Fassung vom einschließlich aller Korrekturen bis Modulhandbuch für den Bachelor-Studiengang Meteorologie

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1 Fassung vom einschließlich aller Korrekturen bis Modulhandbuch für den Bachelor-Studiengang Meteorologie 1

2 Zusammenfassung der Module gemäß Prüfungsordnung Experimentalphysik Modul Ph-Ex1-2: Experimentalphysik 1 und 2 "Mechanik, Schwingungen und Wellen, Wärmelehre, Elektrizitätslehre, Magnetismus und Optik" Experimentalphysik 1 V 1 Pfl 4 SWS 8 LP Eine Klausur ( Min.) oder zwei Klausuren (je Min) Übungen zur Ü 1 Pfl 2 SWS Experimentalphysik 1 Tutorium 1 S 1 Pfl 2 SWS 1 LP Experimentalphysik 2 V 2 Pfl 4 SWS 8 LP Eine Klausur ( Min.) oder zwei Klausuren (je Min.) Übungen zur Experimentalphysik 2 Ü 2 Pfl 2 SWS Tutorium 2 S 2 Pfl 2 SWS 1 LP Gesamt Mündliche Abschlussprüfung (30-45 Min.) Die Note der wird gemäß 16 der Prüfungsordnung aus dem gewichteten Mittel der beiden Modulteilprüfungen (Gewicht jeweils 25 %) und der mündlichen Abschlussprüfung (Gewicht 50 %) bestimmt. Hierbei gilt die auch dann als bestanden, falls die Note höchstens einer der beiden Modulteilprüfungen nicht ausreichend (5,0) und die für die ermittelte Note mindestens ausreichend (4,0) ist. Die erfolgreiche Teilnahme an den Übungen und den Tutorien ist jeweils Voraussetzung für die Zulassung zu den beiden Modulteilprüfungen. 16 SWS 18 LP 2

3 Modul Ph-Ex3: Experimentalphysik 3 "Wellen und Quantenphysik" Wellen und Quantenphysik V 3 Pfl 4 SWS 8 LP Übungen zur Wellen und Ü 3 Pfl 2 SWS Quantenphysik Klausur ( Min.) Die erfolgreiche Teilnahme an den Übungen ist Voraussetzung für die Zulassung zur Klausur. Gesamt 6 SWS 8 LP Theoretische Physik Modul Ph-Th1: Theoretische Physik 1 "Einführung in die Theoretische Physik" Einführung in die Theoretische Physik V 2 Pfl 3 SWS 6 LP Klausur ( Min.) Übungen zu Einf. in die Ü 2 Pfl 1 SWS Theoretische Physik Mathematische Rechenmethoden 1 V 1 Pfl 2 SWS 3 LP Klausur ( Min.) Übungen zu Ü 1 Pfl. 1 SWS Mathematische Rechenmethoden 1 Mathematische Rechenmethoden 2 V 2 Pfl 2 SWS 3 LP Klausur ( Min.) Übungen zu Mathem. Ü 2 Pfl 1 SWS Rechenmethoden 2 Gesamt Die besteht aus den drei genannten Modulteilprüfungen. Die Note der wird gemäß 16 der Prüfungsordnung aus dem mit der jeweiligen LP-Zahl gewichteten Mittel der drei Modulteilprüfungen bestimmt. Hierbei gilt die auch dann als bestanden, falls die Note höchstens einer Modulteilprüfung nicht ausreichend (5,0) und die für die ermittelte Note mindestens ausreichend (4,0) ist. Die erfolgreiche Bearbeitung der Übungsaufgaben zu den drei Vorlesungen dieses Moduls ist jeweils eine Voraussetzung für die Zulassung zur entsprechenden Modulteilprüfung. 10 SWS 12 LP 3

4 Modul Ph-Th2: Theoretische Physik 2 "Analytische Mechanik" Analytische Mechanik V 3 Pfl 4 SWS Übungen zu Analytische Mechanik Ü 3 Pfl 2 SWS 9 LP Klausur ( Min.) Die erfolgreiche Bearbeitung der Übungsaufgaben ist eine Voraussetzung für die Zulassung zur Klausur. Gesamt 6 SWS 9 LP Mathematik Modul Math1: Mathematik 1 Mathematik für Physiker 1 V 1 Pfl 4 SWS Übungen zur Mathematik für Physiker 1 Ü 1 Pfl 2 SWS 9 LP Klausur (180 Min.) Die erfolgreiche Bearbeitung der Übungsaufgaben ist eine Voraussetzung für die Zulassung zur Klausur. Gesamt 6 SWS 9 LP Modul Math2: Mathematik 2 Mathematik für Physiker 2a V 2 Pfl 4 SWS Übungen zur Mathematik für Physiker 2a Ü 2 Pfl 2 SWS 9 LP Klausur (180 Min.) Die erfolgreiche Bearbeitung der Übungsaufgaben ist eine Voraussetzung für die Zulassung zur Klausur. Gesamt 6 SWS 9 LP Modul Math3: Mathematik 3 Mathematik für Physiker 2b V 3 Pfl 4 SWS Übungen zur Mathematik für Physiker 2b Ü 3 Pfl 2 SWS 9 LP Klausur (180 Min.) Die erfolgreiche Bearbeitung der Übungsaufgaben ist eine Voraussetzung für die Zulassung zur Klausur. Gesamt 6 SWS 9 LP 4

5 Meteorologie Modul Met-Einf: Einführung in die Meteorologie Einführung in die Meteorologie I V 1 Pfl 3 Übungen zur 4 Einführung in die Meteorologie I Ü 1 Pfl 1 Einführung in die Meteorologie II V 2 Pfl 2 Übungen zur 3 Einführung in die 1 Meteorologie II Ü 2 Pfl : Klausur( 90 min) oder mündliche Prüfung (30 min) Gesamt 7 7 SWS LP prüfungsrelevante Studienleistung Modul Met-ThW: Atmosphärische Thermodynamik und Wolken SWS LP prüfungsrelevante Studienleistung Atmosphärische Thermodynamik V 3 Pfl 2 Übungen zur 5 Atmosphärischen Thermodynamik Ü 3 Pfl 2 Wolkenphysik V 4 Pfl 4 Übungen zur Wolkenphysik Ü 4 Pfl 2 7 : Klausur( 90 min) oder mündliche Prüfung (30 min) Gesamt Modul Met-DyN :Dynamik der Atmosphäre: Grundlagen und Numerik Meteorologische Programmierung und Numerik V 4 Pfl 2 Übungen zur Meteorologischen Programmierung und Numerik Ü 4 Pfl 4 Atmosphärische Hydrodynamik I V 4 Pfl 4 Übungen zur Atmosphärischen Hydrodynamik I Ü 4 Pfl 3 SWS LP prüfungsrelevante Studienleistung 7 8 5

6 : Klausur( 90 min) oder mündliche Prüfung (30 min) Gesamt Modul Met-AnSt: Angewandte Meteorologie und Statistik Angewandte Meterologie Seminar zur Angewandten Meteorologie V 5 Pfl 2 3 SWS LP prüfungsrelevante Studienleistung S 5 Pfl 1 1 anerkannter Kurzvortrag von 15 bis 20 Minuten Dauer Meteorologische Statistik und Datenanalyse V 5 Pfl Übungen zur Meteorologischen Statistik und Datenanalyse Ü 5 Pfl Klausur (90 min) oder mündliche Prüfung (30 min); der Kurzvortrag im Seminar zur Angewandten Meteorologie muss anerkannt sein, damit das Modul erfolgreich abgeschlossen wird. Er wird jedoch nicht benotet; die Modulnote ist die Note der Klausur oder der mündlichen Prüfung. Gesamt 7 9 Bemerkung Synoptische Meteorologie I Übungen zur Synoptischen Meteorologie I Die Vorlesung Angewandte Meteorologe kann in gewissen Studiengängen allein als Wahlpflichtmodul gewählt werden. Die Klausur oder mündliche Prüfung beschränkt sich in diesen Fällen auf den Stoff der Vorlesung, und es werden 3 LP vergeben. Modul Met-Syn: Synoptische Meteorologie V Ü 5 1 Wetterbesprechung zur Synoptischen Meteorologie I S 5 Pfl 1 Synoptische Meteorologie II Übungen zur Synoptischen Meteorologie II Wetterbesprechung zur Synoptischen Meteorologie II V Ü S Pfl Pfl Pfl Pfl Pfl SWS LP prüfungsrelevante Studienleistung (4) 4 (5) eigene Wetterbesprechung wahlweise zur Synoptischen Meteorologie I im 5. oder Synoptischen Meteorologie II im 6. 6

7 : Klausur 90 min; die Modulnote ergibt sich aus dem gewichteten Mittel der Note der eigenen Wetterbesprechung (40 %) und der Note der Klausur (60 %) Gesamt LP werden dem zugeordnet, in dem die Wetterbesprechung gehalten wird, 4 LP dem anderen. Modul Met-KK: Klimatologie und Klima Klimatologie und Klima V 6 Pfl 3 Übungen zu 5 Klimatologie und Klima Ü 6 Pfl 1 Seminar zu Klimatologie und S 6 Pfl Klima 1 1 SWS LP prüfungsrelevante Studienleistung benoteter Kurzvortrag von Mintuen Dauer : Klausur (90 min) oder mündliche Prüfung (30 min); die Modulnote ergibt sich aus dem gewichteten Mittel des Kurzvortrags im Seminar (Gewicht 33 1/3 %) und der Note der Klausur oder mündlichen Prüfung (66 2/3 %) Gesamt 5 6 Bemerkung Das Modul wird für gewisse Studiengänge auch ohne das Seminar als Wahlpflichtmodul angeboten. Die Klausur beschränkt sich in diesen Fällen auf den Stoff der Vorlesung und der Übungen, und es werden 5 LP vergeben. Praktika Modul Ph-GP: Physikalisches Grundpraktikum Physikalisches Grundpraktikum 1 P 1 Pfl 4 6 kumulativ über Summe der mündlichen Vor- und schriftlichen Haupttestate Gesamt 4 6 Modul Ph-Met-P: Physikalisch-meteorologisches Praktikum Physikalisches Grundpraktikum 2 /Meteorologisches Grundpraktikum P 4 Pfl 4 6 kumulativ über Summe der mündlichen Vor- und schriftlichen Haupttestate Gesamt 4 6 7

8 Art Regelse mester Berufspraktikum Modul Met-BP: Berufsptaktikum Berufspraktikum BP 5 Pfl 15 6 Keine, stattdessen Nachweis und Bericht Gesamt 15 6 SWS LP prüfungsrelevante Studienleistung 8

9 Nebenfach Biologie Modul NF-Ba-Bio1: Physiologie der Pflanzen Physiologie der Pflanzen V 5 WPfl 4 SWS 6 LP Pflanzenphysiologische Ü WPfl 5 SWS 8 LP Übungen 6 Mündliche Prüfung oder abschließende Klausur Gesamt 9 SWS 14 LP Modul NF-Ba-Bio2: Physiologie der Tiere Physiologie der Tiere V 5 WPfl 4 SWS 6 LP Tierphysiologische Ü WPfl 5 SWS 8 LP Übungen 6 Mündliche Prüfung oder abschließende Klausur Gesamt 9 SWS 14 LP Modul NF-Ba-Bio3: Allgemeine Chemie, Zellbiologie und Biophysik Verpflichtungs- grad Allgemeine Chemie V 5 WPfl 4 SWS 6 LP Übungen zu Allgemeiner Ü 5 WPfl 2 SWS 3 LP Chemie Grundlagen der V 6 WPfl 2 SWS 3 LP Zellbiologie Grundlagen der Biophysik V 6 WPfl 2 SWS 3 LP und Bioinformatik abschließende Klausur (120 Min.) Mündliche Prüfung oder abschließende Klausur Gesamt kumulativ 10 SWS 15 LP 9

10 Chemie Modul NF-Ba-Ch: Chemie für Physiker Chemie für Physiker 1 V 5 WPfl 2 SWS 2 LP Übungen zu Chemie für Ü WPfl 1 SWS 2 LP Physiker 1 5 Chemie für Physiker 2 V 6 WPfl 2 SWS 3 LP Übungen zu Chemie für Ü WPfl 1 SWS 2 LP Physiker 2 6 Allgemeines anorganischchemisches P WPfl 6 SWS 6 LP Praktikum 6 Abschlussklausur (120 Min) oder mündliche Prüfung (30-45 Min) Gesamt 12 SWS 15 LP Einführung in die Programmierung (EIP) Übungen zu Einführung in die Programmierung (EIP) Einführung in die Softwareentwicklung (EIS) Übungen Einführung in die Softwareentwicklung (EIS) Informatik Modul NF-Ba-Inf1a: Einführung in die Informatik V Ü 5 5 WPfl 2 SWS 3 LP Klausur ( Min.) WPfl 2 SWS 3 LP V WPfl 2 SWS 3 LP Klausur ( Min.) Ü WPfl 2 SWS 3 LP 6 Die besteht aus den genannten Modulteilprüfungen. Die erfolgreiche Teilnahme an den Übungen ist Voraussetzung für die Zulassung zur Klausur. Gesamt 8 SWS 12 LP Modul NF-Ba-Inf1b: Vertiefende Informatik Vorlesung A (gem. Angebot des Instituts) Übungen zu Vorlesung A (gem. Angebot des Instituts) V Ü 6 WPfl 2 SWS 3 LP WPfl 2 SWS 3 LP 6 Klausur ( Min.) oder mündl. Prüfung (30 Min.) Die erfolgreiche Teilnahme an den Übungen ist Voraussetzung für die Zulassung zur Klausur. Gesamt 4 SWS 6 LP 10

11 Mathematik Modul NF-Ba-MathS1: Grundlagen der Stochastik Einführung in die V WPfl 4 SWS 9 LP Stochastik 5 Übungen zur Einführung Ü WPfl 2 SWS in die Stochastik 5 Stochastik-Praktikum P 6 WPfl 2 SWS 3 LP mündliche Prüfung (45 Min.) Gesamt 8 SWS 12 LP Modul NF-Ba-MathS2: Grundlagen der Stochastik und Stochastik I Einführung in die V WPfl 4 SWS 9 LP Stochastik 5 Übungen zur Einführung Ü WPfl 2 SWS in die Stochastik 5 Stochastik I V 6 WPfl 4 SWS 6 LP mündliche Prüfung (45 Min.) Gesamt 10 SWS 15 LP Modul NF-BA-MathN1: Grundlagen der Numerischen Mathematik Grundlagen der Numerik V 5 WPfl 4 SWS 9 LP Übungen zu Grundlagen Ü WPfl 2 SWS der Numerik 5 Praktikum zur Grundlagen P WPfl 2 SWS 3 LP der Numerik 6 mündliche Prüfung (45 Min.) Gesamt 8 SWS 12 LP Modul NF-Ba-MathN2: Grundlagen der Numerik und Numerik gewöhnlicher Differentialgleichungen Grundlagen der Numerik V 5 WPfl 4 SWS 9 LP Übungen zu Grundlagen Ü WPfl 2 SWS der Numerik 5 Numerik gewöhnlicher V WPfl 4 SWS 6 LP Differentialgleichungen 6 mündliche Prüfung (45 Min.) Gesamt 10 SWS 15 LP 11

12 Modul NF-Ba-MathC: Computeralgebra Computeralgebra V 5 WPfl 4 SWS 9 LP Übungen zur Ü 5 WPfl 2 SWS Computeralgebra Praktikum zur Computeralgebra P 6 WPfl 2 SWS 3 LP mündliche Prüfung (45 Min.) Gesamt 8 SWS 12 LP Physik Modul NF-Ba-MmE: Messmethoden (Elektronik) Elektronik V 5 WPfl 3 SWS 6 LP Klausur ( Min.) Übungen zu Elektronik Ü 5 WPfl 1 SWS Praktikum zur Elektronik P 5 WPfl 3 SWS 3 LP Vor- und Haupttestate Vorlesung: Klausur ( Min.) Die erfolgreiche Bearbeitung der Übungsaufgaben ist eine Voraussetzung für die Zulassung zur Klausur. Praktikum: Kumulativ über Summe der mündlichen Vor- und schriftlichen Haupttestate. Bei der Teilnahme am Praktikum wird die Note der aus dem gewichteten Mittel der Modulteilprüfung der Vorlesung (60 %) und der Modulteilprüfung des Praktikums (40 %) bestimmt. In diesem Fall müssen beide Modulteilprüfungen mindestens mit der Note ausreichend bestanden sein. Gesamt (mit Praktikum) 7 SWS 9 LP Gesamt (ohne Praktikum) 4 SWS 6 LP Modul NF-Ba-MmS: Messmethoden (Signalverarbeitung) Signalverarbeitung V 6 WPfl 3 SWS 6 LP Klausur ( Min.) Übungen zu Signalverarbeitung Ü 6 WPfl 1 SWS Praktikum zur Signalverarbeitung P 6 WPfl 3 SWS 3 LP Vor- und Haupttestate 12

13 Vorlesung: Klausur ( Min.) Die erfolgreiche Bearbeitung der Übungsaufgaben ist eine Voraussetzung für die Zulassung zur Klausur. Praktikum: Kumulativ über Summe der mündlichen Vor- und schriftlichen Haupttestate. Bei der Teilnahme am Praktikum wird die Note der aus dem gewichteten Mittel der Modulteilprüfung der Vorlesung (60 %) und der Modulteilprüfung des Praktikums (40 %) bestimmt. In diesem Fall müssen beide Modulteilprüfungen mindestens mit der Note ausreichend bestanden sein. Gesamt (mit Praktikum) 7 SWS 9 LP Gesamt (ohne Praktikum) 4 SWS 6 LP Auf Antrag einer oder eines Studierenden kann das Nebenfach auch aus en anderer Fachbereiche der Johannes Gutenberg-Universität Mainz als den oben genannten zusammengestellt werden. Falls es nicht schon Präzedenzfälle für Fächer gegeben hat, die im Prüfungssekretariat erfragt werden können, ist im Vorfeld ein rechtzeitiges Beratungsgespräch mit dem Vorsitzenden des Prüfungsausschusses erforderlich. Fachübergreifende Fachübergreifende Übungen zu Fachübergreifende Gesamt V 1 Ü 1 Modul FüL: Fachübergreifende gemäß Angebot der kooperierenden Einrichtungen (siehe Modulhandbuch) Verpflichtungs- grad Wahl empfohlen gemäß Angebot gemäß Vorgaben gemäß Vorgaben der kooperierenden Einrichtungen ca. bis 3 LP 3 SWS einbringbar 13

14 Seminar und Bachelor-Arbeit Modul Met-SBA: Meteorologisches Seminar und Bachelorarbeit SWS Leistungs -punkte Modulteilprüfungen Meteorologisches Seminar S 5 Pfl 2 3 Seminarvortrag über ein Einzelthema oder einen größeren Problemkreis der modernen Meteorologie; Vortrag min, Diskussion min Bachelorarbeit BA 6 Pfl Entf. 12 Schriftliche Bachelor-Arbeit : Abschluss-Kolloquium (45 Min.) Modulnote Seminar geht gewichtet mit 3 LP ein, Bachelorarbeit mit 12 LP. Die Note der Bachelorarbeit setzt sich zusammen aus der Note der schriftlichen Arbeit und der des Kolloquiums, wobei erstere zweifach gewichtet wird. Gesamt

15 Detaillierte Modulbeschreibungen mit en Experimentalphysik Modul Ph-Ex1-2: Experimentalphysik 1 und 2 "Mechanik, Schwingungen und Wellen, Wärmelehre, Elektrizitätslehre, Magnetismus und Optik" Experimentalphysik 1 V 1 Pfl 4 SWS 8 LP Eine Klausur ( Min.) oder zwei Klausuren (je Min) Übungen zur Ü 1 Pfl 2 SWS Experimentalphysik 1 Tutorium 1 S 1 Pfl 2 SWS 1 LP Experimentalphysik 2 V 2 Pfl 4 SWS 8 LP Eine Klausur ( Min.) oder zwei Klausuren (je Min) Übungen zur Experimentalphysik 2 Ü 2 Pfl 2 SWS Tutorium 2 S 2 Pfl 2 SWS 1 LP Gesamt Mündliche Abschlussprüfung (30-45 Min.) Die Note der wird gemäß 16 der Prüfungsordnung aus dem gewichteten Mittel der beiden Modulteilprüfungen (Gewicht jeweils 25 %) und der mündlichen Abschlussprüfung (Gewicht 50 %) bestimmt. Hierbei gilt die auch dann als bestanden, falls die Note höchstens einer der beiden Modulteilprüfungen nicht ausreichend (5,0) und die für die ermittelte Note mindestens ausreichend (4,0) ist. Die erfolgreiche Teilnahme an den Übungen und den Tutorien ist jeweils Voraussetzung für die Zulassung zu den beiden Modulteilprüfungen. 16 SWS 18 LP Modulverantwortliche Leistungspunkte Voraussetzungen Modul Ph-Ex1-2: Experimentalphysik 1 "Mechanik, Schwingungen und Wellen, Wärmelehre" 1. Fachsemester Prof. Dr. H.G. Sander deutsch Prof. Dr. Adrian, Prof. Dr. Bloch, Prof. Dr. von Harrach, Prof. Dr. Köpke, Prof. Dr. Sander, Prof. Dr. Walz Bachelorstudiengang Meteorologie, Diplomstudiengang Meteorologie; Pflichtveranstaltung im 1. Vorlesung (4 SWS), begleitende Übungen (2 SWS) Präsenzstudium 63 h, Eigenstudium 177 h 8 LP Hochschulreife 15

16 Die Experimentalphysik 1 umfasst zusammen mit Experimentalphysik 2 die vier wichtigsten Teilgebiete der klassischen Physik. Sie ist inhaltlich sowie über die Einübung des physikalischen Denkens und Arbeitens Grundlage des gesamten weiteren Physikstudiums. Es wird ein sicheres und strukturiertes Wissen zu den unter "" aufgeführten Teilgebieten und die Fähigkeit zur quantitativen Behandlung einschlägiger Probleme angestrebt. Die zum Verständnis der Veranstaltung Experimentalphysik 1 erforderlichen mathematischen Hilfsmittel werden in den parallel laufenden Mathematikmodulen und insbesondere der Veranstaltung "Mathematische Rechenmethoden I" bereitgestellt. Einführung: Messen, Standards von Masse, Länge, Zeit. Mechanik von Massenpunkten: Kinematik, Newtonsches Kraftgesetz, Bezugssysteme, Energie u. Impuls und deren Erhaltung, Reibung, Gravitation, Scheinkräfte in beschleunigten Systemen. Mechanik des starren Körpers: Drehimpuls, Drehmoment, Trägheitsmoment, Kreisel. Mechanik deformierbarer Körper: Elastizität, ruhende und strömende Flüssigkeiten und Gase, Bernoullische Gleichung, Schwingungen und Wellen, Akustik. Ausblick: Grenzen der klassischen Mechanik (z.b. Relativistik). Wärmelehre: Zustandsgrößen und Prozessgrößen, Zustandsgleichungen, Hauptsätze der Wärmelehre, Carnot scher Kreisprozeß, Entropie, Grundzüge der kinetischen Gastheorie, Stoffe in verschiedenen Aggregatzuständen. Ausblick: Relevanz und Grenzen der klassischen Wärmelehre. Studienleistung: begleitende Übungen zur Vorlesung, Klausur(en) : siehe Modulbeschreibung Tafel, Folien, multimediale Präsentationen, veranstaltungsspezifische Webseiten Diverse Lehrbücher, z.b. Gerthsen, Kneser, Vogel, Physik, Springer Verlag Demtröder, Experimentalphysik 1, Springer Verlag Otten, Repetitorium Experimentalphysik, Springer Verlag Halliday, Resnick, Physik 1, de Gruyter Verlag Tipler, Physik, Spektrum Akademischer Verlag Modul Ph-Ex1-2: Tutorium 1 1. Fachsemester Modulverantwortliche(r) Prof. Dr. Jürgen Arends Alle Professor(inn)en und der Experimentalphysik Bachelorstudiengang Meteorologie, Diplomstudiengang Meteorologie; Pflichtveranstaltung im 1. Tutorium (2 SWS) Präsenzstudium 21 h, Eigenstudium 9 h Leistungspunkte 1 LP Voraussetzungen Besuch der Vorlesung Experimentalphysik 1 16

17 Die der Vorlesung Experimentalphysik 1 und den einzelnen Experimenten des Grundpraktikums 1 zugrunde liegenden Hintergründe und Effekte werden vertiefend wiederholt bzw. erarbeitet. Die Studierenden sollen auf die Grundlagen des experimentellen Arbeitens vorbereitet werden. Gelegenheit zu allgemeinen Fragen zu Studium und Lehre ist ebenfalls gegeben. An Hand eines Intensivkurses zu Beginn des s werden in Gruppen mit höchstens 15 Teilnehmern die Grundlagen der Datenanalyse, Fehlerrechnung, Statistik und der Versuche zur Mechanik und Thermodynamik erarbeitet. Parallel zur Vorlesung Experimentalphysik 1 besteht Gelegenheit, den Stoff zu diskutieren und Verständnisschwierigkeiten auszuräumen. Studienleistung: Besuch des Tutoriums 1 : siehe Modulbeschreibung Tafel, Kreide Standardlehrbücher der Experimentalphysik Modul Ph-Ex1-2: Experimentalphysik 2 "Elektrizität, Magnetismus und Optik" 2. Fachsemester Modulverantwortliche Prof. Dr. H.G. Sander deutsch Prof. Dr. Adrian, Prof. Dr. Bloch, Prof. Dr. von Harrach, Prof. Dr. Köpke, Prof. Dr. Sander, Prof. Dr. Walz Bachelorstudiengang Meteorologie, Diplomstudiengang Meteorologie; Pflichtveranstaltung im 2. Vorlesung (4 SWS), begleitende Übungen (2 SWS) Präsenzstudium 63 h, Eigenstudium 177 h Leistungspunkte 8 CP Voraussetzungen "Experimentalphysik 1" Die Experimentalphysik 2 umfasst zusammen mit Experimentalphysik 1 die vier wichtigsten Teilgebiete der klassischen Physik. Sie ist inhaltlich sowie über die Einübung des physikalischen Denkens und Arbeitens Grundlage des gesamten weiteren Physikstudiums. Es wird ein sicheres und strukturiertes Wissen zu den unter "" aufgeführten Teilgebieten und die Fähigkeit zur quantitativen Behandlung einschlägiger Probleme angestrebt. Die zum Verständnis der Veranstaltung Experimentalphysik 1 erforderlichen mathematischen Hilfsmittel werden in den parallel laufenden Mathematikmodulen und insbesondere der Veranstaltung "Mathematische Rechenmethoden II" bereitgestellt. Elektrostatik: Grundgrößen, Coulomb-Gesetz, Gauß scher Satz, Influenz, Kondensator, elektrischer Dipol, Dielektrika. Stationäre Ströme: Gleichstromkreise, Kirchhoffsche Regeln, Leitertypen, Elektrochemie. Magnetostatik: stationäre Magnetfelder, Kräfte auf Ladungen und Leiter im Magnetfeld, magnetischer Dipol, Materie im Magnetfeld. Zeitabhängige elektromagnetische Felder: Induktion, stationäre Wechselströme, Impedanz, aktive Bauelemente, Verschiebungsstrom und Maxwell sche Gleichungen, Energie in elektromagnetischen Feldern, Dipolstrahlung, elektromagnetische Wellen. Optik: Natur und Eigenschaften des Lichtes, Reflexion und Brechung, Strahlenoptik, Abbildung mit Linsen, optische Instrumente. Studienleistung: begleitende Übungen zur Vorlesung, Klausur(en) : siehe Modulbeschreibung 17

18 Tafel, Folien, multimediale Präsentationen, veranstaltungsspezifische Webseiten Diverse Lehrbücher, z.b. Gerthsen, Kneser, Vogel, Physik, Springer Verlag Demtröder, Experimentalphysik 2, Springer Verlag Otten, Repetitorium Experimentalphysik, Springer Verlag Halliday, Resnick, Physik 2, de Gruyter Verlag Tipler, Physik, Spektrum Akademischer Verlag Modul Ph-Ex1-2: Tutorium 2 2. Fachsemester Modulverantwortliche(r) Prof. Dr. Jürgen Arends Alle Professor(inn)en und der Experimentalphysik Bachelorstudiengang Meteorologie, Diplomstudiengang Meteorologie; Pflichtveranstaltung im 2. Tutorium (2SWS) Präsenzstudium 21 h, Eigenstudium 9 h Leistungspunkte 1 LP Voraussetzungen Besuch der Vorlesung Experimentalphysik 2 Die der Vorlesung Experimentalphysik 2 und den einzelnen Experimenten des Grundpraktikums 2 zugrunde liegenden Hintergründe und Effekte werden vertiefend wiederholt bzw. erarbeitet. Die Studierenden sollen auf die Grundlagen des experimentellen Arbeitens vorbereitet werden. Gelegenheit zu allgemeinen Fragen zu Studium und Lehre ist ebenfalls gegeben. Parallel zur Vorlesung Experimentalphysik 2 besteht Gelegenheit, den Stoff zu diskutieren und Verständnisschwierigkeiten auszuräumen. Erarbeitung des notwendigen Grundwissens für die Versuche zur Elektrizität, Optik und Radioaktivität. Studienleistung: Besuch des Tutoriums 2 : siehe Modulbeschreibung Tafel, Kreide Standardlehrbücher der Experimentalphysik Modul Ph-Ex3: Experimentalphysik 3 "Wellen und Quantenphysik" Wellen und Quantenphysik V 3 Pfl 4 SWS 8 LP Übungen zur Wellen und Ü 3 Pfl 2 SWS Quantenphysik Klausur ( Min.) Die erfolgreiche Teilnahme an den Übungen ist Voraussetzung für die Zulassung zur Klausur. Gesamt 6 SWS 8 LP Modulverantwortliche(r) Modul Ph-Ex3: Wellen und Quantenphysik 3. Fachsemester Prof. Dr. Immanuel Bloch Prof. Dr. Immanuel Bloch, Prof. Dr. Werner Heil, Prof. Dr. Arno Rauschenbeutel, Prof. Dr. Jochen Walz, Dr. habil. Klaus Blaum, Bachelorstudiengang Meteorologie, Diplomstudiengang Meteorologie; Pflichtveranstaltung im 3. Vorlesung (4 SWS), begleitende Übungen (2 SWS) 18

19 Präsenzstudium 63 h, Eigenstudium 177 h Leistungspunkte 8 LP Voraussetzungen Experimentalphysik 1 und 2; Mathematik für Physiker 1 und 2 Die Studierenden sollen die Grundlagen der Wellenphänomene anhand von Lichtwellen und Materiewellen erlernen. Im ersten Teil der Vorlesung sollen dabei vertiefte Konzepte der Wellentheorie von Licht besprochen werden und diese dann auf die Quantenphysik übertragen werden. In der Vorlesung sollen darüber hinaus wichtige weitergehende Konzepte der Quantenphysik an einfachen Modellsystemen eingeführt werden. (1) Wellenoptik: Polarisation, Beugung, Interferenz, Elementare Fourier-Optik (optische Filterung, Bildentstehung), Kohärenz, Optische Interferometer (Mach-Zehnder, Sagnac, Michelson-Morley), Evaneszente Wellen, Resonatoren (Fabry-Perot-InterferometerI), Gauss'sche Strahloptik, Photoeffekt, Schwarzkörperstrahlung (2) Materiewellen: Ebene Wellen, Wellenpakete, Dispersionsrelation, Propagation, Messprozess/Interpretation der ψ-funktion, Beugung/Interferenz von Materiwellen, Atominterferometer, Neutroneninterferometer (3) Elementare Quantenmechanik: Spin, Stern-Gerlach-Experiment, Spin Polarisation, verschränkte Systeme (Photonenpaare), welcher Weg Experimente (4) Einige quantenmechanische Systeme: Harmonischer Oszillator, Tunneleffekt, H-Atom (Grundlagen), Spektroskopie (Grundlagen) Studienleistung: begleitende Übungen zur Vorlesung, Zwischenklausur(en) : siehe Modulbeschreibung Tafel, Folien, Powerpoint-Präsentation, veranstaltungsspezifische Webseiten 19

20 Theoretische Physik Modul Ph-Th1: Theoretische Physik 1 "Einführung in die Theoretische Physik" Einführung in die Theoretische Physik V 2 Pfl 3 SWS 6 LP Klausur ( Min.) Übungen zu Einf. in die Ü 2 Pfl 1 SWS Theoretische Physik Mathematische Rechenmethoden 1 V 1 Pfl 2 SWS 3 LP Klausur ( Min.) Übungen zu Ü 1 Pfl 1 SWS Mathematische Rechenmethoden 1 Mathematische Rechenmethoden 2 V 2 Pfl 2 SWS 3 LP Klausur ( Min.) Übungen zu Mathem. Ü 2 Pfl 1 SWS Rechenmethoden 2 Gesamt Die besteht aus den drei genannten Modulteilprüfungen. Die Note der wird gemäß 16 der Prüfungsordnung aus dem mit der jeweiligen LP-Zahl gewichteten Mittel der drei Modulteilprüfungen bestimmt. Hierbei gilt die auch dann als bestanden, falls die Note höchstens einer Modulteilprüfung nicht ausreichend (5,0) und die für die ermittelte Note mindestens ausreichend (4,0) ist. Die erfolgreiche Bearbeitung der Übungsaufgaben zu den drei Vorlesungen dieses Moduls ist jeweils eine Voraussetzung für die Zulassung zur entsprechenden Modulteilprüfung. 10 SWS 12 LP Modulverantwortlicher Leistungspunkte Voraussetzungen Modul Ph-Th1: Einführung in die Theoretische Physik 2. Fachsemester Prof. Dr. Peter G. J. van Dongen Die der Theoretischen Physik Bachelorstudiengang Meteorologie, Diplomstudiengang Meteorologie; Pflichtveranstaltung im 2. Vorlesung (3 SWS), begleitende Übungen (1 SWS) Präsenzstudium 42 h, Eigenstudium 138 h 6 LP keine 20

21 Studierende mit der Denkart der Theoretischen Physik (d.h. mit der Struktur einer Theorie) vertraut zu machen, so früh wie möglich mit modernen theoretischen Ideen in Kontakt zu bringen und in der Übung intensiv und eigenständig Probleme lösen zu lassen, damit sie auch die Methoden der Theoretischen Physik kennen und beherrschen lernen. Hierbei sollten die Studierenden insbesondere auch numerische Methoden kennen lernen. Das Ziel dieser ersten Theorievorlesung ist außerdem, sowohl die Grundlagen der Elektrodynamik als auch kinematische Aspekte der Speziellen Relativitätstheorie in kohärenter Weise und komplementär zur Experimentalphysik 1 und 2 - Vorlesung darzustellen. Newton sche Mechanik: Postulate der Newton schen Mechanik, abgeschlossene mechanische Systeme (Systeme mehrerer Teilchen, Erhaltungssätze, Galilei-Transformationen, Zweiteilchensysteme mit Zentralkraft, Streuung, Wirkungsquerschnitt, kleine Schwingungen), Teilsysteme (Bewegungsgleichungen für Impuls, Drehimpuls, Energie; Beispiele; Zwangsbedingungen, Reibungskräfte, Lorentz-Kraft), Nicht- Inertialsysteme Elektrodynamik: Maxwell-Gleichungen im Vakuum und im Medium, Elektro- und Magnetostatik, Elektromagnetische Wellen, Elektromagnetische Potentiale, Verletzung der Galilei-Kovarianz. Spezielle Relativitätstheorie: Postulate und Konsequenzen, Abstand und Eigenzeit, 4-Schreibweise, Lorentz-Transformationen und 4-Vektoren, Masse und Energie. Studienleistung: begleitende Übungen zur Vorlesung : siehe Modulbeschreibung Tafel + Kreide, veranstaltungsspezifische Webseiten, evtl. Beamer oder Overheadprojektor Lehrbücher der Theoretischen Physik Modul Ph-Th1: Mathematische Rechenmethoden 1 1. Fachsemester Modulverantwortlicher Prof. Dr. Peter G. J. van Dongen Die der Theoretischen Physik Bachelorstudiengang Meteorologie, Diplomstudiengang Meteorologie; Pflichtveranstaltung im 1. Vorlesung (2 SWS), begleitende Übungen (1 SWS) Präsenzstudium 32 h, Eigenstudium 58 h Leistungspunkte 3 LP Voraussetzungen e des Mathematischen Vorkurses (Reelle und komplexe Zahlen, Vollständige Induktion; Funktionsbegriff; Differentialrechnung; Integralrechnung 21

22 Ziel der Veranstaltung ist, die in der gymnasialen Oberstufe erworbenen mathematischen Kenntnisse aufzufrischen und soweit notwendig zu ergänzen, um allen Studienanfängern einen erfolgreichen Einstieg in das Physikstudium zu ermöglichen. Der Stoff der Vorlesung ist das mathematische Handwerkszeug für die Anfängervorlesungen in Experimentalphysik und Theoretischer Physik. Strenge Beweise werden deshalb im Allgemeinen nicht geführt, solche Beweise bleiben den regulären Mathematikvorlesungen vorbehalten. Das Hauptgewicht dieser Vorlesung liegt auf der Lösung konkreter Fragestellungen und auf der damit verbundenen Einübung der Rechentechniken. Vektoren und Tensoren in der Physik; Datenanalyse und Fehlerrechnung; Vektoranalysis: Gradient, Divergenz, Rotation; Grundprobleme der Dynamik; Matrizen und Tensoren; Lineare Differentialgleichungen; Harmonische Schwingungen. Studienleistung: begleitende Übungen zur Vorlesung, Klausur : siehe Modulbeschreibung Tafel + Kreide, veranstaltungsspezifische Webseiten, evtl. Beamer oder Overheadprojektor Einführende über mathematische Rechenmethoden, wie z.b. H. J. Korsch, Mathematische Ergänzungen (Binomi-Verlag, Springe, 2004) Modul Ph-Th2: Mathematische Rechenmethoden 2 2. Fachsemester Modulverantwortliche Prof. Dr. Peter G. J. van Dongen Die der Theoretischen Physik Bachelorstudiengang Meteorologie, Diplomstudiengang Meteorologie; Pflichtveranstaltung im 2. Vorlesung (2 SWS), begleitende Übungen (1 SWS) Präsenzstudium 32 h, Eigenstudium 58 h Leistungspunkte 3 LP Voraussetzungen Mathematische Rechenmethoden 1 Ziel der ist, aufbauend auf "Mathematische Rechenmethoden 1" und parallel zu den Vorlesungen "Theoretische Physik 1" und "Experimentalphysik 2" den Studierenden die im zweiten benötigten Rechentechniken beizubringen. Strenge Beweise werden im Allgemeinen nicht geführt, solche Beweise bleiben den regulären Mathematikvorlesungen vorbehalten. Das Hauptgewicht dieser Vorlesung liegt auf der Lösung konkreter Fragestellungen und auf der damit verbundenen Einübung der Rechentechniken. Vektoranalysis II: Integrale über Vektorfelder, Integralsätze, Elementare Anwendungen; Deltafunktion; Partielle Differentialgleichungen: Poisson-Gleichung, Diffusionsgleichung, Wellengleichung; Orthogonale Funktionen. Studienleistung: zur Vorlesung begleitende Übungen, Klausur : siehe Modulbeschreibung Tafel + Kreide, veranstaltungsspezifische Webseiten, evtl. Beamer oder Overheadprojektor Einführende über mathematische Rechenmethoden, wie z.b. H. J. Korsch, Mathematische Ergänzungen (Binomi-Verlag, Springer, 2004) 22

23 Modul Ph-Th2: Theoretische Physik 2 "Analytische Mechanik" Analytische Mechanik V 3 Pfl 4 SWS 9 LP Übungen zu Analytische Ü 3 Pfl 2 SWS Mechanik Klausur ( min) Die erfolgreiche Bearbeitung der Übungsaufgaben ist eine Voraussetzung für die Zulassung zur Klausur. Gesamt 6 SWS 9 LP Modul Ph-Th2: Analytische Mechanik 3. Fachsemester Modulverantwortlicher Prof. Dr. Peter G. J. van Dongen Die der Theoretischen Physik Bachelorstudiengang Meteorologie, Diplomstudiengang Meteorologie; Pflichtveranstaltung im 3. Vorlesung (4 SWS), begleitende Übungen (2 SWS) Präsenzstudium 63 h, Eigenstudium 207 h Leistungspunkte 9 LP Voraussetzungen Theoretische Physik 1 Das Ziel der Analytischen Mechanik ist, die kanonische Struktur der Theoretischen Physik anhand der Klassischen Mechanik zu illustrieren. Die Themenwahl wird hierbei auch im Hinblick auf die anschließende Vorlesung über Quantenmechanik getroffen. Lagrange-Formalismus: Lagrange-Formulierung der Newton schen Mechanik (Lagrange-Funktion, Extremalprinzip, Invarianzen); Zwangsbedingungen, verallgemeinerte Koordinaten/Kräfte, Lagrange-Gleichungen/Extremalprinzip in verallgemeinerten Koordinaten, Lagrange-Gleichungen der ersten Art; zyklische Variablen, Erhaltungsgrößen; Noether-Theorem. Hamilton-Formalismus: Legendre-Transformation, Hamilton- Funktion, Hamilton-Gleichungen; Beispiele; Variationsprinzip, Hamilton-Jacobi-Gleichung; Erhaltungsgrößen, Poisson-Klammern; Kanonische Transformationen, Phasenraum. Studienleistung: begleitende Übungen zur Vorlesung, Klausur(en) : siehe Modulbeschreibung Tafel + Kreide, veranstaltungsspezifische Webseiten, evtl. Beamer oder Overheadprojektor Lehrbücher der Theoretischen Physik 23

24 Mathematik Modul Math1: Mathematik 1 Mathematik für Physiker 1 V 1 Pfl 4 SWS 9 LP Übungen zur Mathematik Ü 1 Pfl 2 SWS für Physiker 1 Klausur (180 Min.) Die erfolgreiche Bearbeitung der Übungsaufgaben ist eine Voraussetzung für die Zulassung zur Klausur. Gesamt 6 SWS 9 LP Modul Math1: Mathematik für Physiker 1 ab dem 1. Fachsemester Modulverantwortliche(r) Prof. Dr. V. Bach Prof. Dr. V. Bach, Prof. Dr. B. Gramsch, Prof. Dr. H.-P. Heinz, Dr. Dr. habil. M. Kraus, Prof. Dr. G. Schleinkofer Bachelorstudiengang Meteorologie, Diplomstudiengang Meteorologie; Pflichtveranstaltung im 1. Vorlesung (4 SWS), begleitende Übungen (2 SWS) Präsenzstudium 63 h, Eigenstudium 207 h Leistungspunkte 9 LP Voraussetzungen Hochschulreife Ziel der Veranstaltung ist, den Studierenden der Physik mathematische Grundbegriffe und ein elementares Verständnis des axiomatischen und deduktiven Aufbaus der Mathematik beizubringen. Die Studierenden erlernen die Methoden und Techniken der Analysis einer Veränderlichen und der linearen Algebra, die für das gute Verständnis der Vorlesungen in der Theoretischen Physik und der Experimentalphysik unerlässlich sind. Reelle und komplexe Zahlen; Differentiation in ; Integration in ; Lineare Algebra (einschl. Vektorräume, Matrizen, Determinanten, Lineare Abbildungen, Norm und Skalarprodukt, Eigenwerte); Konvergenz in metrischen Räumen; Differentiation in N bis Extrema Studienleistung: die Vorlesung begleitende Übungen : siehe Modulbeschreibung Tafel und Kreide Karl-Heinz Goldhorn, Hans-Peter Heinz: Mathematik für Physiker 1 Modul Math2: Mathematik 2 Mathematik für Physiker 2a V 2 Pfl 4 SWS 9 LP Übungen zur Mathematik Ü 2 Pfl 2 SWS für Physiker 2a Klausur (180 Min.) Die erfolgreiche Bearbeitung der Übungsaufgaben ist eine Voraussetzung für die Zulassung zur Klausur. Gesamt 6 SWS 9 LP Modulverantwortliche(r) Modul Math2: Mathematik für Physiker 2 a ab dem 2. Fachsemester Prof. Dr. V. Bach 24

25 Prof. Dr. V. Bach, Prof. Dr. B. Gramsch, Prof. Dr. H.-P. Heinz, Dr. Dr. habil. M. Kraus, Prof. Dr. G. Schleinkofer Bachelorstudiengang Meteorologie, Diplomstudiengang Meteorologie; Pflichtveranstaltung im 2. oder 3. Vorlesung (4 SWS), begleitende Übungen (2 SWS) Präsenzstudium 63 h, Eigenstudium 207 h Leistungspunkte 9 LP Voraussetzungen Mathematik für Physiker 1 Ziel der Veranstaltung ist, den Studierenden einige grundlegende Konzepte der Analysis beizubringen, die für das gute Verständnis der Vorlesungen über Theoretische Physik und Experimentalphysik (insbesondere über Themen aus der Mechanik und Elektrodynamik) unerlässlich sind. Gewöhnliche Differentialgleichungen; Mannigfaltigkeiten, Vektoranalysis Studienleistung: zur Vorlesung begleitende Übungen : siehe Modulbeschreibung Tafel und Kreide Karl-Heinz Goldhorn, Hans-Peter Heinz: Mathematik für Physiker 2 Modul Math3: Mathematik 3 Mathematik für Physiker 2b V 3 Pfl 4 SWS 9 LP Übungen zur Mathematik Ü 3 Pfl 2 SWS für Physiker 2b Klausur (180 Min.) Die erfolgreiche Bearbeitung der Übungsaufgaben ist eine Voraussetzung für die Zulassung zur Klausur. Gesamt 6 SWS 9 LP Modul Math3: Mathematik für Physiker 2 b ab dem 2. Fachsemester Modulverantwortliche Prof. Dr. V. Bach Prof. Dr. V. Bach, Prof. Dr. B. Gramsch, Prof. Dr. H.-P. Heinz, Dr. Dr. habil. M. Kraus, Prof. Dr. G. Schleinkofer Bachelorstudiengang Meteorologie, Diplomstudiengang Meteorologie; Pflichtveranstaltung im 2. oder 3. Vorlesung (4 SWS), begleitende Übungen (2 SWS) Präsenzstudium 63 h, Eigenstudium 207 h Leistungspunkte 9 LP Voraussetzungen Mathematik für Physiker 1 Ziel der Veranstaltung ist, den Studierenden weitere grundlegende Konzepte der Analysis beizubringen, die für das gute Verständnis der Vorlesungen über Theoretische Physik und Experimentalphysik (insbesondere über Themen aus der Quantenmechanik) unerlässlich sind. Funktionentheorie; Funktionenfolgen; (Maßtheorie + Integrationstheorie + Konvergenzsätze; Fourierreihen und Fouriertransformationen; Distributionen, Faltung) Studienleistung: zur Vorlesung begleitende Übungen : siehe Modulbeschreibung Tafel und Kreide Karl-Heinz Goldhorn, Hans-Peter Heinz: Mathematik für Physiker 2 25

26 Meteorologie Modul Met-Einf: Einführung in die Meteorologie Einführung in die Meteorologie I V 1 Pfl 3 Übungen zur 4 Einführung in die Meteorologie I Ü 1 Pfl 1 Einführung in die Meteorologie II V 2 Pfl 2 Übungen zur 3 Einführung in die 1 Meteorologie II Ü 2 Pfl : Klausur( 90 min) oder mündliche Prüfung (30 min) Gesamt 7 7 SWS LP prüfungsrelevante Studienleistung Modulverantwortlicher Leistungspunkte Voraussetzungen Modul Met-Einf: Einführung in die Meteorologie I ab dem 1. Fachsemester Prof. Dr. Manfred Wendisch Prof. Dr. Manfred Wendisch oder Englisch Bachelorstudiengang Meteorologie, Diplomstudiengang Meteorologie; Pflichtveranstaltung im 1. Vorlesung (2 SWS), begleitende Übungen (1 SWS) Präsenzstudium 42 h, Eigenstudium 85 h 4 LP Es handelt sich um eine Veranstaltung, die keine Vorkenntnisse in Meteorologie voraussetzt. Schulwissen zur Thermodynamik im Allgemeinen sowie mathematische Fertigkeiten (Vektoralgebra, Differentialrechnung) sind von Nutzen. Die Studenten werden in die Arbeitsgebiete und Methoden, die in der Meteorologie Anwendung finden, eingeführt. Es wird ein grundsätzlicher Überblick über die Meteorologie zur Einordnung aller weiteren Spezialgebiete gegeben. Einführung Die meteorologischen Elemente Aufbau der Atmosphäre Luftmassen Fronten Tief- und Hochdruckgebiete Grundlagen der Klimatologie Studienleistung: zur Vorlesung begleitende Übungen, : siehe Modulbeschreibung Tafel + Kreide, Overheadprojektor, Beamer 26

27 Kraus, H., 2000: Die Atmosphäre der Erde. Springer. 422 pp Houghton, J. T., The Physics of Atmospheres. Cambridge University Press, London Liljequist, G.H.; Cehak, K.: Allgemeine Meteorologie. 4.Auflage, Vieweg, Braunschweig Möller, F.: Einführung in die Meteorologie. Band 1 und 2, Mannheim Riehl, H. Introduction to the Atmosphere. 2nd Edition, Mc Graw- Hill, New York, Modul Met-Einf: Einführung in die Meteorologie II ab dem 2. Fachsemester Modulverantwortlicher Prof. Dr. Manfred Wendisch Prof. Dr. Manfred Wendisch, Dr. Evelyn Jäkel oder Englisch Bachelorstudiengang Meteorologie, Diplomstudiengang Meteorologie; Pflichtveranstaltung im 2. Vorlesung (2 SWS), begleitende Übungen (1 SWS) Präsenzstudium 31.5 h, Eigenstudium 71 h Leistungspunkte 3 LP Voraussetzungen Es handelt sich um eine Veranstaltung, die keine Vorkenntnisse in Meteorologie voraussetzt. Schulwissen zur Thermodynamik im Allgemeinen sowie mathematische Fertigkeiten (Vektoralgebra, Differentialrechnung) sind von Nutzen. Die Studenten werden in die Arbeitsgebiete und Methoden, die in der Meteorologie Anwendung finden, eingeführt. Es wird ein grundsätzlicher Überblick über die Meteorologie zur Einordnung aller weiteren Spezialgebiete gegeben. Atmosphärische Thermodynamik Aerosol, Wolken und Niederschlag Atmosphärische Dynamik Studienleistung: - : siehe Modulbeschreibung Tafel + Kreide, Overheadprojektor, Beamer Kraus, H., 2000: Die Atmosphäre der Erde. Springer. 422 pp Houghton, J. T., The Physics of Atmospheres. Cambridge University Press, London Liljequist, G.H.; Cehak, K.: Allgemeine Meteorologie. 4.Auflage, Vieweg, Braunschweig Möller, F.: Einführung in die Meteorologie. Band 1 und 2, Mannheim Riehl, H. Introduction to the Atmosphere. 2nd Edition, Mc Graw- Hill, New York,

28 Modul Met-ThW: Atmosphärische Thermodynamik und Wolken Atmosphärische Thermodynamik V 3 Pfl 2 Übungen zur 5 Atmosphärischen Thermodynamik Ü 3 Pfl 2 Wolkenphysik V 4 Pfl 4 Übungen zur 7 Wolkenphysik Ü 4 Pfl 2 : Klausur( 90 min) oder mündliche Prüfung (30 min) Gesamt SWS LP prüfungsrelevante Studienleistung Modulverantwortlicher Leistungspunkte Voraussetzungen Modul Met-ThW: Atmosphärische Thermodynamik ab dem 3. Fachsemester Prof. Dr. Stephan Borrmann Prof. Dr. Stephan Borrmann, Dr. Joachim Eichhorn, Dr. Mark Lawrence, Englisch Bachelorstudiengang Meteorologie, Diplomstudiengang Meteorologie; Pflichtveranstaltung im 3. Vorlesung (2 SWS), begleitende Übungen (2 SWS) Präsenzstudium 42 h, Eigenstudium 113 h 5 LP e der Module Experimentalphysik 1 und 2, Theoretische Physik 1, Mathematik für Physiker 1 und 2 Verständnis der grundlegenden thermodynamischen Variablen (Enthalpie, Energie, Entropie, etc.). Kenntnis der Hauptsätze, der chemischen Potentiale, der Zustandsänderungen sowie der Fundamentalgleichungen. Fähigkeit, die erlernten Grundlagen auf Prozesse, meteorologische und atmosphärische Fragestellungen anzuwenden. Grundlagen der Thermodynamik, Erster Hauptsatz, innere Energie und Enthalpie, Zweiter Hauptsatz, Entropie und potentielle Temperatur, Thermodynamische Potentiale und Gibbs sche Fundamentalgleichungen, Phasenübergangsthermodynamik, Atmosphärischer Wasserdampf, meteorologische Thermodynamik- Diagramme. Studienleistung: zur Vorlesung begleitende Übungen, : siehe Modulbeschreibung Tafel + Kreide, Overheadprojektor, Beamer, fachspez. Internetseiten Curry, J. A., P. J. Webster, Thermodynamics of atmospheres and oceans, AP, 1999 Nolting, W., Grundkurs Theoretische Physik, Band 4, Thermodynamik, Springer, 2001 Atkins, P. W., Physical chemistry, 6. Auflage, Freeman, 1999 Zdunkowski, W., A. Bott, Thermodynamics of the atmosphere: A course in theoretical meteorology, Cambridge Univ. Press, 2004 Bohren C., B. Albrecht, Atmospheric Thermodynamics, Oxford,

29 Sonstiges Zur Vorlesung wird ein elektronisches Volltextskript zur Verfügung gestellt. Modulverantwortlicher Leistungspunkte Voraussetzungen Sonstiges Modul Met-ThW: Wolkenphysik ab dem 4. Fachsemester Prof. Dr. Stephan Borrmann Prof. Dr. Stephan Borrmann, Dr. Subir K. Mitra, Englisch Bachelorstudiengang Meteorologie, Diplomstudiengang Meteorologie; Pflichtveranstaltung im 4. Vorlesung (4 SWS), begleitende Übungen (2 SWS) Präsenzstudium 63 h, Eigenstudium 146 h 7 LP e der Module Experimentalphysik 1 und 2, Theoretische Physik 1, Mathematik für Physiker 1 und 2 Tiefgehendes Verständnis der Behandlung wolkenphysikalischer Prozesse in Boxmodellen, zweidimensionalen Modellen, Wolkenund Niederschlagsvorhersagemodellen, Modellen zur Wettervorhersage und in Chemie-Transport-Modellen. Verständnis der Wolken als direkte Anwendung der Thermodynamik. Aktive Anwendung der Thermodynamik auf die Atmosphäre und meteorologische Fragestellungen. Hintergrundwissen für Verständnis von Satellitenmeteorologie. Kenntnisse der Wolkeneigenschaften für heterogene chemische Reaktionen Konvektion, Wolkenbildung, Convective Available Potential Energy; Phänomenologie: Mikrostruktur warmer und vereister Wolken, sowie der Niederschläge: Regen, Hagel, Graupel, Schnee, Phasenumwandlungen in Wolken: Kelvin-Gleichung, Köhler- Gleichung, erweiterte Köhler-Gleichung als Folge der Phasengleichgewichtsthermodynamik, Homogene, ioneninduzierte und heterogene Nukleation in der Atmosphäre, Eisphase in der Atmosphäre: Hydrometeore; Wolkenarten und Mechanismen ihrer Entstehung, Künstliche und unbeabsichtigte anthropogene Wolkenmodifikation Studienleistung: zur Vorlesung begleitende Übungen, : siehe Modulbeschreibung Tafel + Kreide, Overheadprojektor, Beamer, fachspezifische Internetseiten Pruppacher, H. R., J. D. Klett, Microphysics of clouds and precipitation, 2. Aufl., 1998 Cotton, W. R., R. A. Anthes, Storm and cloud dynamics, Academic Press, 1989 Mainzer Wolkenbilder-Galerie im Internet, Ausgewählte Publikationen der aktuellen Forschungsliteratur Zu den Vorlesungen wird ein elektronisches Volltextskript zur Verfügung gestellt. Die Übungen umfassen auch praktische Übungen am Computer Modul Met-DyN :Dynamik der Atmosphäre: Grundlagen und Numerik Verpflichtungs grad SWS LP prüfungsrelevante Studienleistung 29

30 Meteorologische Programmierung und Numerik V 4 Pfl 2 Übungen zur Meteorologischen Programmierung und Numerik Ü 4 Pfl 4 7 Atmosphärische Hydrodynamik V 4 Pfl 4 Übungen zur Atmosphärischen Hydrodynamik Ü 4 Pfl 3 8 : Klausur( 90 min) oder mündliche Prüfung (30 min) Gesamt Modul Met-DyN: Meteorologische Programmierung und Numerik ab dem 4. Fachsemester Modulverantwortlicher Prof. Dr. Heini Wernli Prof. Dr. Heini Wernli, Dr. Joachim Eichhorn, Englisch Bachelorstudiengang Meteorologie, Diplomstudiengang Meteorologie; Pflichtveranstaltung im 4. Vorlesung (2 SWS), begleitende Übungen (4 SWS) Präsenzstudium 63 h, Eigenstudium 141 h Leistungspunkte 7 LP Voraussetzungen der Module Mathematik für Physiker 1, 2 und 3 Kenntnis einiger numerischer Zeitschrittverfahren mit ihren spezifischen Eigenschaften, Fähigkeit diese Verfahren in Programmen zu implementieren und die Resultate grafisch darzustellen Grundlagen der numerischen Programmierung mit Fortran und Unix, einfache Anwendungen mit einem Grafikprogramm, Methode der finiten Differenzen, numerische Zeitschrittverfahren, Stabilität und Konvergenz von Schemen Studienleistung: zur Vorlesung begleitende Übungen, : siehe Modulbeschreibung Tafel + Kreide, Overheadprojektor, Beamer, Computer Lehrbücher zu Unix und Fortran90 Sonstiges Modulverantwortlicher Leistungspunkte Modul Met-DyN: Atmosphärische Hydrodynamik ab dem 4. Fachsemester Prof. Dr. Heini Wernli Prof. Dr. V. Wirth, Dr. Joachim Eichhorn, Englisch Bachelorstudiengang Meteorologie, Diplomstudiengang Meteorologie; Pflichtveranstaltung im 4. Vorlesung (4 SWS), begleitende Übungen (3 SWS) Präsenzstudium 73.5 h, Eigenstudium 179 h 8 LP 30

31 Voraussetzungen Sonstiges e der Module Experimentalphysik 1 und 2, Theoretische Physik 1 und 2, Mathematik für Physiker 1, 2 und 3, Einführung in die Meteorologie Kenntnis der Grundlagen der Atmosphärendynamik, Fähigkeit die Gleichungen in einfachen Spezialfällen zu lösen, Fähigkeit mit den relevanten Begriffen umzugehen, Kompetenz die relevanten wissenschaftliche Probleme der Atmosphärendynamik zu erkennen und in der Diskussion darzustellen Erhaltungsgrößen, Bewegungsgleichungen der Atmosphärendynamik, verschiedene Näherungen und Koordinatensysteme, spezielle Anwendungen auf der rotierenden Erde, Linearisierung, Wellen, Instabilität, Turbulenz, Atmosphärische Grenzschicht Studienleistung: zur Vorlesung begleitende Übungen, : siehe Modulbeschreibung Tafel + Kreide, Overheadprojektor, Beamer Lehrbücher der Atmosphärendynamik Skript Modul Met-AnSt: Angewandte Meteorologie und Statistik Angewandte Meterologie Seminar zur Angewandten Meteorologie V 5 Pfl 2 3 SWS LP prüfungsrelevante Studienleistung S 5 Pfl 1 1 anerkannter Kurzvortrag von 15 bis 20 Minuten Dauer Meteorologische Statistik und Datenanalyse V 5 Pfl Übungen zur Meteorologischen Statistik und Datenanalyse Ü 5 Pfl Klausur (90 min) oder mündliche Prüfung (30 min); der Kurzvortrag im Seminar zur Angewandten Meteorologie muss anerkannt sein, damit das Modul erfolgreich abgeschlossen wird. Er wird jedoch nicht benotet; die Modulnote ist die Note der Klausur oder der mündlichen Prüfung. Gesamt 7 9 Bemerkung Die Vorlesung Angewandte Meteorologe kann in gewissen Studiengängen allein als Wahlpflichtmodul gewählt werden. Die Klausur oder mündliche Prüfung beschränkt sich in diesen Fällen auf den Stoff der Vorlesung, und es werden 3 LP vergeben Modulverantwortlicher Modul Met-AnSt: Angewandte Meteorologie ab dem 5. Fachsemester Prof. Dr. Heini Wernli Prof. Dr. Heini Wernli, Prof. Dr. Manfred Wendisch Bachelorstudiengang Meteorologie, Diplomstudiengang Meteorologie; Pflichtveranstaltung im 5. Vorlesung (2 SWS) 31

32 Leistungspunkte Voraussetzungen Präsenzstudium 21 h, Eigenstudium 69 h 3 LP e des Moduls Einführung in die Meteorologie Kenntnis von meteorologischen Messtechniken und von Anwendungsgebieten der Meteorologie Einführung in die Fernerkundung (Satellitenprodukte, Radar, Lidar); Strahlungsmessung und Messungen der Energiebilanz; Niederschlagsmessung; Stadtmeteorologie; Agrarmeteorologie; Biometeorologie; Einführung in die numerische Wettervorhersage Studienleistung: : siehe Modulbeschreibung Tafel + Kreide, Overheadprojektor, Beamer, fachspezifische Internetseiten Modulverantwortlicher Leistungspunkte Voraussetzungen Modul Met-AnSt: Seminar zur Angewandten Meteorologie ab dem 5. Fachsemester Prof. Dr. Heini Wernli Prof. Dr. Heini Wernli, Prof. Dr. Manfred Wendisch Bachelorstudiengang Meteorologie, Diplomstudiengang Meteorologie; Pflichtveranstaltung im 5. Begleitendes Seminar zur gleichnamigen Vorlesung (1 SWS) Präsenzstudium 10,5 h, Eigenstudium 19,5 h 1 LP e des Moduls Einführung in die Meteorologie Kenntnis von meteorologischen Messtechniken und von Anwendungsgebieten der Meteorologie; Kompetenz, sich in ein neues Thema einzuarbeiten und dieses den Mitstudierenden im mündlichen Vortrag verständlich und kompakt darzustellen Einführung in die Fernerkundung (Satellitenprodukte, Radar, Lidar); Strahlungsmessung und Messungen der Energiebilanz; Niederschlagsmessung; Stadtmeteorologie; Agrarmeteorologie; Biometeorologie; Einführung in die numerische Wettervorhersage Studienleistung: Kurzvortrag (ca Minuten) aus den Themenbereichen der : siehe Modulbeschreibung Tafel + Kreide, Overheadprojektor, Beamer, fachspezifische Internetseiten Modul Met-AnSt: Meteorologische Statistik und Datenanalyse ab dem 5. Fachsemester Modulverantwortlicher Prof. Dr. Heini Wernli Prof. Dr. Stephan Borrmann Bachelorstudiengang Meteorologie, Diplomstudiengang Meteorologie; Pflichtveranstaltung im 5. Vorlesung (2 SWS), begleitende Übungen (2 SWS) Präsenzstudium 42 h, Eigenstudium 118 h (einschließlich Klausurvorbereitung) Leistungspunkte 5 LP Voraussetzungen der Module Mathematik für Physiker 1, 2 und 3 32

33 Kenntnis der grundlegenden statistischen Verfahren, Fähigkeit die elementaren Verfahren auf eigene Probleme anzuwenden. Grundbegriffe der Wahrscheinlichkeitslehre und Kombinatorik, Zufallsgrößen, Parameter der Verteilung einer Zufallsgröße, wichtige Wahrscheinlichkeitsverteilungen, Stichprobenstatistik, Testtheorie, Zeitreihen Studienleistung: zur Vorlesung begleitende Übungen : siehe Modulbeschreibung Tafel + Kreide, Overheadprojektor, Beamer, Computer Schönwiese, C.-D. (1985): Praktische Statistik für Meteorologen und Geowissenschaftler. Bornträger Berlin Wilks, D.S. (1995): Statistical Methods in the Atmospheric Sciences: An Introduction. Academic Press Synoptische Meteorologie I Übungen zur Synoptischen Meteorologie I Modul Met-Syn: Synoptische Meteorologie V Ü 5 1 Wetterbesprechung zur Synoptischen Meteorologie I S 5 Pfl 1 Synoptische Meteorologie II Übungen zur Synoptischen Meteorologie II Wetterbesprechung zur Synoptischen Meteorologie II : V Ü S Pfl Pfl Pfl Pfl Pfl SWS LP prüfungsrelevante Studienleistung (4) 4 (5) eigene Wetterbesprechung wahlweise zur Synoptischen Meteorologie I im 5. oder Synoptischen Meteorologie II im Klausur 90 min; die Modulnote ergibt sich aus dem gewichteten Mittel der Note der eigenen Wetterbesprechung (40 %) und der Note der Klausur (60 %) Gesamt LP werden dem zugeordnet, in dem die Wetterbesprechung gehalten wird, 4 LP dem anderen. Modulverantwortlicher Modul Met-Syn: Synoptische Meteorologie I ab dem 5. Fachsemester RDir Bernhard Anger RDir Bernhard Anger Bachelorstudiengang Meteorologie, Diplomstudiengang Meteorologie; Pflichtveranstaltung im 5. Vorlesung (2 SWS), begleitende Übungen (1 SWS), begleitende Wetterbesprechung (1 SWS) Präsenzstudium 42 h, Eigenstudium 78 h ohne Vorbereitung der Wetterbesprechung, 108 h mit Vorbereitung der Wetterbesprechung 33