Willkommen zum Integrierten Kurs PHYSIK I III. sjl/

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1 Willkommen zum Integrierten Kurs PHYSIK I III sjl/

2 Physik I III, WS 2010/11 WS 2011/12 Überblick über die Klassische Physik + Hinführung zur Quantenphysik in 3 Semestern Integrierter Kurs: Vorlesungen 6 SWS + Übungen 4 SWS (I), 2 SWS (II+III) 1. Semester Mathematische Grundlagen Newtonsche + relativ. Mechanik Kontinuumsmechanik 2. Semester Thermodynamik Elektro /Magnetostatik Elektrodynamik 3. Semester Elektromagn. Wellen Optik Einführung zu Quanten Ergänzungen zur Physik I III Vorlesung 2 SWS + Übung 1 SWS 2. Semester analytische Mechanik nichtlineare Dynamik 3. Semester spez. Relativitätstheorie Kovariante Formulierung von Mechanik und Elektrodynamik

3 Dozenten: Prof. Dr. Carsten Fallnich Institut für Angewandte Physik Prof. Dr. Stefan J. Linz Institut für Theoretische Physik AG Optische Technologien AG Strukturbildung + Nichtlineare Dynamik Mehr zu unserer Forschung: MeetYOURProf der jdpg am 25.Oktober 2010, KP/TP Gebäude, R 304

4 Allgemeines zu Vorlesung Übungen Modulabschlußprüfung (Klausur/Nachklausur)

5 Es gibt eine Homepage der Vorlesung Physik1: enthält alle wichtigen Termine /Deadlines alle wichtigen Regularien zu Übungsbetrieb Klausurzulassung Modulabschlußprüfung Links zu online Lehrbüchern zusätzlichem Material zur Vorlesung aktuelle Ankündigungen einige Inhalte/Links sind password geschützt Benutzername: xxxxx Password: xxxxx

6 Tipps zur Vorlesung: 6 Stunden Vorlesung pro Woche Di. 10:30 12, Mi. 8:30 10, Fr. 10:30 12 IG1 HS 1 4 Stunden Übungen pro Woche Mo. 8 10, Do Festlegung der Übungsgruppen nach dieser Vorlesung dazu: Nachbereiten der Vorlesung / Selbststudium Handwerkszeug: zur Vorlesung geeignete Lehrbücher Vorlesung dient als roter Faden Bearbeiten der schriftlichen und mündlichen Übungsaufgaben essentieller Teil des Studiums, Anwendung von Erlerntem wenn möglichst zunächst allein versuchen, bei Schwierigkeiten in kleinen Gruppen

7 Wichtige Termine Anmeldezeitraum im QISPOS (nicht vergessen!) Vorlesung: Übungen: Modulabschlußprüfung:

8 Übungsbetrieb Termine: Mo + Do 8 10, diverse Seminarräume Beginn des Übungsbetriebs Mo in 2. Vorlesungswoche jede Woche: Ausgabe eines Übungsblatts in Übungsgruppen am Montag zwei Typen von Aufgaben: schriftlich und mündlich Abgabe der schriftlich zu bearbeitenden Teile des Übungsblatts am darauffolgenden Montag in der Übungsgruppe Besprechung des Blatts in Übungsgruppen am darauffolgenden Donnerstag und Montag In den Übungen besteht Anwesenheitspflicht Übungsblätter als pdf auf homepage Blatt 1 Blatt 2 Blatt 3 Blatt 4 Blatt 5 Blatt 6 Blatt 7 Blatt 8 Blatt 9 Blatt 10 Blatt 11 Blatt 12 Blatt 13 Blatt 14 Übungsgruppen / Räume werden nach der Vorlesung festgelegt

9 Mentorenprogramm zusätzliches Hilfestellungs und Betreuungsangebot, wird in 2.Semesterwoche (Mi Vorlesung) von Herr Dr. Heusler vorgestellt, Termine werden bekanntgegeben.

10 Klausurzulassung notwendig: mindestens 50% der schriftlich erreichbaren Punkte aus den Übungen mindestens 50% der mündlich erreichbaren Punkte aus den Übungen per Votierverfahren Klausur Kriterium für die Modulabschlussprüfung ist ausschließlich die Klausur Klausur wird benotet (Modulnote), geht mit dem Gewicht der Leistungspunkte in die Fachnote ein Klausurtermin: Montag, , IG1 Hörsäle 1+2 Nachklausurtermin: voraussichtlich Anfang des Sommersemesters 2011 (April, wird noch festgelegt)

11 Literatur zur Vorlesung (TheorieTeil): Standardwerke: Feynman: Vorlesungen über Physik I + II (Springer) Fließbach, Mechanik, Lehrbuch der Theoretischen Physik Bd. 1 (Spektrum) Greiner: Theoretische Physik Bd Mechanik (Verlag Harri Deutsch) Nolting: Grundkurs Theoretische Physik, Bd. 1 + Bd. 4 (Springer) [online] Rebhan: Theoretische Physik: Mechanik (Spektrum) Stephani, Kluge: Grundlagen der Theoretischen Mechanik (DvW) Fetter, Walecka: Theoretical Mechanics of Particles and Continua (McGraw/Hill) mathematische Methoden: Bronstein, Semendjajew, Taschenbuch der Mathematik (Verlag Harri Deutsch) Großmann, Mathematischer Einführungskurs für die Physik (Teubner) Lang, Pucker, Mathematische Methoden der Physik (Elsevier/Spektrum) Kallenrode: Rechenmethoden der Physik (Springer)

12 Was ist Physik? Warum ist Physik interessant?

13 All science is either physics or stamp collecting Ernest Rutherford ( ) engl. Atomphysiker Chemie Nobelpreis 1908

14 PHYSIK Name Physik von i (physis, gr. Natur/Naturordnung) erstmals aufgetaucht bei Aristoteles um 350 v. Chr. physike akroasis (Naturlehre) Physik ist nicht wirklich definierbar, Physik ist, womit sich Physiker nachts beschäftigen. (Jay Orear) grob: Physik: Enträtseln und Anwendung der grundlegenden Spielregeln der Natur/Welt

15 PHYSIK Vielfalt der Naturerscheinungen beobachten Gesetzmäßigkeiten und Zusammenhänge finden, i. Allg. via (gezielter) Experimente Extraktion der Phänomene in Form von Grundgleichungen / Theorien / Modelle Experiment als finaler Test der Theorie /des Modells Anwendung

16 PHYSIK Ziel der Physik: Vielfalt der beobachtbaren Phänomene, Strukturen und Dynamiken in der Natur durch möglichst wenige Gesetzmäßigkeiten erfassen, kein Faktenzoo, sondern effiziente & ökonomische Formulierung mit Hilfe der Mathematik Grundgleichungen/Axiome der Physik ( > Theoretischer Überbau) Formulierung i. Allg. als Feldtheorien: z.b. Mechanik: Cauchy GLn + KGL, Newton GL als Spezialfall Elektrodynamik: Maxwell GLn Gravitationstheorie: Einstein GLn Quantentheorie: Schrödinger GL, Pauli GL., Dirac GL.... Thermodynamik: Hauptsätze 0 3, Gibbs GL,...

17 PHYSIK äußerst erfolgreiche Naturwissenschaft Grundlagenforschung Anwendung/Technologie im täglichen Leben: Anwendungen der Physik allgegenwärtig Automobil, Schiff,Flugzeug, Raumfahrt Elektrizität, Telegraphie,...Mikrowelle, Laser, Handy, Solarzellen, Fernsehen, Computer, CD Player, MP3, Mobilfunk etc. Windkraftanlagen, Kernenergie, Kernfusion Navigation: GPS etc. Medizin: Röntgen, CT, MRI, Ultraschall, etc BIPS: Beschichtungen (Lotus, Anti Grafiti),... Materialien: TFT, LCD, Plasma, organische Materialien.,... jüngste Beispiele: Nobelpreis 2007: Grünberg+Fert: GMR >höhere Speicherplatzdichte Ertl: Korrosion+Oxidation von Oberflächen/Katalysatoren Nobelpreis 2009: Kao: Glasfaseroptik/kabel >schnelle Datenübertragung Boyle+Smith: Lichtspeicherung auf Halbleiterchip >digitale Kamera Nobelpreis 2010: Geim+Novoselov: Graphene > Wundermaterial

18 PHYSIK dynamische Naturwissenschaft aktuelle Problemstellungen (nicht vollständig, nur Beispiele) Subatomare Physik (Femtophysik) Kosmologie (dark matter, dark energy) Quantengravitation Physik kondensierter Materie Materialphysik Nanophysik Nichtgleichgewichtsphysik/Komplexe Systeme Physik komplexer Fluide und Polymere Physik granularer Materie /Sand Biophysik Verkehrsphysik Econophysik/Soziophysik