Anlage zur Studienordnung für den Bachelorstudiengang Physik: Derzeitige Modulbeschreibungen

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1 -1- Anlage zur Studienordnung für den Bachelorstudiengang Physik: Derzeitige Modulbeschreibungen Module des Studiengangs Physik mit dem Abschluss Bachelor of Science 2 Experimentalphysik 3 Höhere Experimentalphysik 5 Fortgeschrittenenpraktikum 7 Theoretische Physik I/II 9 Theoretische Physik III/IV 11 Mathematik für Physikerinnen und Physiker I/II 13 Mathematik für Physikerinnen und Physiker III/IV 15 Mathematische Methoden der Physik 17 Wahlmodule: 19 o Einführung in die Astronomie und Astrophysik 19 o Optik und Photonik I 22 o Optik und Photonik II 24 o Chemie für Physikerinnen und Physiker 26 o Seminar 28 o Experimente mit Synchrotronstrahlung 30 o Grundlagen wissenschaftlicher Programmierung 32 o Festplatte & Co. Physik magnetischer Datenspeicher 34 o Leben auf anderen Planeten? - Eine Einführung in die Astrobiologie 36

2 -2- Module des Studiengangs Physik mit dem Abschluss Bachelor of Science

3 Titel des Moduls: Experimentalphysik Verantwortliche/-r: Dähne Möller (Stellv.) Woggon (Stellv.) Lehmann (Stellv.) 1. Qualifikationsziele Experimentalphysik Sekr.: EW 4-1 EW 3-1 ER 1-1 ER LP (nach ECTS): Modulbeschreibung In dem Modul sollen in Vorlesungen und Praktika eine Einführung in die Experimentalphysik gegeben werden. Die Vorlesungen vermitteln einen systematischen Überblick, während in den Praktika die experimentellen Methoden der Experimentalphysik erlernt werden. Die Veranstaltung vermittelt überwiegend (bitte die entsprechenden Kompetenz ankreuzen oder in % angeben): Fachkompetenz Methodenkompetenz Systemkompetenz Sozialkompetenz 2. Inhalte Experimentalphysik I: Mechanik, Thermodynamik. Experimentalphysik II: Elektrodynamik, Optik. Experimentalphysik III: Atom- und Kernphysik, Quantenphysik, Laser, relativistische Effekte. Grundpraktikum I-III: Selbständige Durchführung ausgewählter Experimente. Projektlabor I-III: Selbständige Planung, Auswahl und Durchführung von Experimenten. 3. Modulbestandteile LV-Titel LV-Art SWS LP (nach ECTS) Pflicht(P) / Wahl(W) Wahlpflicht(WP) Semester (WiSe / SoSe) Experimentalphysik I VL 4 6 P WiSe Experimentalphysik II VL 4 6 P SoSe Experimentalphysik III VL 4 6 P WiSe Grundpraktikum I PR 4 6 WP I WiSe / SoSe Projektlabor I PR +UE WP I WiSe / SoSe Grundpraktikum II PR 4 6 WP II WiSe / SoSe Projektlabor II PR + UE WP II WiSe / SoSe Grundpraktikum III PR 4 6 WP III WiSe / SoSe Projektlabor III PR + UE WP III WiSe / SoSe 4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Vorlesungen und Praktika. In jedem Praktikum ist der Erwerb eines unbenoteten Leistungsnachweises möglich. Es besteht semesterweise Wahlmöglichkeit zwischen Grundpraktikum und dem jeweiligen Projektlabor. 5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: --- b) wünschenswert: Differential- und Integralrechnung, Vektorrechnung, physikalische Grundkenntnisse

4 -4-6. Verwendbarkeit Grundlage für die Module Höhere Experimentalphysik und Theoretische Physik 7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Für jede Vorlesung Experimentalphysik sind für den gesamten wöchentlichen Arbeitsaufwand 6 h und für die Prüfungsvorbereitung in der vorlesungsfreien Zeit 90 h anzusetzen. Dies ergibt einen gesamten Zeitaufwand von rund 180 h, entsprechend 6 Leistungspunkten. Für das Grundpraktikum sind 15 h wöchentlich bei 12 Terminen anzusetzen, die eine umfangreiche Nachbereitung und individuelle Protokollanfertigung sowie semesterweise Einführungs- und Einweisungsveranstaltungen enthalten, also insgesamt 180 h, entsprechend 6 Leistungspunkten. Für das Projektlabor sind wöchentlich ebenfalls 15 h anzusetzen, also insgesamt 180 h oder 6 Leistungspunkte. 8. Prüfung und Benotung des Moduls Siehe auch die Prüfungsordnung Bachelor Physik. Eine mündliche Prüfung nach Absolvierung des Moduls bei einem/r der für das Modul bestellten Hochschullehrer/innen der Physik. Zur Anmeldung ist die Vorlage von drei Leistungsnachweisen (Praktikumsscheinen, WP I, II und III) erforderlich. 9. Dauer des Moduls Das Modul kann in 3 Semestern abgeschlossen werden. 10. Teilnehmer(innen)zahl Für das Projektlabor ist die Teilnehmerzahl begrenzt. 11. Anmeldeformalitäten Siehe auch die Prüfungsordnung Bachelor Physik. Mündliche Prüfungen werden nach vorheriger Terminabsprache mit dem/der Prüfer/in online angemeldet. 12. Literaturhinweise, Skripte Skripte in Papierform vorhanden ja nein Wenn ja, wo kann das Skript gekauft werden? Zum Grundpraktikum: Das Neue Physikalische Grundpraktikum, im Buchhandel Skripte in elektronischer Form vorhanden ja nein Wenn ja Internetseite angeben: Literatur: Meschede, Gehrtsen Physik (Springer) Demtröder, Experimentalphysik I-IV (Springer) Tipler, Physik (Elsevier) Halliday, Resnick, Walker, Physik (Wiley-VCH) Eichler, Kronfeldt, Sahm, Das Neue Physikalische Grundpraktikum (Springer) Weitere Literatur wird in den Veranstaltungen bekannt gegeben 13. Sonstiges Die Vorlesungen des Moduls werden im Jahresrhythmus angeboten, die Praktika jedes Semester.

5 -5- Höhere Experimentalphysik Titel des Moduls: Höhere Experimentalphysik (Bachelor) Verantwortlicher: Möller Dähne (Stellv.) Sandner (Stellv.) Sekr.: PN 3-2 PN 4-1 P 1-1 LP (nach ECTS): 14 thomas.moeller@physik.tu-berlin.de daehne@physik.tu-berlin.de Modulbeschreibung 1. Qualifikationsziele In dem Modul sollen in Vorlesungen und Übungen die Grundlagen der modernen Experimentalphysik erarbeitet werden. Hierzu zählen die Atom-, Kern- und Strahlungsphysik und wahlweise Festkörperphysik oder Optik. Die Veranstaltung vermittelt überwiegend: Fachkompetenz Methodenkompetenz Systemkompetenz Sozialkompetenz 2. Inhalte Experimentalphysik IV: Einführung in die Molekülphysik, Cluster und Nanostrukturen; Strahlungsphysik, Optische Spektroskopie, Laser (Anwendungen), Synchrotronstrahlung (Anwendungen). Experimentalphysik V: Einführung in die Festkörperphysik. Kristallstruktur, thermische und elektronische Eigenschaften, Halbleiterbauelemente, Magnetismus, Supraleitung. Experimentalphysik VI: Einführung in die Optik und Wellenoptik. Geometrische und Matrizen-Optik, Elektromagnetische Wellen, Grenzflächen, Polarisation, Interferenz, Holographie, Beugung, Doppelbrechung, Nichtlineare Optik, Lichtquellen und Detektion von Licht, Kohärenz, Wellen und Quanten, Elektronik und Optoelektronik. 3. Modulbestandteile LV-Titel LV-Art SWS LP (nach ECTS) Pflicht(P) / Wahl(W) Wahlpflicht(WP) Experimentalphysik IV VL + UE P SoSe Experimentalphysik V VL + UE WP WiSe Experimentalphysik VI VL + UE WP WiSe Semester (WiSe / SoSe) 4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Vorlesung mit Übungsaufgaben bzw. Integrierte Veranstaltung. In jeder Veranstaltung ist der Erwerb eines unbenoteten Nachweises über Studienleistungen möglich. 5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: keine b) wünschenswert: Inhalte von Experimentalphysik I III und Inhalte der Vorlesungen Mathematik I III, Mathematische Methoden, Programmierkenntnisse.

6 -6-6. Verwendbarkeit Grundlage für die Bachelorarbeit sowie verschiedene Wahlpflichtfächer im Masterstudiengang Physik. 7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Für jede der drei Veranstaltungen beträgt der gesamte wöchentliche Arbeitsaufwand für die Vorlesungen 4,5 h und für die Übungen 3 h. Für die Prüfungsvorbereitung in den Semesterferien sind pro Veranstaltung jeweils 90 h anzusetzen. Dies ergibt für jede Veranstaltung einen gesamten Zeitaufwand von rund 210 h, entsprechend 7 Leistungspunkten. 8. Prüfung und Benotung des Moduls Eine mündliche Prüfung nach Absolvierung des Moduls bei einem der für dieses Modul bestellten Hochschullehrerinnen oder Hochschullehrer. Zur Anmeldung ist die Vorlage von einem Nachweis über Studienleistungen (Übungsschein) erforderlich. 9. Dauer des Moduls Das Modul kann in 2 Semestern abgeschlossen werden. 10. Teilnehmer(innen)zahl nicht begrenzt 11. Anmeldeformalitäten Mündliche Prüfungen werden nach vorheriger Terminabsprache mit der Prüferin oder dem Prüfer im Prüfungsamt angemeldet. 12. Literaturhinweise, Skripte Skripte in Papierform vorhanden: ja Ο nein Skripte in elektronischer Form vorhanden: ja Ο nein Literatur: H. Haken, H.C. Wolf, Atom- und Quantenphysik (Springer) H. Haken, H.C. Wolf, Molekülphysik und Quantenchemie (Springer) Bergmann-Schaefer, Vielteilchen-Systeme und Optik (de Gruyter) C. Kittel, Einführung in die Festkörperphysik (Oldenbourg) H. Ibach und H. Lüth, Festkörperphysik (Springer) Optical Physics S.G. Lipson, H. Lipson, D.S. Tannhauser, Optical Physics (Cambridge University Press)... Weitere Literatur wird in der Veranstaltung bekannt gegeben. 13. Sonstiges Das Modul wird im Jahresrhythmus angeboten.

7 -7- Fortgeschrittenenpraktikum Titel des Moduls: Fortgeschrittenenpraktikum Verantwortlicher: Kneissl Sekr.: EW 6-1 LP (nach ECTS): 12 Modulbeschreibung 1. Qualifikationsziele Im Fortgeschrittenenpraktikum sollen die Grundlagen der modernen Experimentalphysik vermittelt werden. Neben dem selbstständigen Erarbeiten der physikalischen Inhalte steht das Erlernen und Erarbeiten der experimentellen Methoden und Fähigkeiten im Mittelpunkt. Die Veranstaltung vermittelt überwiegend: Fachkompetenz Methodenkompetenz Systemkompetenz Ο Sozialkompetenz 2. Inhalte Moderne Experimente zu grundlegenden physikalischen Effekten und Methoden aus den Gebieten Atom- und Molekülphysik, Kernphysik, Festkörperphysik und Optik. 3. Modulbestandteile LV-Titel LV-Art SWS LP (nach ECTS) Pflicht(P) / Wahl(W) Wahlpflicht(WP) Semester (WiSe / SoSe) Fortgeschrittenenpraktikum PR P WiSe / SoSe 4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Praktikum in den Labors aller experimentellen physikalischen Institute unter Anleitung durch Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter der einzelnen Arbeitsgruppen. Das Fortgeschrittenenpraktikum beinhaltet standardisierte Versuche sowie Projektversuche mit einer weiter gefassten Aufgabenstellung, flexiblerer Versuchsdurchführung und einem etwa doppelt so großen Umfang. Das Fortgeschrittenenpraktikum ist innerhalb von einem oder zwei Semestern abzuschließen. Hierbei sind entweder 8 Standardversuche durchzuführen, wobei zwei Standardversuche durch einen Projektversuch ersetzt werden können. Jede Gruppe sollte mindestens einen Projektversuch durchführen. Die Bearbeitungszeit eines Standardversuchs beträgt zwei Wochen, die eines Projektversuchs vier Wochen. Die Versuche werden in Gruppen zu je zwei Studierenden durchgeführt. 5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: Experimentalphysik, Mathematik für Physikerinnen und Physiker I/II, 1 Übungsschein aus Theoretische Physik I/II b) wünschenswert: Inhalte von Experimentalphysik IV, Mathematik III/IV, Theoretische Physik I/II 6. Verwendbarkeit Grundlage für die Bachelorarbeit sowie das Masterstudium.

8 -8-7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Für das Fortgeschrittenenpraktikums ist ein durchschnittlicher wöchentlicher Arbeitsaufwand von 20 h bei einer jeweiligen Dauer des Praktikums von 16 Wochen anzusetzen. Dies ergibt einen gesamten Zeitaufwand von rund 320 h, entsprechend 12 Leistungspunkten. 8. Prüfung und Benotung des Moduls Die einzelnen Versuche im Fortgeschrittenenpraktikum stellen Prüfungsäquivalente Studienleistungen dar und werden benotet. Die Gesamtnote ergibt sich aus dem Mittel der Einzelnoten, wobei die Standardversuche einfach und die Projektversuche doppelt gewichtet werden. 9. Dauer des Moduls 2 Semester, wobei in einem Semester zwei und im anderen sechs Standardversuche absolviert werden. 10. Teilnehmer(innen)zahl Die Teilnehmerzahl ist begrenzt durch die Anzahl der zur Verfügung stehenden Versuche. 11. Anmeldeformalitäten Die Anmeldung erfolgt bei der verantwortlichen Hochschullehrerin bzw. dem verantwortlichen Hochschullehrer. Die Einteilung der einzelnen Standard- und Projektversuche zu Beginn des Praktikums berücksichtigt die vorhandenen Kapazitäten an Experimenten und Betreuenden im Rahmen einer Vorauswahl die inhaltlichen Wünsche der Studierenden. 12. Literaturhinweise, Skripte Skripte in Papierform vorhanden: ja nein Ο Skripte zu den einzelnen Versuchen werden durch die jeweiligen Betreuerinnen und Betreuer ausgegeben. Teilweise werden sind sie auch elektronisch per vom Betreuer verschickt. Skripte in elektronischer Form vorhanden ja nein Ο Zu den Standardversuchen existieren Kurzbeschreibungen in elektronischer Form auf Teilweise finden sich dort Verweise auf elektronsiche Version der Skripte. Literatur: Neben den Standardlehrbüchern der Experimentalphysik werden in den Skripten oder durch die Betreuer weitere Literatur empfohlen. 13. Sonstiges

9 -9- Theoretische Physik I/II Titel des Moduls: Theoretische Physik I/II (Mechanik + Quantenmechanik I) Verantwortlicher: H. Engel A. Knorr, E. Schöll, S. Hess (bzw. Nachf.), Nachf. W. Muschik Sekr.: PN 7-1 LP (nach ECTS): 21 harald.engel@tu-berlin.de Modulbeschreibung 1. Qualifikationsziele In der Lehrveranstaltung werden die Konzepte und Methoden der theoretischen Mechanik und der Quantenmechanik systematisch entwickelt. Dargestellt werden sowohl die Grundlagen als auch moderne Entwicklungen und Anwendungen. Das in der Vorlesung vermittelte Wissen wird in den Übungen vertieft und auf die Lösung konkreter Probleme angewandt. Die Veranstaltung vermittelt überwiegend: Fachkompetenz Methodenkompetenz Systemkompetenz Sozialkompetenz 2. Inhalte Mechanik: Quantenmechanik: Kinematik, Newton sche Axiome, Anwendungen, Kanonische Mechanik, Symmetrien und Erhaltungssätze, Mechanik des starren Körpers, dynamische Systeme Wellenmechanik, Formalisierung der Quantenmechanik, Drehimpuls und Spin, Wasserstoffatom, Störungstheorie 3. Modulbestandteile LV-Titel LV-Art SWS LP (nach ECTS) Theoretische Physik I: Mechanik Theoretische Physik II: Quantenmechanik I 4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Pflicht(P) / Wahl(W) Wahlpflicht(WP) VL + UE P WiSe VL + UE P SoSe Semester (WiSe / SoSe) Vorlesungen mit Übungen. Bei der Lösung der Übungsaufgaben (Zweier- oder Dreier-Gruppen) müssen mindestens 50 % der Punkte erreicht werden, um an der Klausur teilnehmen zu können. Werden in der Klausur mindestens 50 % der möglichen Punkte erreicht, wird ein unbenoteter Nachweis über Studienleistungen (Übungsschein) erteilt. Ein Übungsschein kann in jeder der beiden Lehrveranstaltungen erworben werden. 5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: keine b) wünschenswert: Mathematische Methoden der Physik, Mathematik für Physikerinnen und Physiker I/II, Grundkenntnisse der Experimentalphysik.

10 Verwendbarkeit Das Modul ist Grundlage für die Module Theoretische Physik III/IV und V/VI und die Wahlpflichtveranstaltungen der Theoretischen Physik im Masterstudiengang. 7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Für jede der beiden Veranstaltungen Theoretische Physik I,II beträgt der gesamte wöchentliche Arbeitsaufwand für die Vorlesungen 8 h und für die Übungen 7 h. Für die Prüfungsvorbereitung in den Semesterferien sind pro Veranstaltung jeweils 90 h anzusetzen. Dies ergibt für die Veranstaltung Theoretische Physik I: Mechanik im Wintersemester einen gesamten Zeitaufwand von rund 330 h, entsprechend 11 Leistungspunkten, und für die Veranstaltung Theoretische Physik II: Quantenmechanik I im Sommersemester einen gesamten Zeitaufwand von rund 300 h, entsprechend 10 Leistungspunkten. 8. Prüfung und Benotung des Moduls Eine mündliche Prüfung nach Absolvierung des Moduls bei einem der für dieses Modul bestellten Hochschullehrerinnen oder Hochschullehrer. Zur Anmeldung ist die Vorlage von je einem Nachweis über Studienleistungen (Übungsschein) der beiden Veranstaltungen erforderlich. 9. Dauer des Moduls Das Modul kann in 2 Semestern abgeschlossen werden. 10. Teilnehmer(innen)zahl nicht begrenzt 11. Anmeldeformalitäten Mündliche Prüfungen werden nach vorheriger Terminabsprache mit der Prüferin oder dem Prüfer im Prüfungsamt angemeldet. 12. Literaturhinweise, Skripte Skripte in Papierform vorhanden ja nein Skripte in elektronischer Form vorhanden ja nein Literatur: Mechanik: W. Nolting: Grundkurs der Theoretischen Physik, Bd. 1 und 2, Springer, Berlin H. Stephani, G. Kluge: Theoretische Mechanik, Spektrum, Heidelberg T. Fließbach: Mechanik, Spektrum, Heidelberg L. D. Landau, E. M. Lifschitz: Lehrbuch der Theor. Physik I, Mechanik, Akademie-Verlag, Berlin Quantenmechanik: F. Schwabl: Quantenmechanik, Springer, Berlin U. Scherz: Quantenmechanik, B. G. Teubner, Stuttgart E. Fick: Einführung in die Grundlagen der Quantentheorie, Aula-Verlag, Wiesbaden Weitere Literatur wird in den Lehrveranstaltungen bekanntgegeben. 13. Sonstiges Die Lehrveranstaltung wird im Jahresrhythmus angeboten.

11 -11- Theoretische Physik III/IV Titel des Moduls: Theoretische Physik III/IV (Elektrodynamik, Thermodynamik/Statistik) Verantwortlicher: A. Knorr H. Engel, E. Schöll, S. Hess (bzw. Nachf.), Nachf. W. Muschik Sekr.: PN 7-1 LP (nach ECTS): 21 Modulbeschreibung 1. Qualifikationsziele In der Lehrveranstaltung werden die theoretischen Konzepte und Methoden der Elektrodynamik, Statistischen Physik und Thermodynamik systematisch entwickelt. Dargestellt werden sowohl die Grundlagen als auch moderne Entwicklungen und Anwendungen. Das in der Vorlesung vermittelte Wissen wird in den Übungen vertieft und auf die Lösung konkreter Probleme angewandt. Die Veranstaltung vermittelt überwiegend: Fachkompetenz Methodenkompetenz Systemkompetenz Sozialkompetenz 2. Inhalte Elektrodynamik: Statistische Physik: Thermodynamik: Elektro- und Magnetostatik, Maxwell-Gleichungen, elektromagnetische Wellen, Elektrodynamik der Kontinua, relativistische Formulierung der Mechanik und Elektrodynamik Wahrscheinlichkeit und Entropie, Gleichgewichtsverteilungen, klassische und quantenmechanische Modellsysteme Hauptsätze, thermodynamische Potentiale, thermodynamische Stabilität 3. Modulbestandteile LV-Titel LV-Art SWS LP (nach ECTS) Theoretische Physik III: Elektrodynamik Theoretische Physik IV: Thermodynamik, Statistik 4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Pflicht(P) / Wahl(W) Wahlpflicht(WP) VL + UE P WiSe VL + UE P SoSe Semester (WiSe / SoSe) Vorlesungen mit Übungen. Bei der Lösung der Übungsaufgaben (Zweier- oder Dreier-Gruppen) müssen mindestens 50 % der Punkte erreicht werden, um an der Klausur teilnehmen zu können. Werden in der Klausur mindestens 50 % der möglichen Punkte erreicht, wird ein unbenoteter Nachweis über Studienleistungen (Übungsschein) erteilt. Ein Übungsschein kann in jeder der beiden Lehrveranstaltungen erworben werden. 5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: keine b) wünschenswert: Mathematische Methoden der Physik, Theoretische Physik I/II, Mathematik für Physikerinnen und Physiker I und II, Grundkenntnisse der Experimentalphysik

12 Verwendbarkeit Das Modul ist die Grundlage für das Modul Theoretische Physik V/VI und die Wahlpflichtveranstaltungen der Theoretischen Physik im Masterstudiengang. 7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Für jede der beiden Veranstaltungen Theoretische Physik III,IV beträgt der gesamte wöchentliche Arbeitsaufwand für die Vorlesungen 8 h und für die Übungen 7 h. Für die Prüfungsvorbereitung in den Semesterferien sind pro Veranstaltung jeweils 90 h anzusetzen. Dies ergibt für die Veranstaltung Theoretische Physik III: Elektrodynamik im Wintersemester einen gesamten Zeitaufwand von rund 330 h, entsprechend 11 Leistungspunkten, und für die Veranstaltung Theoretische Physik IV: Thermodynamik/Statistik im Sommersemester einen gesamten Zeitaufwand von rund 300 h, entsprechend 10 Leistungspunkten. 8. Prüfung und Benotung des Moduls Eine mündliche Prüfung nach Absolvierung des Moduls bei einem der für dieses Modul bestellten Hochschullehrerinnen oder Hochschullehrer. Zur Anmeldung ist die Vorlage von einem Nachweis über Studienleistungen (Übungsschein) erforderlich. 9. Dauer des Moduls Das Modul kann in 2 Semestern abgeschlossen werden. 10. Teilnehmer(innen)zahl nicht begrenzt 11. Anmeldeformalitäten Mündliche Prüfungen werden nach vorheriger Terminabsprache mit der Prüferin oder dem Prüfer im Prüfungsamt angemeldet. 12. Literaturhinweise, Skripte Skripte in Papierform vorhanden ja nein Skripte in elektronischer Form vorhanden ja nein Literatur: Elektrodynamik: J. D. Jackson: Klassische Elektrodynamik, de Gryuter, Berlin W. Nolting: Grundkurs Theoretische Physik, Bd. 3, Elektrodynamik, Springer, Berlin T. Fließbach: Elektrodynamik, Spektrum, Heidelberg Statistische Physik: F. Reif: Statistische Physik und Theorie der Wärme, de Gruyter, Berlin F. Schlögl: Probability and Heat. Fundamentals of Thermostatistics, Vieweg, Braunschweig L. D. Landau, E. M. Lifschitz: Lehrbuch der Theoretischen Physik V, Statistische Physik, Akademie- Verlag, Berlin Thermodynamik: G. Kluge, G. Neugebauer, Grundlagen der Thermodynamik, Spektrum, Heidelberg H. Stumpf, A. Rieckers, Thermodynamik, Bd. 1 und 2, Vieweg, Braunschweig 1976/77. R. Kubo: Thermodynamics. An advanced course with problems and solutions, North-Holland, Amsterdam Weitere Literatur wird in den Lehrveranstaltungen bekanntgegeben. 13. Sonstiges Die Lehrveranstaltung wird im Jahresrhythmus angeboten.

13 -13- Mathematik für Physikerinnen und Physiker I/II Titel des Moduls: Mathematik für Physikerinnen und Physiker I/II Verantwortlicher: Prof. U. Pinkall Sekr.: MA 3-2 LP (nach ECTS): 19 Modulbeschreibung 1. Qualifikationsziele Beherrschung der linearen Algebra, der Differential- und Integralrechnung einer Veränderlichen und der Differentialrechnung mehrerer Veränderlicher. Die Veranstaltung vermittelt überwiegend: Fachkompetenz Methodenkompetenz Systemkompetenz Sozialkompetenz 2. Inhalte Vektorräume und lineare Abbildungen, lineare Gleichungssysteme, Determinanten, Folgen und Reihen, differenzierbare Funktionen, Integration von Funktionen einer Variablen. 3. Modulbestandteile LV-Titel LV-Art SWS LP (nach ECTS) Mathematik für Physikerinnen und Physiker I: Analysis im 1-D Mathematik für Physikerinnen und Physiker II: Lineare Algebra Pflicht(P) / Wahl(W) Wahlpflicht(WP) VL + UE P WiSe VL + UE P SoSe Semester (WiSe / SoSe) 4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Vorlesung, Übungen als Tutorium. 5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: keine b) wünschenswert: keine 6. Verwendbarkeit Grundlage für die mathematische Formulierung der Physik. Voraussetzung für das Modul Mathematik für Physikerinnen und Physiker III/IV und für spätere Wahlpflichtfächer aus dem Bereich der Mathematik.

14 Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Für jede der beiden Veranstaltungen Mathematik für Physikerinnen und Physiker I,II beträgt der gesamte wöchentliche Arbeitsaufwand für die Vorlesungen 8 h und für die Übungen 6 h. Für die Prüfungsvorbereitung in den Semesterferien sind pro Veranstaltung jeweils 80 h anzusetzen. Dies ergibt für die Veranstaltung Mathematik für Physikerinnen und Physiker I: Analysis im 1-D im Wintersemester einen gesamten Zeitaufwand von rund 300 h, entsprechend 10 Leistungspunkten, und für die Veranstaltung Mathematik für Physikerinnen und Physiker II: Lineare Algebra im Sommersemester einen gesamten Zeitaufwand von rund 270 h, entsprechend 9 Leistungspunkten. 8. Prüfung und Benotung des Moduls Eine mündliche Prüfung nach Absolvierung des Moduls bei einem der für dieses Modul bestellten Hochschullehrerinnen oder Hochschullehrer. Zur Anmeldung ist die Vorlage von je einem Nachweis über Studienleistungen (Übungsschein) der beiden Veranstaltungen erforderlich. 9. Dauer des Moduls Das Modul kann in 2 Semestern abgeschlossen werden. 10. Teilnehmer(innen)zahl nicht begrenzt 11. Anmeldeformalitäten Mündliche Prüfungen werden nach vorheriger Terminabsprache mit der Prüferin oder dem Prüfer im Prüfungsamt angemeldet. 12. Literaturhinweise, Skripte Skripte in Papierform vorhanden ja nein Skripte in elektronischer Form vorhanden ja nein Literatur: R. Wüst: Mathematik für Physiker und Mathematiker (Wiley-VCH) O. Forster: Analysis (Vieweg) K. Jänich: Lineare Algebra (Springer) 13. Sonstiges Das Modul wird im Jahresrhythmus angeboten.

15 -15- Mathematik für Physikerinnen und Physiker III/IV Titel des Moduls: Mathematik für Physikerinnen und Physiker III/IV Verantwortlicher: Prof. U. Pinkall Sekr.: MA 3-2 LP (nach ECTS): 19 Modulbeschreibung 1. Qualifikationsziele Beherrschung der mehrdimensionalen Integralrechnung, der Vektoranalysis und der Theorie von Differentialgleichungen. Die Veranstaltung vermittelt überwiegend: Fachkompetenz Methodenkompetenz Systemkompetenz Sozialkompetenz 2. Inhalte Integralrechnung in mehreren Veränderlichen, Vektoranalysis, gewöhnliche Differentialgleichungen, lineare partielle Differentialgleichungen, komplexe Funktionentheorie. 3. Modulbestandteile LV-Titel LV-Art SWS LP (nach ECTS) Mathematik für Physikerinnen und Physiker III: Analysis im Mehrdimensionalen, gewöhnliche Differentialgleichungen Mathematik für Physikerinnen und Physiker IV: Funktionentheorie, partielle Differentialgleichungen Pflicht(P) / Wahl(W) Wahlpflicht(WP) VL + UE P WiSe VL + UE P SoSe Semester (WiSe / SoSe) 4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Vorlesung, Übungen als Tutorien. 5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: keine b) wünschenswert: Mathematik für Physikerinnen und Physiker I/II 6. Verwendbarkeit Grundlage für die mathematische Formulierung der Physik. Voraussetzung für spätere Wahlpflichtfächer aus dem Bereich der Mathematik.

16 Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Für jede der beiden Veranstaltungen Mathematik für Physikerinnen und Physiker III,IV beträgt der gesamte wöchentliche Arbeitsaufwand für die Vorlesungen 8 h und für die Übungen 6 h. Für die Prüfungsvorbereitung in den Semesterferien sind pro Veranstaltung jeweils 80 h anzusetzen. Dies ergibt für die Veranstaltung Mathematik f. Physiker III: Analysis im Mehrdim., gew. Diffgl. im Wintersemester einen gesamten Zeitaufwand von rund 300 h, entsprechend 10 Leistungspunkten, und für die Veranstaltung Mathematik f. Physiker IV: Funktionentheorie, part. Diffgl. im Sommersemester einen gesamten Zeitaufwand von rund 270 h, entsprechend 9 Leistungspunkten. 8. Prüfung und Benotung des Moduls Eine mündliche Prüfung nach Absolvierung des Moduls bei einem der für dieses Modul bestellten Hochschullehrerinnen oder Hochschullehrer. Zur Anmeldung ist die Vorlage von einem Nachweis über Studienleistungen (Übungsschein) erforderlich. 9. Dauer des Moduls Das Modul kann in 2 Semestern abgeschlossen werden. 10. Teilnehmer(innen)zahl nicht begrenzt 11. Anmeldeformalitäten Mündliche Prüfungen werden nach vorheriger Terminabsprache mit der Prüferin oder dem Prüfer im Prüfungsamt angemeldet. 12. Literaturhinweise, Skripte Skripte in Papierform vorhanden ja nein Skripte in elektronischer Form vorhanden ja nein Literatur: R. Wüst: Mathematik für Physiker und Mathematiker (Wiley-VCH) O. Forster: Analysis (Vieweg) 13. Sonstiges Das Modul wird im Jahresrhythmus angeboten.

17 -17- Mathematische Methoden der Physik Titel des Moduls: Einführung in die mathematischen Methoden der Physik Verantwortlicher: H. Engel A. Knorr, E. Schöll, S. Hess (bzw. Nachf.), Nachf. W. Muschik Sekr.: PN 7-1 LP (nach ECTS): 4 harald.engel@tu-berlin.de Modulbeschreibung 1. Qualifikationsziele In diesem Modul werden konzentriert mathematische Methoden der Physik vermittelt, um rechtzeitig ein zwar relativ beschränktes aber unverzichtbares Repertoire mathematischer Kenntnisse und Fertigkeiten bereitzustellen. Auf vollständige mathematische Beweise wird weitgehend zugunsten einer rezeptartigen Darstellung verzichtet. Die Anwendung der Methoden auf Beispiele aus der Physik (insbesondere der Mechanik und Elektrodynamik) steht im Vordergrund. Die Veranstaltung vermittelt überwiegend: Fachkompetenz Methodenkompetenz Systemkompetenz Sozialkompetenz 2. Inhalte Vektorrechnung, Koordinatentransformationen, Matrizen und Determinanten; Tensoren; skalare und vektorielle Felder, partielle Ableitungen, Gradient, Divergenz, Rotation; Kurven-, Flächen- und Volumenintegrale, Integralsätze von Gauß und Stokes; Differentialoperatoren und Integration in krummlinigen Koordinaten; gewöhnliche Differentialgleichungen; einfache lineare partielle Differentialgleichungen, insbesondere Wellen- und Wärmeleitungsgleichung. 3. Modulbestandteile LV-Titel LV-Art SWS LP (nach ECTS) Einführung in die mathematischen Methoden der Physik Pflicht(P) / Wahl(W) Wahlpflicht(WP) VL + UE P SoSe Semester (WiSe / SoSe) 4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Vorlesung mit Tutorien/Übungen, in denen der in der Vorlesung vermittelte Stoff intensiv anhand physikalischer Beispiele geübt wird. Im Mittelpunkt steht das Training der Rechentechniken und die Entwicklung von Strategien zur Lösung physikalischer Probleme. 5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: schulmathematische Grundkenntnisse b) wünschenswert: Mathematik für Physikerinnen und Physiker I (Analysis), Grundkenntnisse der Experimentalphysik 6. Verwendbarkeit Im Rahmen des Moduls werden unverzichtbare mathematische Hilfsmittel erarbeitet, deren Beherrschung Voraussetzung für eine erfolgreiche Teilnahme an den Modulen der Theoretischen Physik ist.

18 Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Der wöchentliche Arbeitsaufwand für die Veranstaltung Mathematische Methoden der Physik beträgt für die Vorlesung 4 h und für die Übung 5 h. Dies ergibt für das Modul einen gesamten Zeitaufwand von rund 120 h, entsprechend 4 Leistungspunkten. 8. Prüfung und Benotung des Moduls Für die erfolgreiche Teilnahme an der Lehrveranstaltung wird ein unbenoteter Nachweis über Studienleistungen (Übungsschein) ausgestellt. 9. Dauer des Moduls Das Modul kann in 1 Semester abgeschlossen werden. 10. Teilnehmer(innen)zahl nicht begrenzt 11. Anmeldeformalitäten Die Anmeldung zum Modul erfolgt in den ersten Veranstaltungen. 12. Literaturhinweise, Skripte Skripte in Papierform vorhanden Skripte in elektronischer Form vorhanden ja nein ja nein Literatur: S. Großmann: Mathematischer Einführungskurs für die Physik, Teubner-Verlag, Stuttgart R. Wüst: Höhere Mathematik für Physiker, de Gruyter, Berlin G. Berendt, E. Weimar: Mathematik für Physiker, Bd. 1 und 2, Akademie-Verlag, Berlin Weitere Literatur wird in den Lehrveranstaltungen bekanntgegeben. 13. Sonstiges Die Lehrveranstaltung wird im Jahresrhythmus angeboten.

19 -19- Grundlagen der Astronomie und Astrophysik Titel des Moduls: Grundlagen der Astronomie und Astrophysik Verantwortlicher: Breitschwerdt Patzer (Stellvertreterin) Sekr.: EW 8-1 LP (nach ECTS): Modulbeschreibung 1. Qualifikationsziele Das Modul führt mit Vorlesungen und Übungsaufgaben in die Astronomie und Astrophysik ein. Dabei soll sowohl ein Überblick über den Aufbau des Universums und der Wechselwirkung seiner Bestandteile, als auch ein Grundverständnis zugrundeliegender astronomischer Beobachtungsmethoden und astrophysikalischer Modelle und Theorien vermittelt werden. Die Veranstaltung vermittelt überwiegend: Fachkompetenz Methodenkompetenz Systemkompetenz O Sozialkompetenz 2. Inhalte a) Sterne und lokale Organisation der Materie (WiSe) - Lokale Organisation der Materie im Universum - Entwicklung der astronomischen Welterkenntnis - Himmelsmechanik - Planetensysteme - Wechselwirkung Strahlung/Materie (Quantentheorie, Atomphysik, Spektrallinien) - Teleskope, Satelliten und Detektoren - Physik der Sterne (z.b. HRD, Sternatmosphären, Aufbau und Entwicklung der Sterne, Endstadien der Entwicklung: weiße Zwerge, Neutronensterne und Schwarze Löcher) b) Kosmologie und globale Organisation der Materie (SoSe) - Großräumige Organisation der Materie im Universum - Sternentstehung - Interstellares Medium, Supernovae, Kosmische Strahlung - Bau der Milchstraße - Normale und aktive Galaxien (Galaxientypen, Spiralstruktur) - Galaktischer Materiekreislauf, Wechselwirkung von Galaxien - Gruppen und Haufen von Galaxien - Großräumige Struktur des Universums - Kosmologie (Urknall, Mikrowellenhintergrund, Strukturbildung) - Einheit der Natur

20 Modulbestandteile LV-Titel LV-Art SWS LP (nach ECTS) Sterne und lokale Organisation der Materie Übungen zur VL Sterne und lokale Organisation der Materie Kosmologie und globale Organisation der Materie Übungen zur VL Kosmologie und globale Organisation der Materie Pflicht(P) / Wahl(W) Wahlpflicht(WP) VL 4 9 WP WiSe UE 2 3 W WiSe VL 4 9 WP SoSe UE 2 3 W SoSe Semester (WiSe / SoSe) 4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Vorlesungen mit Übungen. Das Modul besteht aus den Themenbereichen Sterne und lokale Organisation der Materie sowie Kosmologie und globale Organisation der Materie und kann wahlweise durch Besuch beider Vorlesungen oder durch Besuch einer der beiden Vorlesungen (bei entsprechend geringerer Anzahl an Leistungspunkten) absolviert werden.. Zu jeder VL gehört jeweils eine Übung, deren Besuch für Studierende der Physik verpflichtend ist. Es werden Aufgaben in 2er- Gruppen bearbeitet, zu denen Protokolle angefertigt bzw. Übungszettel gelöst werden. Durch Besuch der Übungen ist der Erwerb jeweils eines Nachweises über Studienleistungen (Übungsschein) möglich. 5. Voraussetzungen für die Teilnahme obligatorisch: / wünschenswert: Grundkenntnisse in Physik und Mathematik 6. Verwendbarkeit Grundlage für das Wahlpflichtmodul Astronomie und Astrophysik im Masterstudiengang Physik sowie für eine Bachelorarbeit im Bereich der Astronomie und Astrophysik. 7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Der Zeitaufwand für jede der beiden Vorlesungen wird mit jeweils 10h/Woche und für jede der beiden Übungen mit 6h/Woche angesetzt. Die Prüfungsvorbereitung wird pro Vorlesung mit 120h veranschlagt. Dies ergibt für das Modul einen maximalen Gesamtzeitaufwand von rund 720 h, entsprechend 24 Leistungspunkten, die maximal in diesem Modul erreicht werden können. 8. Prüfung und Benotung des Moduls Eine mündliche Prüfung nach Absolvierung des Moduls. Zur Anmeldung ist für Studierende der Physik für ein Modul mit 12 Leistungspunkten die Vorlage von einem Nachweis über Studienleistungen (Übungsschein) bzw. für ein Modul mit 24 Leistungspunkten von zwei Nachweisen über Studienleistungen (Übungsscheinen) erforderlich. 9. Dauer des Moduls Das Modul kann in 2 Semestern abgeschlossen werden.

21 Teilnehmer(innen)zahl Die Teilnehmer(innen)zahl ist pro Übung auf 16 begrenzt. Damit ergeben sich maximal 128 Übungsplätze pro Jahr. 11. Anmeldeformalitäten Mündliche Prüfungen werden nach vorheriger Terminabsprache mit der Prüferin oder dem Prüfer im Prüfungsamt angemeldet. 12. Literaturhinweise, Skripte Skripte in Papierform vorhanden Das Skript kann in der Übung erworben werden. ja nein Skripte in elektronischer Form vorhanden ja nein Literatur: Wird in den jeweiligen Veranstaltungen bekannt gegeben.die Folien der Vorlesungen, sowie Lehrmaterial (Animationen, Movies) werden elektronisch zur Verfügung gestellt. 13. Sonstiges Das Modul wird im Jahresrhythmus angeboten.

22 22 Optik und Photonik I Titel des Moduls: Optik und Photonik I Verantwortlicher: O. Dopfer, S. Eisebitt, H. Hübers, B. Kanngiesser, M. Lehmann, T. Möller, S. Orlic, W. Sandner, U. Woggon, N.N. Sekr.: ER 1-1 LP (nach ECTS): 12 O. Dopfer dopfer@physik.tu-berlin.de S. Eisebitt eisebitt@physik.tu-berlin.de H. Hübers heinz-wilhlem.huebers@dlr.de B. Kanngiesser birgit.kanngiesser@tu-berlin.de M. Lehmann lehmann@physik.tu-berlin.de T. Möller thomas.moeller@physik.tu-berlin.de S. Orlic orlic@opttech.tu-berlin.de W. Sandner sandner@mbi-berlin.de U. Woggon ulrike.woggon@tu-berlin.de Modulbeschreibung 1. Qualifikationsziele Das Modul führt in die Grundlagen der Optik und Photonik ein und vermittelt zu ausgewählten Themen (s.u. 2. Inhalte) tiefergehende Kenntnisse. Die Vorlesungen und begleitenden Rechen- und praktischen Übungen vermitteln ein Grundverständnis optisch-physikalischer Phänomene und geben einen Überblick über optische Komponenten, optische Geräte und integrierte Bauteile aus der Optik, Photonik und Nanophotonik einschließlich moderner Anwendungsbeispiele. Die Veranstaltung vermittelt überwiegend: Fachkompetenz Methodenkompetenz Systemkompetenz Sozialkompetenz 2. Inhalte Strahlenoptik: Definition und Grenzen, Fermat sches Prinzip, Reflexion und Brechung, Matrixoptik Wellenoptik: Elektromagnetische Welle, Interferenz, Beugung, Holographie Laserphysik: Struktur der Materie, Absorption und Emission von Licht, Laseraufbau Aktives Medium und Resonator, Laser Eigenschaften und Anwendungen Strahlungsquellen und Detektoren: Klassische Lichtquellen, Moderne Lichtquellen, Photodetektoren Optische Informationstechnologien: Datenspeicherung, Datenübertragung, Bildverarbeitung Optische Spektroskopie: Spektroskopische Verfahren, Spektren und deren Aussagen, Beispiele Ausgewählte, aktuelle Themen: Wahlweise nach Interesse und aus der aktuellen Forschung 3. Modulbestandteile LV-Titel LV-Art SWS LP (nach ECTS) Pflicht(P) / Wahl(W) Wahlpflicht(WP) Semester (WiSe / SoSe) Optik und Photonik I VL + Ü/PR P WiSe 4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Vorlesungen, Rechenübungen und praktische Übungen. Erwerb von Leistungsnachweisen als Wahlfach (unbenoteter Schein).

23 23 5. Voraussetzungen für die Teilnahme obligatorisch: keine 6. Verwendbarkeit Wahlmodul im Bachelor-Studiengang Physik Grundlage für eine Bachelorarbeit in Optik und Photonik 7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Wöchentlicher Arbeitsaufwand für die Vorlesungen 8 h und für Übungen/Praktikum 6 h. Für die Prüfungsvorbereitung in den Semesterferien sind 150 h anzusetzen. Gesamtzeitaufwand für das Modul beträgt 360 h, entsprechend 12 Leistungspunkten. 8. Prüfung und Benotung des Moduls Mündliche Prüfung nach Absolvierung des Moduls bei einem/einer der für dieses Modul bestellten Hochschullehrer/Hochschullehrerin. Zur Anmeldung ist die Vorlage von einem Nachweis über erbrachte Studienleistungen (Schein) erforderlich. 9. Dauer des Moduls Das Modul kann in 1 Semester abgeschlossen werden. 10. Teilnehmer(innen)zahl Nicht begrenzt. 11. Anmeldeformalitäten Mündliche Prüfungen werden nach vorheriger Terminabsprache mit dem/der Prüfer/in im Prüfungsamt angemeldet. 12. Literaturhinweise, Skripte Skripte in Papierform vorhanden ja nein Skripte in elektronischer Form vorhanden ja nein 13. Sonstiges Das Modul wird im Jahresrhythmus angeboten. Die Reihenfolge der Module Optik und Photonik I und Optik und Photonik II ist frei wählbar. Die vermittelten Inhalte bauen nicht aufeinander auf.

24 24 Optik und Photonik II Titel des Moduls: Optik und Photonik II Verantwortlicher: O. Dopfer, S. Eisebitt, H. Hübers, B. Kanngießer, M. Lehmann, T. Möller, S. Orlic, W. Sandner, U. Woggon, N.N. Sekr.: ER 1-1 LP (nach ECTS): 12 O. Dopfer S. Eisebitt H. Hübers B. Kanngiesser M. Lehmann T. Möller S. Orlic W. Sandner U. Woggon Modulbeschreibung 1. Qualifikationsziele Das Modul führt in die Grundlagen der Optik und Photonik ein und vermittelt zu ausgewählten Themen (s.u. 2. Inhalte) tiefergehende Kenntnisse. Die Vorlesungen und begleitenden Rechen- und praktischen Übungen vermitteln ein Grundverständnis optisch-physikalischer Phänomene und geben einen Überblick über optische Komponenten, optische Geräte und integrierte Bauteile aus der Optik, Photonik und Nanophotonik einschließlich moderner Anwendungsbeispiele. Die Veranstaltung vermittelt überwiegend: Systemkompetenz Sozialkompetenz Fachkompetenz Methodenkompetenz 2. Inhalte Optische Effekte im Alltag: Streuung, Absorption, Polarisationseffekte Optische Instrumente und Kuriositäten: Historische und moderne Anwendungen und optische Geräte Hochpräzise optische Messtechniken: Frequenzkämme, Atomuhren, Normale Optik Extreme : Hochleistungsoptik, ultraschnelle Optik, Nanooptik, UV- und THz-Optik, nichtlineare Optik Röntgenoptik: Reflektive, refraktive und diffraktive optische Elemente, Abbildungsverfahren Elektronenoptik: Elektronenquellen und Beschleuniger, Elektromagnetische Linsen, Korrektoren, Monochromatoren und abbildende Filter, Detektoren Ausgewählte, aktuelle Themen: Wahlweise nach Interesse und aus der aktuellen Forschung 3. Modulbestandteile LV-Titel LV-Art SWS LP (nach ECTS) Pflicht(P) / Wahl(W) Wahlpflicht(WP) Semester (WiSe / SoSe) Optik und Photonik II VL + Ü/PR P SoSe 4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Vorlesungen, Rechenübungen und praktische Übungen. Erwerb von Leistungsnachweisen als Wahlfach (unbenoteter Schein).

25 25 5. Voraussetzungen für die Teilnahme obligatorisch: keine 6. Verwendbarkeit Wahlfach im Bachelor-Studiengang Physik Grundlage für eine Bachelorarbeit in Optik und Photonik 7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Wöchentlicher Arbeitsaufwand für die Vorlesungen 8 h und für Übungen/Praktikum 6 h. Für die Prüfungsvorbereitung in den Semesterferien sind 150 h anzusetzen. Gesamtzeitaufwand für das Modul beträgt 360 h, entsprechend 12 Leistungspunkten. 8. Prüfung und Benotung des Moduls Mündliche Prüfung nach Absolvierung des Moduls bei einem/einer der für dieses Modul bestellten Hochschullehrer/Hochschulehrerin. Zur Anmeldung ist die Vorlage von einem Nachweis über erbrachte Studienleistungen (Schein) erforderlich. 9. Dauer des Moduls Das Modul kann in 1 Semester abgeschlossen werden. 10. Teilnehmer(innen)zahl Nicht begrenzt. 11. Anmeldeformalitäten Mündliche Prüfungen werden nach vorheriger Terminabsprache mit dem/der Prüfer/in im Prüfungsamt angemeldet. 12. Literaturhinweise, Skripte Skripte in Papierform vorhanden ja nein Skripte in elektronischer Form vorhanden ja nein 13. Sonstiges Das Modul wird im Jahresrhythmus angeboten. Die Reihenfolge der Module Optik und Photonik I und Optik und Photonik II ist frei wählbar. Die vermittelten Inhalte bauen nicht aufeinander auf.

26 -26- Chemie für Physikerinnen und Physiker Titel des Moduls: Chemie für Physikerinnen und Physiker Verantwortlicher: Zouni/Dreismann Sekr.: PC 14 LP (nach ECTS): Modulbeschreibung 1. Qualifikationsziele Das Modul führt mit Vorlesungen und Übungen in die Chemie ein. Hierbei werden die chemischen Grundlagen der Teilbereiche der anorganischen, physikalischen und organischen Chemie sowie der Biochemie vermittelt. Diese Lerninhalte sollen selbständig in dem hierfür eigens vorgesehenen Praktikum umgesetzt werden. Die Veranstaltung vermittelt überwiegend: Fachkompetenz Methodenkompetenz Systemkompetenz Sozialkompetenz 2. Inhalte a.) Allgemeine und Anorganische Chemie - Chemische Grundbegriffe/ Massenwirkungsgesetz etc. - Atomaufbau/Mehrelektronensystem/ Aufbau des Periodensystems - Metalle/Nichtmetalle/ Eigenschaften ausgewählter Elemente - Chemische Bindungen/ Phasen; Säure- und Basentheorie, ph-wert; Puffer b.) Physikalische Chemie - Thermodynamik/ Kinetik/ Elektrochemie c.) Organische Chemie - Grundbegriffe der organischen Chemie/ Reaktionsmechanismen/ Detergentien d.) Biochemie - Grundbegriffe der Biochemie/ Zelle, Membranen und Lipide - Proteinbiochemie/ Desoxyribonucleinsäure (DNA) e.) Einblick in die neueste Forschung - Photosynthese (AG Zouni)/ Quantenmechanik (AG Dreismann) 3. Modulbestandteile LV-Titel LV-Art SWS LP (nach ECTS) Chemie für Physikerinnen und Physiker Pflicht(P) / Wahl(W) Wahlpflicht(WP) Semester (WiSe / SoSe) VL 4 8 P WiSe/SoSe UE 2 3 P WiSe/SoSe PR 4 4 P SoSe 4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Vorlesungen und Übungen und ein halbtätiges Praktikum/Woche. Hierbei ist die selbständige Durchführung (mit Vorsprache) von anspruchsvollen Experimenten der verschiedenen Teilbereiche der Chemie obligatorisch. Die Auswertung der Experimente (Interpretation der Messdaten und Diskussion der Ergebnisse) findet in Form von Protokollen statt. Nach einer intensiven Rücksprache der angefertigten Protokolle ist der Erwerb eines Praktikum-Nachweises über Studienleistungen möglich.

27 Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: / b) wünschenswert: Grundlagen der anorganischen, organischen und physikalischen Chemie 6. Verwendbarkeit Als Grundlage für die experimentellen sowie theoretischen Bachelor- und Masterarbeiten in den interdisziplinären Wissenschaftsbereichen von Vorteil. 7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte In der Veranstaltung Chemie für Physikerinnen und Physiker beträgt der wöchentliche Arbeitsaufwand für die Vorlesung 6 h und für die intensive Prüfungsvorbereitung in der semesterfreien Zeit sind 150 h anzusetzen. Für die Übung mit der nötigen Vor- und Nachbearbeitung des Lehrstoffes ergibt sich ein Zeitaufwand von 6 h. Für das halbtätige/pro Woche stattfindende Praktikum ist ein gesamter Arbeitsaufwand mit intensiver Vor- und Rücksprachen von etwa 10 h vorgesehen. Dies ergibt einen gesamten Zeitaufwand von rund 450 h, entsprechend 15 Leistungspunkten. 8. Prüfung und Benotung des Moduls Eine mündliche Prüfung nach Absolvierung des Moduls bei einem der für dieses Modul bestellten Hochschullehrerinnen oder Hochschullehrer. Zur Anmeldung ist die Vorlage von einem Nachweis über Studienleistungen (Praktikumsschein) erforderlich. 9. Dauer des Moduls Das Modul kann in 1 Semester (SS) oder aber in 2 Semestern abgeschlossen werden. 10. Teilnehmer(innen)zahl Die Teilnehmer(innen)zahl des Praktikums ist auf maximal 20 begrenzt. Somit beträgt auch die maximale jährliche Teilnehmer(innen)zahl Anmeldeformalitäten Mündliche Prüfungen werden nach vorheriger Terminabsprache mit der Prüferin oder dem Prüfer im Prüfungsamt angemeldet. 12. Literaturhinweise, Skripte Skripte in Papierform vorhanden: ja nein Skripte in elektronischer Form vorhanden: ja nein Literatur: Chemie, Die zentrale Wissenschaft, Theodore L. Brown, H. Eugene LeMay, Bruce E. Bursten (Verlag Pearson Education), 2007 Chemie/ Das Basiswissen der Chemie; Mit Übungsaufgaben; Charles E. Mortimer 6. Auflage; 1996 Georg Thime Verlag Stuttgaet, New York. 13. Sonstiges Das Modul wird im Jahresrhythmus angeboten.

28 -28- Seminar Titel des Moduls: Seminar (Bachelor) Verantwortliche/-r: Studiendekan z. Zt. Dähne z. Zt. Knorr (Stellv.) Sekr.: PN 4-1 PN 7-1 LP (nach ECTS): 3 daehne@physik.tu-berlin.de andreas.knorr@physik.tu-berlin.de Modulbeschreibung 1. Qualifikationsziele In dem Modul werden spezielle physikalische Themen durch Studierende erarbeitet und vorgetragen. Hierbei stehen das Erlernen von Präsentationstechniken und didaktische Aspekte im Vordergrund. Die Veranstaltung vermittelt überwiegend: Fachkompetenz Methodenkompetenz Systemkompetenz Sozialkompetenz 2. Inhalte Das Seminar knüpft inhaltlich an eine Lehrveranstaltung im Rahmen des Bachelorstudiums Physik an. Innerhalb eines Seminars werden einzelne Themen an die Studierenden vergeben und in ca. 20minütigen Vorträgen vorgestellt. 3. Modulbestandteile LV-Titel LV-Art SWS LP (nach ECTS) Pflicht(P) / Wahl(W) Wahlpflicht(WP) Semester (WiSe / SoSe) Seminar (Bachelor) SE 2 3 W WiSe / SoSe 4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Seminar mit studentischen Vorträgen. Die einzelnen Vorträge werden von den Studierenden weitgehend selbstständig unter Anleitung durch eine Betreuerin oder einen Betreuer erarbeitet. 5. Voraussetzungen für die Teilnahme a) obligatorisch: / b) wünschenswert: Grundkenntnisse im Umgang mit Präsentations-PC-Programmen. 6. Verwendbarkeit Grundkenntnisse und Erfahrung in der Präsentation eigener Arbeiten und Ergebnisse. 7. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte Für das Seminar ist ein durchschnittlicher wöchentlicher Arbeitsaufwand von 3 h anzusetzen. Für die Vorbereitung des eigenen Vortrags sind insgesamt 45 h vorgesehen. Dies ergibt für das Modul einen gesamten Zeitaufwand von rund 90 h, entsprechend 3 Leistungspunkten.

29 Prüfung und Benotung des Moduls Prüfungsäquivalente Studienleistung 9. Dauer des Moduls Das Modul kann in 1 Semester abgeschlossen werden. 10. Teilnehmer(innen)zahl Wird durch die Veranstalterin bzw. den Veranstalter bekannt gegeben. 11. Anmeldeformalitäten Die Anmeldung zu einem Seminar und die Einteilung der Vorträge erfolgt soweit nicht anders angegeben in der ersten Veranstaltung bei der veranstaltenden Hochschullehrerin oder dem veranstaltenden Hochschullehrer. 12. Literaturhinweise, Skripte Skripte in Papierform vorhanden Skripte in elektronischer Form vorhanden ja nein ja nein Literatur: Die notwendige Literatur wird von der Betreuerin oder dem Betreuer genannt oder selbstständig recherchiert. 13. Sonstiges Das Modul wird je nach Verfügbarkeit angeboten.

30 -30- Experimente mit Synchrotronstrahlung Titel des Moduls: Experimente mit Synchrotronstrahlung Verantwortlich: Stefan Eisebitt Wolfgang Eberhardt Philippe Wernet Sekr.: ER 1-1 LP (nach ECTS): 2 eisebitt@physik.tu-berlin.de wolfgang.eberhardt@helmholtzberlin.de wernet@helmholtz-berlin.de Modulbeschreibung 1. Qualifikationsziele In dieser integrierten Lehrveranstaltung sammeln die Studierenden eigene Erfahrungen im Experimentieren an einer Großforschungseinrichtung. An der Synchrotronstrahlungsquelle BESSY II, die vom Helmholtz Zentrum Berlin in Adlershof betrieben wird, lernen die Teilnehmer, kurze eigenständige Forschungsprojekte durchzuführen. Diese sind typischerweise in aktuelle Forschungsvorhaben eingebettet. In der zugehörigen Blockvorlesung lernen die Studierenden die Grundlagen zu Synchrotronstrahlungsquellen und experimenten kennen. Die Studierenden werden in projektorientiertes Arbeiten eingeführt, wie es in der Praxis an einer Röntgenquelle für eine internationale Nutzerschaft üblich ist (Vorbereitung Messzeit Auswertung - Präsentation). Die Veranstaltung vermittelt überwiegend: Fachkompetenz Methodenkompetenz Systemkompetenz Sozialkompetenz 2. Inhalte - Synchrotronstrahlungsquellen und Freie Elektronen Laser - Ausgewählte Methoden der Röntgenphysik - Instrumentierung und Anwendungen für Röntgenexperimente - Experimentieren im einem internationalem Nutzerlabor an aktuellen Forschungsthemen 3. Modulbestandteile LV-Titel LV-Art SWS LP (nach ECTS) Experimente mit Synchrotronstrahlung 4. Beschreibung der Lehr- und Lernformen Pflicht(P) / Wahl(W) Wahlpflicht(WP) Semester (WiSe / SoSe) IV 2 2 P WiSe/SoSe Integrierte Lehrveranstaltung (Vorlesung & Experimente) als Blockveranstaltung in der vorlesungsfreien Zeit. Der Erwerb eines Nachweises über Studienleistungen ist möglich. 5. Voraussetzungen für die Teilnahme