modellen die Eigenschaften von Nanostrukturen können neue Forschungsergebnisse / Anwendungen / Produkte in ihren Wissensbereich einordnen und kritisch beurteilen Keine; empfohlen: TP- 3 (Quantenmechanik), EP-4 (Atomund Molekülphysik) 8 Einpassung in 5. Fachsemester 9 Verwendbarkeit des Bachelorstudium Physik (Physikalischer Wahlbereich) 0 Studien- und 90-minütige Abschlussklausur; aktive Teilnahme an den Übungen ist notwendig Berechnung Klausurnote 2 Turnus des Jährlich 3 Arbeitsaufwand Präsenzzeit: 45 h Eigenstudium: 05 h 4 Dauer des Semester 5 Unterrichtssprache Deutsch, bei Bedarf Englisch 6 Vorbereitende Keine

34 WS 2009/0 Theoretische Festkörperphysik: Grundlagen PW (Theoretical solid state physics: basics) 2 Lehrveranstaltungen Vorlesung Grundlagen der Theoretischen Festkörperphysik (2 SWS) Übung dazu ( SWS) 3 Dozenten Prof. Dr. Oleg Pankratov 5.0 ECTS Die Dozenten des Instituts für Theoretische Physik 5 Inhalt Quantenmechanik und kondensierte Materie Homogenes Elektronengas, Austauschenergie Inhomogenes Elektronengas, Abschirmung und Plasmonen Quantenzustände im periodischen Kristallpotential, Blochtheorem, Symmetrie und Quantenmechanik Gitterschwingungen, Elektron-Phonon Wechselwirkung, Peierls-Instabilität, spontane Symmetriebrechung Vielelektronenproblem, Grundlagen der Dichtefunktionaltheorie. 6 Lernziele und Kompetenzen 7 Voraussetzungen für die Teilnahme 8 Einpassung in 9 Verwendbarkeit des Die Studierenden lernen grundlegende Konzepte der modernen Theorie kondensierter Materie physikalische Probleme mathematisch zu formulieren und die Sprache moderner Festkörpertheorie zu verstehen Modellprobleme selbständig zu lösen TP-3 (Quantenmechanik) 5. Fachsemester Bachelorstudiengang Physik (Physikalischer Wahlbereich) 0 Studien- und 90-minütige Abschlussklausur Berechnung Klausurnote 2 Turnus des jährlich 3 Arbeitsaufwand Präsenzzeit: 45 h Eigenstudium: 05 h 4 Dauer des Semester 5 Unterrichtssprache Deutsch und Englisch 6 Vorbereitende Lehrbücher werden in der Vorlesung jeweils zu konkreten Themen empfohlen

35 WS 2009/0 PW Methoden der theoretischen Materialphysik 5 ECTS 2 Lehrveranstaltungen Vorlesung Theoretische Materialphysik (2 SWS) Übungen dazu ( SWS) 3 Dozent Prof. Dr. Stefan Müller Die Dozenten des Instituts für Theoretische Physik 5 Inhalt (Semi-)empirische und ab-initio Methoden zur Bestimmung bzw. Vorhersage realer Materialeigenschaften: Hume-Rothery-Regeln, Modell von Miedema, Dichtefunktionaltheorie, Tight-Binding-Methode, Finite- Elemente-Methode, Phasenfeldmethoden, embedded-atom Methode, Clusterentwicklung, Monte-Carlo-Methode 6 Lernziele und Kompetenzen 7 Voraussetzungen für die Teilnahme 8 Einpassung in 9 Verwendbarkeit des Erlernen wichtiger Begriffe zur Quantifizierung von mechanischen/elektronischen/stukturellen Eigenschaften von Materialien und deren Bestimmung mittels theoretischer Konzepte keine 5. Fachsemester Bachelorstudiengang Physik (Physikalischer Wahlbereich) 0 Studien- und 90-minütige Abschlussklausur; aktive Teilnahme an den Übungen ist notwendig Berechnung Klausurnote 2 Turnus des Jährlich 3 Arbeitsaufwand Präsenzzeit: 45 h Eigenstudium: 05 h 4 Dauer des Semester 5 Unterrichtssprache Deutsch und Englisch 6 Vorbereitende Lehrbücher zur Theoretischen Materialphysik/Festkörperphysik

36 WS 2009/0 Theoretische Oberflächenphysik PW (Theoretical surface physics) 2 Lehrveranstaltungen Vorlesung Theoretische Oberflächenphysik (2 SWS) Übung dazu ( SWS) 3 Dozent PD Dr. Michel Bockstedte 5.0 ECTS Die Dozenten des Instituts für die Physik Kondensierter Materie 5 Inhalt Oberflächen als Terminierung von Festkörpern: Oberflächenenergie und -spannung, Gleichgewichtsform von Festkörpern Elektronen an der Oberfläche: Oberflächenzustände, Austrittsarbeit und Friedeloszillationen Atomare Struktur von Metall- und Hableiteroberfläche: Mechanismen der Oberflächenrekonstruktion Adsorbatsysteme Moderne Methoden der Vielteichentheorie in der Oberflächenphysik 6 Lernziele und Kompetenzen 7 Voraussetzungen für die Teilnahme 8 Einpassung in 9 Verwendbarkeit des Die Studierenden lernen grundlegende Konzepte der theoretischen Oberflächenphysik: von einfachen Modellen hin zum Vielteilchenzugang physikalische Probleme mathematisch zu formulieren und die Sprache Oberflächenphysik zu verstehen Modellprobleme selbständig zu lösen TP-3 (Quantenmechanik) 5. Fachsemester Bachelorstudiengang Physik (Physikalischer Wahlbereich) 0 Studien- und 90-minütige Abschlussklausur Berechnung Klausurnote 2 Turnus des WS 2009/0 3 Arbeitsaufwand Präsenzzeit: 45 h Eigenstudium: 05 h 4 Dauer des Semester 5 Unterrichtssprache Deutsch und Englisch 6 Vorbereitende Lehrbücher werden in der Vorlesung jeweils zu konkreten Themen empfohlen

37 SS 2009 und WS 2009/0 NW-2 Astronomie 2 (Astronomy 2) 0 ECTS 2 Lehrveranstaltungen SS: Vorlesung mit Übung: Sterne und interstellares Medium WS: Vorlesung mit Übung: Galaxien und Kosmologie 3 Dozenten Prof. Dr. Horst Drechsel, PD Dr. Norbert Przybilla (SS) Prof. Dr. Jörn Wilms, Dr. Matthias Kadler (WS) 5.0 ECTS 5.0 ECTS Die Dozenten des Astronomischen Instituts 5 Inhalt Das Modul bietet einen vertieften Überblick über ausgewählte Kapitel der galaktischen und extragalaktischen Astronomie. Im Einzelnen werden die folgenden Themengebiete behandelt: Stellare Astrophysik: Aufbau und Entwicklung Energieerzeugung und Nukleosynthese Sternatmosphären und Strahlungstransport, Local Thermal Equilibrium (LTE) und Non-LTE Spezielle Themen der stellaren Astrophysik: Auswahl aus variablen Sternen, Binärsystemen, Endstadien der Sternentwicklung, Stern- und Planetenentstehung Plasmadiagnostik: Auswahl aus stellaren Plasmen und Plasmen im Interstellaren Medium Physik der Milchstraße: Aufbau und Kinematik, Stellarstatistik Entwicklung der Galaxis Zentrum der Galaxis Galaxien: Klassifikation (Hubble, Sandage, de Vaucouleurs) und Eigenschaften der verschiedenen Galaxientypen Massen und Massenbestimmung, dunkle Materie Spezielle Galaxientypen (Auswahl aus Aktiven Galaktischen Kernen, wechselwirkende Galaxien, Zwerggalaxien) Galaxienhaufen Ausgewählte Methoden der Entfernungsbestimmung Kosmologie: 3K Hintergrundstrahlung und Expansion Weltmodelle, kosmologisches Prinzip Urknall und Inflation (einschließlich primordialer Nukleosynthese) Strukturbildung und -entwicklung

38 SS 2009 und WS 2009/0 6 Lernziele und Kompetenzen 7 Voraussetzungen für die Teilnahme 8 Einpassung in 9 Verwendbarkeit des Die Studierenden entwickeln ein Verständnis der wichtigsten Bestandteile des Universums und ihrer Entwicklung, in das auch die Ergebnisse der modernen Physik eingehen; werden durch die vertiefte Diskussion der Eigenschaften astronomischer Objekte an die Forschung in Astronomie und Astrophysik herangeführt. Studierende der Physik: GOP Nebenfächler: nach Rücksprache mit den Dozenten 4. und 5. Fachsemester Bachelorstudiengang Physik (nichtphysikalischer Wahlbereich) Lehramtstudium Physik für Gymnasien (Wahlbereich) Studierende anderer Fächer: Wahlfach Je eine 90-minütige Klausur zu jeder Vorlesung 0 Studien- und Berechnung Mittelwert der Klausurnoten 2 Turnus des Jährlich 3 Arbeitsaufwand Präsenzzeit: 20 h Eigenstudium: 80 h 4 Dauer des 2 Semester 5 Unterrichtssprache Deutsch und Englisch 6 Vorbereitende B.W.Carroll, D.A. Ostlie, An Introduction to Modern Astrophysics, Addison Wesley, 2007 P. Schneider, Einführung in die extragalaktische Astronomie und Kosmologie, Springer,

39 SS2009, WS2009/0 und SS200 NW-2 Biomedizinische Technik 0 ECTS 2 Lehrveranstaltungen SS: Einführung in die Biomed. Technik I (2 SWS) WS: Einführung in die Biomed. Technik II (2 SWS) Anatomie und Physiologie für Nicht- Mediziner I (2 SWS) SS: Anatomie und Physiologie für Nicht- Mediziner II (2 SWS) 3 Dozenten Prof. Dr. B. Fabry, Prof. Dr. B. Hensel Dozenten der Medizinischen Fakultät 3.0 ECTS 3.0 ECTS 2.0 ECTS 2.0 ECTS Prof. Dr. B. Fabry, Prof. Dr. B. Hensel 5 Inhalt Das Modul bietet eine breite Einführung in die wesentlichen Bereiche der Physik in der Medizin. Hierzu zählen insbesondere die Verfahren der medizinischen Bildgebung, wie Ultraschall-Echographie, röntgenographische Verfahren inkl. Computertomographie und Kernspinbildgebung. Des Weiteren wird ausführlich auf die Biomedizinische Technik im Bereich der Kardiologie eingegangen. Hierzu zählt die Elektrokardiographie, implantierbare Herzschrittmacher und Defibrillatoren, sowie der Bereich der interventionellen Kardiologie mit Gefäßstützen (Stents) für die Koronargefäße, aber auch für periphere Anwendungen. Ein weiterer Themenschwerpunkt sind künstliche Organe (maschinelle Beatmung, Dialyse, Blutersatz, künstliches Herz, künstliche Leber, orthopädische Implantate). Dabei werden die gegenwärtigen Herausforderungen bei der Nachbildung physiologischer Funktionen mit technischen Mitteln beschrieben und moderne Lösungsansätze wie z.b. aus dem Bereich des Tissue Engineering vorgestellt. 6 Lernziele und Kompetenzen Die Studierenden entwickeln ein Verständnis für interdisziplinäre Zusammenhänge im Grenzbereich zwischen Natur- und Ingenieurwissenschaften sowie Medizin. Sie lernen Fragestellungen aus der Medizin in die Sprache der Naturund Ingenieurwissenschaften zu übersetzen und diese mit 7 Voraussetzungen für die Teilnahme 8 Einpassung in deren Methoden erfolgreich zu bearbeiten. Studium in einem naturwissenschaftlichen oder technischen Fach Andere: nach Rücksprache mit den Dozenten 4. bis 6. Fachsemester

40 SS2009, WS2009/0 und SS200 9 Verwendbarkeit des 0 Studien- und Berechnung 2 Turnus des 3 Arbeitsaufwand Präsenzzeit: 20 h Eigenstudium: 80 h 4 Dauer des 3 Semester 5 Unterrichtssprache Deutsch 6 Vorbereitende Bachelor-Studiengang Physik: nichtphysikalischer Wahlbereich Wichtig: Das Modul ist auch Bestandteil des Master- Studiengangs Physik, wenn dort der Studienschwerpunkt Physik in der Medizin gewählt wird. Das Modul kann bereits ins Bachelorstudium absolviert werden und muss dann im Master-Studium durch ein anderes Modul ersetzt werden. Andere: nach Rücksprache mit den Dozenten Eine mündliche Prüfung zur Einführung in die Biomedizinische Technik Eine Klausur zur Anatomie und Physiologie für Nichtmediziner Aus den Noten der mündlichen Prüfung (60%) und der Klausur (40%) Jährlich Keine 2

41 SS 2009 und WS 2009/0 NW-2 Struktur kristalliner Materie 0 ECTS 2 Lehrveranstaltungen SS: Vorlesung Struktur kristalliner Materie I (2 SWS) Übungen und Praktika dazu (2 SWS) WS: Vorlesung Struktur kristalliner Materie II (2 SWS) Übungen dazu (2 SWS) 3 Dozenten Prof. Dr. R. Hock, Prof. Dr. H. Zimmermann 3.0 ECTS 2.0 ECTS 3.0 ECTS 2.0 ECTS Die Dozenten des Lehrstuhls für Kristallographie und Strukturphysik 5 Inhalt Im ersten Teil des steht die Struktur und Symmetrie kristalliner Materie im Mittelpunkt. Die Bedeutung der dreidimensionalen Symmetriegruppen auf den Aufbau und die physikalischen Eigenschaften kristalliner Materie werden behandelt. Danach folgt eine Einführung in die Grundlagen der Beugung von Röntgen-, Neutronen- und Elektronenstrahlung an Kristallen. Im zweiten Teil werden die erworbenen Kenntnisse zu Symmetrie und Beugung um die experimentellen Techniken zur Charakterisierung und Bestimmung der atomaren Struktur kristalliner Materie erweitert. 6 Lernziele und Kompetenzen 7 Voraussetzungen für die Teilnahme 8 Einpassung in 9 Verwendbarkeit des 0 Studien- und Berechnung 2 Turnus des Die Studierenden erwerben Kenntnisse der Grundlagen der Kristallographie der Grundlagen der Beugung von Röntgen- Neutronenund Elektronenstrahlung des Informationsgehalts von Beugungsdiagrammen der Bestimmung der atomaren Struktur kristalliner Materie aus Beugungsexperimenten (polykristallin und Einkristalle). Die erworbenen Kenntnisse dienen als Grundlage für die Teilnahmen an den weiterführenden Kursen zu experimentellen Aspekten der Beugung. Die Übungen und integrierten Praktika dienen dazu, den Vorlesungsinhalt an praktischen Beispielen zu vertiefen. GOP 4. und 5. Fachsemester Bachelorstudiengang Physik (nichtphysikalischer Wahlbereich) Abschlussklausur zur Vorlesung (PL) Übungen/Praktika: regelmäßige Teilnahme und Versuchsdurchführungen (SL) Klausurnote Jährlich