Bachelorstudiengang Materialphysik

Transkript

1 Bachelorstudiengang Materialphysik Modulhandbuch Wintersemester 2009/10 Entwurf Hinweis: Eine akademische Stunde (45 min.) wird bei der Workload-Berechnung mit einer Zeitstunde (60 min.) angesetzt. Für die Berechnung der Präsenzzeit wird die Vorlesungszeit mit 15 Wochen angesetzt. Demnach ergibt eine SWS 15 Stunden, sechs SWS ergeben 90 Stunden. Diese entsprechen 3 ECTS-Punkten.

2 Fachsemester 1

3 WS 2009/10 1 EP-1 Experimentalphysik ECTS 2 Lehrveranstaltungen Vorlesung Experimentalphysik 1 (4 SWS) Übungen zur Vorlesung (2 SWS) 3 Dozent Prof. Dr. Christian Stegmann 4 Modulverantwortliche Die Dozenten der Experimentalphysik 5 Inhalt Kinematik eines Massepunktes Bewegungsgleichungen und Newtonsche Gesetze Energie- und Impulserhaltung Bewegte Bezugssysteme, spezielle Relativitätstheorie Systeme von Massenpunkten Starre Körper, Rotationen, Kreisel Verformungen elastischer Körper Mechanik ruhender Flüssigkeiten und Gase Mechanische Oberflächenphänomene Strömungen von Flüssigkeiten und Gasen Kinetische Gastheorie Temperatur und Wärme, Wärmetransport Zustandsgrößen, Zustandsänderungen, Kreisprozesse Hauptsätze der Wärmelehre Reale Gase, Phasenübergänge 6 Lernziele und Die Studierenden erlernen Kompetenzen die quantitativ-mathematische Beschreibung mechanischer Vorgänge; die Anwendung physikalischer Gesetze und der jeweiligen mathematischen Methoden in Beispielen und Übungsaufgaben; die Argumentation auf der Grundlage weniger, abstrakter 7 Voraussetzungen für die Teilnahme physikalische Gesetze. Keine 8 Einpassung in Fachsemester 1 Musterstudienplan 9 Verwendbarkeit des Bachelor-Studiengang Physik (Pflichtbereich) Moduls Bachelor-Studiengang Mathematik mit Nebenfach Physik 10 Studien- und 180-minütige Abschlussklausur; Prüfungsleistungen aktive Teilnahme an den Übungen ist notwendig. 11 Berechnung Klausurnote Modulnote 12 Turnus des Jährlich im Wintersemester Angebots 13 Arbeitsaufwand Präsenzzeit: 90 h Eigenstudium: 135 h 14 Dauer des Moduls 1 Semester 15 Unterrichtssprache Deutsch 1

4 WS 2009/10 16 Vorbereitende Literatur W. Demtröder, Experimentalphysik 1, Springer R. Feynman, R. Leighton, M. Sands, Feynman Lectures Band 1, Addison-Wesley D. Halliday, R. Resnick, J. Walker, Physik, Wiley D. Giancoli, Physik, Pearson 2

5 WS 2009/10 und SS GP-1 Grundpraktikum ECTS 2 Lehrveranstaltungen Praktikum Teil 1 (2 SWS, Wintersemester) Praktikum Teil 2 (3 SWS, Sommersemester) Kurs zur Datenanalyse (4 Doppelstunden) 3 Dozenten Prof. Dr. Christian Stegmann 2.0 ECTS 2.0 ECTS 1.0 ECTS 4 Modulverantwortliche Die Dozenten der Experimentalphysik 5 Inhalt Grundlagen des Experimentierens Typische Geräte und Messmethoden aus den Bereichen Mechanik, Wärme, Elektrizität, Magnetismus, Elektronik, Optik, Protokollieren von Messungen Beschreibung von Versuchsaufbauten und Versuchsabläufen, Analyse von Messdaten, Interpretation von Messergebnissen Fehlerrechnung und statistische Methoden der Datenanalyse: statistische und systematische Fehler, Wahrscheinlichkeitsdichten, Kovarianz-Matrix, Hypothesentests 6 Lernziele und Die Studierenden lernen Kompetenzen Durchführung von Messungen Handhabung typischer Geräte Auswertung von Messungen mit Fehleranalyse Kritische Bewertung von Messergebnissen Protokollführung und Präsentation von Ergebnissen 7 Voraussetzungen für die Teilnahme Teamarbeit keine 8 Einpassung in Teil 1 im 1. Fachsemester, Teil 2 im 2. Fachsemester Musterstudienplan 9 Verwendbarkeit des Bachelor-Studiengang Physik (Pflichtbereich) Moduls Studiengänge mit Physik als Nebenfach 10 Studienleistungen Teilnahme an den Praktikumsterminen und Durchführung der Versuche Testate der Protokolle und Kolloquien Teilnahme am Kurs zur Datenanalyse 11 Berechnung Das Modul ist unbenotet. Modulnote 12 Turnus des Jährlich Angebots 13 Arbeitsaufwand Präsenzzeit: 83 h Eigenstudium: 67 h 14 Dauer des Moduls 2 Semester 15 Unterrichtssprache Deutsch und Englisch 16 Vorbereitende Literatur Vorbereitende Literatur wird zu jedem Versuch angegeben. Weitere Informationen auf 1

6 WS2009/10 1 MMAT-1 Mathematik für Materialphysiker ECTS 2 Lehrveranstaltungen Vorlesung Mathematik für Ingenieure I Kurs B (4 SWS) Übung dazu (2 SWS) 3 Dozenten Prof. Dr. W. Merz 5.0 ECTS 2.5 ECTS 4 Modulverantwortliche Dozenten der Angewandten Mathematik 5 Inhalt Grundlagen: Aussagenlogik, Mengen, Relationen, Abbildungen Zahlensysteme: natürliche, ganze, rationale und reelle Zahlen, komplexe Zahlen Vektorräume: Grundlagen, Lineare Abhängigkeit, Spann, Basis, Dimension, euklidische Vektor- und Untervektorräume, affine Räume Matrizen, Lineare Abbildungen, Lineare Gleichungssysteme: Matrixalgebra, Lösungsstruktur linearer Gleichungssysteme, Gauß-Algorithmus, inverse Matrizen, Matrixtypen, lineare Abbildungen, Determinanten, Kern und Bild, Eigenwerte und Eigenvektoren, Basis, Ausgleichsrechnung Grundlagen Analysis einer Veränderlichen: Grenzwert, Stetigkeit, elementare Funktionen, Umkehrfunktionen 6 Lernziele und Die Studierenden lernen Kompetenzen grundlegende Begriffe und Strukturen der Mathematik Aufbau des Zahlensystems sicheren Umgang mit Vektoren und Matrizen Lösungsmethoden zu linearen Gleichungssystemen Grundlagen der Analysis und der mathematischen exakten Analysemethoden 7 Voraussetzungen für die Teilnahme 8 Einpassung in Musterstudienplan 9 Verwendbarkeit des Moduls grundlegende Beweistechniken in o.g. Bereichen Schulwissen in Mathematik Ab Studiensemester 1 Studiengänge MB, WW, Materialphysik, NST, Pflichtbereich 10 Studien- und Prüfungsleistungen Vorlesung: 90minütige Abschlussklausur (PL) Übung: erfolgreiche Teilnahme (SL) 11 Berechnung Klausurnote Modulnote 12 Turnus des Jährlich Angebots 13 Arbeitsaufwand Präsenzzeit: 90 h Eigenstudium: 135 h 1

7 WS2009/10 14 Dauer des Moduls 1 Semester 15 Unterrichtssprache deutsch 16 Vorbereitende Skripte des Dozenten Literatur Hoffmann, B. Marx, W. Vogt, Mathematik für Ingenieure 1, Pearson K. Finck von Finckenstein, J. Lehn et. al., Arbeitsbuch für Ingenieure, Band I, Teubner 2

8 WS 2009/10 1 WW-1 Werkstoffe und ihre Struktur 5.0 ECTS 2 Lehrveranstaltungen Vorlesung Werkstoffe und ihre Struktur (3 SWS) Übung dazu (1 SWS) 3 Dozenten Prof. Dr. Mathias Göken 4 Modulverantwortlicher Prof. Dr. Mathias Göken, Lehrstuhl Allgemeine Werkstoffeigenschaften, WW1 5 Inhalt Einführung in die unterschiedlichen Werkstoffgruppen deren Eigenschaften und atomaren Aufbau (Bindungspotential, Kristallstruktur, amorphe Struktur) Gitterbaufehler (Punktdefekte, Versetzungen, Grenzflächen, Ausscheidungen) Mikrostrukturcharakterisierung von Werkstoffen (Gefüge, Präparation, Mikroskopie) Zustandsdiagramme (Thermodynamik, Binäre Systeme, Mischungslücke, Eutektikum, Ausscheidungshärtung) Fe-C-Zustandsdiagramm (Stahl, Härtung, Gusseisen) Diffusion, Arrhenius-Diagramm, Phasenumwandlungen, grenzflächenbestimmte Reaktionen Mechanische Eigenschaften (elastisches und plastisches Verhalten, Spannungs-Dehnungs-Diagramm, Härte, Ermüdung, Bruch) 6 Lernziele und Kompetenzen 7 Voraussetzungen für die Teilnahme 8 Einpassung in Musterstudienplan 9 Verwendbarkeit des Moduls 10 Studien- und Prüfungsleistungen Die Studierenden lernen den vielfältigen strukturellen Aufbau der Werkstoffe kennen erkennen den Zusammenhang zwischen der chemischen Zusammensetzung der Struktur und den Eigenschaften von Werkstoffen verstehen die Grundsätze der Legierungsthermodynamik und der Zustandsdiagramme erwerben erste Kenntnisse bezüglich der mechanischen Eigenschaften und der Härtungsmechanismen erwerben fundierte Kenntnisse über die Grundlagen zum Aufbau der verschiedenen Werkstoffklassen sind in der Lage, die Unterschiede zwischen den verschiedenen Werkstoffklassen zu erklären und die sich daraus ergebenden unterschiedlichen Anwendungsfelder zu benennen. keine Ab erstem Studiensemester Bachelor-Studiengang Materialphysik 60-minütige Abschlussklausur 1

9 WS 2009/10 11 Berechnung Klausurnote Modulnote 12 Turnus des jährlich Angebots 13 Arbeitsaufwand Präsenzzeit: 60 h Eigenstudium: 90 h 14 Dauer des Moduls 1 Semester 15 Unterrichtssprache Deutsch 16 Vorbereitende B. Ilschner, R.F. Singer, Werkstoffwissenschaften und Literatur Fertigungstechnik, Springer Verlag, 2005 oder neuer 2