FRIEDRICH - SCHILLER - UNIVERSITÄT J E N A PHYSIKALISCH-ASTRONOMISCHE FAKULTÄT

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1 Seite 1 von 135 FRIEDRICH - SCHILLER - UNIVERSITÄT J E N A PHYSIKALISCH-ASTRONOMISCHE FAKULTÄT M O D U L K A T A L O G f ü r d e n S T U D I E N G A N G P H Y S I K mit dem Abschluss Master of Science Stand:

2 Seite 2 von 135 Präambel Der Modulkatalog für den Studiengang Physik mit dem Abschluss Master of Science beinhaltet alle Pflicht- und Wahlpflichtmodule des physikalischen Fachstudiums und des Kontextstudiums, die entsprechend der Prüfungsordnung für den Studiengang Physik 22 zum Erreichen des Studienabschlusses Master of Science erfolgreich zu absolvieren sind. Die Modulbeschreibungen informieren über den Modulverantwortlichen, die Voraussetzungen zur Teilnahme, die Verwendbarkeit, den Status eines Moduls, die Lern- und Arbeitsformen, den Arbeitsaufwand und die zu erreichenden Leistungspunkte, die Inhalte und Qualifikationsziele des Moduls, sowie die Art der Prüfungsleistungen und deren Gewichtung. Die Modulbeschreibung informiert weiterhin über die Häufigkeit des Angebotes des Moduls sowie die Dauer. Der Modulkatalog entspricht den Anforderungen gemäß der Studienordnung Physik mit dem Abschluss Master of Science in 7 und wird jedes Semester insbesondere bezüglich der Lehrverantwortlichen aktualisiert. Die Module werden entsprechend dem Studienplan auf Seite 4 angeboten. Wenn nichts anderes in der Modulbeschreibung vermerkt ist, beträgt die Moduldauer ein Semester. Inhaltsverzeichnis Regelstudienpläne... 5 Experimentalphysik Semester... 7 Festkörperphysik I... 7 Theoretische Physik Semester... 8 Quantenmechanik II... 8 Physikalische Wahlfächer - Astronomie/Astrophysik Semester... 9 Einführung in die Astronomie... 9 Physik der Sterne Terra-Astronomie Astronomisches Praktikum Himmelsmechanik Spektroskopie Einführung in die Radioastronomie Physik der Planetensysteme Semester Astronomische Beobachtungstechnik Sonne und sonnenähnliche Sterne Oberseminar Astronomie/Astrophysik Extragalaktik Kosmologie Laborastrophysik Neutronensterne Physikalische Wahlfächer - Festkörperphysik/Materialwissenschaft Semester Festkörperphysik II - Einführung in die Spezialisierungsrichtung Festkörpermodifikation mit Ionenstrahlen Optische Eigenschaften von Festkörpern und Festkörperschichten Phasenfeldtheorie Nanomaterialien und Nanotechnologie Materialwissenschaft Metalle Vakuum- und Dünnschichtphysik Supraleitende Materialien Einführung in die Quanten-Informationstheorie Semester Kern- und Teilchenphysik Oberseminar Festkörperphysik/ Materialwissenschaft Nukleare Festkörperphysik... 38

3 Seite 3 von 135 Modern Methods in Nuclear Physics: Theory and Applications Polymerphysik Organische und anorganische Halbleiter Oberflächenanalytische Methoden der Festkörperphysik Optoelectronics Semester Gravitational Wave Detection Physikalische Wahlfächer - Gravitations- und Quantentheorie Semester Einführung in die Teilchenphysik Allgemeine Relativitätstheorie Pfadintegrale Symmetrien in der Physik Physik der Skalen die Renormierungsgruppe Introduction to Cosmology Mathematische Methoden der Physik für Fortgeschrittene Relativistische Astrophysik Quantenfeldtheorie II Quantenfeldtheorien auf dem Gitter Solitonen Numerische Relativitätstheorie Mathematische Relativitätstheorie Computational Physics III Eichtheorien / Gauge theories Physik des Quantenvakuums in starken Feldern Theoretische Atomphysik Atome in externen Feldern Teilchen in starken elektromagnetischen Feldern Einführung in Stringtheorie und AdS/CFT Quantenphysik mit dem Rechner Semester Quantenfeldtheorie I Grundkurs Theoretische Physik I Kontinuumsmechanik für Lehramtstudenten Oberseminar Gravitations- und Quantentheorie Spektrale Methoden in der Theoretischen Physik Supersymmetrie Magnetohydrodynamik Selbststudium: Nacharbeit (Vorlesung, Übung): Quantenfeldtheorie des Festkörpers, Dichtefunktionaltheorie Electronic Structure Theory Physikalische Wahlfächer - Optik Semester Fundamentals of modern optics Nonlinear optics Biomedical imaging ionizing radiation Introduction to applications of modern optics and photonics in astronomy Biophotonics High intensity/relativistic optics Introduction to optical modeling Introduction to accelerator physics Semester Grundlagen der Laserphysik Laser physics Plasma physics Lens design I Imaging and aberration theory Microoptics Active photonic devices Diffractive optics Theory of microscopic imaging Lens design II... 97

4 Seite 4 von 135 Physical optics design Attosecond laser physics Fundamentals of x-ray physics Computational photonics Biomedical imaging non-ionizing radiation Oberseminar Optik Physics of free-electron lasers Physical Optics Modeling Light Source Modeling Holography Specialization I: Applied laser technology Laser as a probe Applied laser technology II (Laser as a tool) XUV and X-ray optics Moderne Methoden der Spektroskopie Micro/nanotechnology Introduction to nanooptics Image processing Design and correction of optical systems Ultrafast optics Kohärenzoptik und optische Informationsverarbeitung Fiber optics Photonic materials basics and applications Fundamentals of quantum optics Physics foundations of renewable energies Theorie der Nichtlinearen Optik Theory of nonlinear optics Physics of extreme electromagnetic fields: experiment and theory Interaction of high-energy radiation with matter Nichtphysikalisches Nebenfach Beispiel Grundlagen der Physikgeschichte Spezielle Fragen der Physikgeschichte I Spezielle Fragen der Physikgeschichte II Übergreifende Inhalte Semester Einführung in das wissenschaftliche Arbeiten Projektplanung zur Masterarbeit Masterarbeit Semester Masterarbeit

5 Seite 5 von 135 Regelstudienpläne LP Leistungspunkte Masterprüfung nach 4 Semestern 120 LP Physikalische Wahlfächer: Astronomie/Astrophysik, Festkörperphysik/ Materialwissenschaft, Gravitations- und Quantentheorie, Optik Im 1. Semester und 2. Semester müssen zwei Wahlfachmodule aus unterschiedlichen Wahlfächern belegt werden. Die Auswahl eines dritten Wahlfaches im 2. oder 3. Semester ist möglich.

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7 Seite 7 von 135 Experimentalphysik 1. Semester Modulnummer Modulbezeichnung: Festkörperphysik I Modulverantwortliche(r): Prof. Dr. Fritz deutsch Zuordnung zu den Studiengängen Pflichtmodul für den Studiengang MA Physik im 1. Semester Lehrform / SWS: Vorlesung: 4 SWS Übung: 2 SWS Arbeitsaufwand: Präsenzstunden: Vorlesung: 60, Übung: 30 Leistungspunkte: 8 Voraussetzungen Inhalt: Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen) Selbststudium: Nacharbeit (Vorlesung, Übung): 60 Lösen von Übungsaufgaben: 60 Prüfungsvorbereitung: 30 Gesamtarbeitsaufwand: 240 Stunden - Vermittlung von Begriffen, Phänomenen und Konzepten der experimentellen Festkörperphysik - Entwicklung von Fähigkeiten zum selbständigen Lösen von Aufgaben aus diesem Gebiet Dynamik des Kristallgitters, Phononen und thermische Eigenschaften, mechanische Eigenschaften, Elektronen im Festkörper, elektrische Eigenschaften, thermoelektrische Eigenschaften spezielle Eigenschaften (Dielektrika, Magnetismus, Supraleitung), nichtkristalline Festkörper, dünne Schichten, elektronische Bauelemente Übungsaufgaben, aktive Teilnahme an den Übungen Detaillierte Festlegungen werden zu Semesterbeginn bekannt gegeben. Voraussetzung für die Vergabe von Leistungspunkten (Prüfungsform): Semesterabschlussklausur (60 Minuten) Medienunterstützte Vorlesung und Übungen Lehrbücher der Festkörperphysik

8 Seite 8 von 135 Theoretische Physik 2. Semester Modulnummer Modulbezeichnung: Modulverantwortliche(r): Quantenmechanik II Prof. Dr. A. Wipf, Prof. Dr. H. Gies Dozent(in): Deutsch, (Englisch auf Wunsch) Zuordnung zu den Studiengängen: Pflichtmodul für den Studiengang MA Physik im 1. Semester Lehrform / SWS: Vorlesung: 4 SWS Übung: 2 SWS Arbeitsaufwand: Präsenzstunden: Vorlesung: 60, Übung: 30 Selbststudium: Nacharbeit (Vorlesung, Übung): 60 Leistungspunkte: 8 Lösen von Übungsaufgaben: 60 Prüfungsvorbereitung: 30 Gesamtarbeitsaufwand: 240 Stunden Voraussetzungen: Inhalt: Bachelor, Modul Quantenmechanik I Vermittlung der Methoden zur Beschreibung und Modellierung von nichtrelativistischen und relativistischen physikalischen Systemen in der Quantenmechanik. Entwicklung der Fähigkeiten zum selbständigen Lösen von anspruchsvolleren Aufgaben und der Behandlung von komplexeren Systemen. Mehrkörpersysteme identische Teilchen Symmetrien, Addition von Drehimpulsen Zeitabhängige Störungstheorie Streutheorie Einführung in relativistische Quantenmechanik Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen): Regelmäßige Teilnahme an Übungen, Abgabe der Übungsaufgaben; Detaillierte Festlegungen werden zu Semesterbeginn bekannt gegeben. Voraussetzung für die Vergabe von Leistungspunkten (Prüfungsform): Klausur oder mündliche Prüfung am Ende des Semesters (Art der Prüfung wird zu Beginn des Moduls bekannt gegeben) Kreidetafel, Overheadprojektor, Computerunterstützte Demonstrationen, Skript zur Vorlesung Lehrbücher der Theoretischen Physik z.b. F. Schwabl; W. Nolting; Straumann; K. Gottfried und T.M. Yan; C. Cohen-Tannoudji.

9 Seite 9 von 135 Physikalische Wahlfächer - Astronomie/Astrophysik 1. Semester Modulnummer: Modulbezeichnung: Modulverantwortliche(r), Dozent: Zuordnung zu den Studiengängen Häufigkeit des Angebots (Zyklus) Dauer des Moduls: Einführung in die Astronomie Prof. Dr. Krivov deutsch Wahlpflichtmodul Diplom Physik, Bachelor Physik, Master Physik, Lehramt Wintersemester 1 Semester Lehrform / SWS: Vorlesung: 2 SWS plus Übung: 2 SWS Arbeitsaufwand (work load): Präsenzstunden: Vorlesung: 30, Übung: 30 Leistungspunkte (ECTS credits): 4 Voraussetzungen: Inhalt: Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen) Voraussetzung für die Vergabe von Leistungspunkten (Prüfungsform): Selbststudium: Nacharbeit (Vorlesung, Übung): 30 Prüfungsvorbereitung: 30 Gesamtarbeitsaufwand: 120 Stunden Vorstellung von Astronomie als exakter Naturwissenschaft, Methoden und Erkenntnisse, Vermittlung des modernen Weltbilds - Was ist Astronomie? - "Kosmographische" Beschreibung des Weltalls - Theoretische und beobachtende Methoden der Astronomie - Sphärische Astronomie, Astrometrie - Himmelsmechanik, Keplersche Gesetze - Sonnensystem - Sonne und Sterne - Milchstraßensystem - Galaxien - Kosmologie Regelmäßige Teilnahme an Vorlesungen und Übungen Übungsaufgaben oder Klausur oder mündliche Prüfung Tafel, Overhead, Beamer Karttunen, Kröger, Oja, Poutanen, Donner, Fundamental Astronomy (Springer), Unsöld, Baschek, Der neue Kosmos (Springer), Voigt, Abriss der Astronomie (BI Wissenschaftsverlag)

10 Seite 10 von 135 Modulnummer: Modulbezeichnung: Modulverantwortliche(r), Dozent: Zuordnung zu den Studiengängen Häufigkeit des Angebots (Zyklus) Dauer des Moduls: Lehrform / SWS: Physik der Sterne Prof. Dr. Ralph Neuhäuser deutsch (manchmal teils englisch) Wahlpflichtmodul Diplom Physik, Master Physik, Lehramt Wintersemester 1 Semester Vorlesung: 4 SWS Übung: 2 SWS Arbeitsaufwand (work load): Präsenzstunden: Vorlesung: 60, Übung: 30 Selbststudium: Nacharbeit (Vorlesung, Übung): 60 Leistungspunkte (ECTS credits): 8 Voraussetzungen: Inhalt: Lösen von Übungsaufgaben: 60 Prüfungsvorbereitung: 30 Gesamtarbeitsaufwand: 240 Stunden Inhalte des Moduls Einführung in die Astronomie - Vermittlung der grundlegenden Begriffe, Phänomene und Konzepte der Stellarphysik - Entwicklung von Fähigkeiten zum selbständigen Lösen von Aufgaben und Problemen der Stellarphysik Entstehung und Entwicklung von Sternen als Funktion der Masse durch das Hertzsprung-Russell Diagramm, Sternatmosphären, Spektroskopie, Photometrie, Kernfusion als Energiequelle Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen) Voraussetzung für die Vergabe von Leistungspunkten (Prüfungsform): Regelmäßige Teilnahme an den Übungen und Abgabe der Übungsaufgaben (mindestens 80%) Klausur (120 min Dauer) oder mündliche Prüfung am Ende des Semesters oder erfolgreiche Teilnahme an den Übungen (Form der Prüfung wird zu Beginn der Vorlesungen angegeben, Form der Wiederholungsprüfung nach der ersten Prüfung) Medienunterstützte Vorlesung (Tafel, Overheadfolien, Beamer) mit Übungen und praktischen Vorführungen Scheffler, Elsässer, Physik der Sterne und der Sonne (BI), sehr ausführlich, sehr gut Carroll, Ostlie, Introduction to Modern Astrophysics (Addison- Wesley), englisch, sehr gute Einführung Stahler, Palla, The formation of stars (Wiley-VCH, 2004), englisch, sehr ausführlich, sehr gut, sehr aktuell Unsöld, Baschek, Der neue Kosmos (Springer), ausführlich, aktuell und gut geeignet

11 Seite 11 von 135 Modulnummer: Modulbezeichnung: Modulverantwortliche(r), Dozent: Terra-Astronomie Prof. Dr. R. Neuhäuser deutsch Zuordnung zu den Studiengängen Wahlpflichtmodul für die Studiengänge MSc Physik, Lehramt im Drittfach Astronomie, Wahlmodul für Nebenfächler Häufigkeit des Angebots (Zyklus) Sommersemester (in ungeraden Jahren) Dauer des Moduls: Lehrform / SWS: 1 Semester Vorlesung: 2 SWS Übung: 2 SWS Seminar 2 SWS Arbeitsaufwand (work load): Präsenzstunden: Vorlesung: 30, Übung: 30, Seminar 30 Leistungspunkte (ECTS credits): 6 Voraussetzungen: Inhalt: Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen) Voraussetzung für die Vergabe von Leistungspunkten (Prüfungsform): Selbststudium: Nacharbeit (Vorlesung, Übung): 60 Lösen von Übungsaufgaben: 30 Prüfungsvorbereitung: 30 Gesamtarbeitsaufwand: 180 Stunden keine - Vermittlung der grundlegenden Begriffe, Phänomene und Konzepte der Terra-Astronomie - Entwicklung von Fähigkeiten zum selbständigen Lösen von Aufgaben aus diesen Gebieten - Entwicklung von Fähigkeiten zum selbständigen Vortragen in einem der Teilgebiete - Beiträge von Natur- und Geisteswissenschaften Sonnenaktivität und -wind, kosmische Strahlung und ihre Quellen, Supernovae und ihre Überreste, Neutronensterne, Gamma-Ray- Bursts, Radionukleide auf der Erde, Auswirkung kosmischer Ereignisse auf Erde und Biosphäre, historische Beobachtungen zur Rekonstruktion der Sonnenaktivität und kosmischer Explosionen Regelmäßige Teilnahme an Übungen oder Seminar (entweder mindestens 80 % der Lösungen abgegeben oder einen Vortrag im Seminar gehalten) Erfolgreiche Teilnahme an Übungen (mindestens 50 % der Punkte) oder Seminar (guter Vortrag), oder mündliche Prüfung oder Klausur Medienunterstützte Vorlesung mit Beispielen, Experimenten und Übungen Lehrbücher zur Sonnenphysik (z.b. Vaquero & Vasquez) und Supernovae (z.b. Stephenon & Green)

12 Seite 12 von 135 Studiengang: Modulbezeichnung: ggf. Kürzel Diplom Physik, Master Physik, Lehramt Astronomisches Praktikum Astrolab ggf. Untertitel ggf. Lehrveranstaltungen: Semester: Modulverantwortliche(r): Dozent(in): Zuordnung zum Curriculum Lehrform / SWS: Arbeitsaufwand: Laborpraktikum Astronomie/Astrophysik Sommersemester Prof. Neuhäuser Prof. Neuhäuser, Dr. Mugrauer, Dr. Mutschke, Dr. Löhne Deutsch Master Physik, Diplom Physik, Lehramt 4 SWS Praktikum: teils Beobachtungspraktikum, teils Labor- Astrophysik-Praktikum 60h Präsenz bei Praktikum, 120h Eigenstudium für Vor- und Nachbereitung Leistungspunkte: 8 Voraussetzungen: Inhalt: Grundstudium Bachelor Physik Einführung in die Astronomie empfohlen Funktionsweise und Beobachtung von Sternen, Staublaborversuche, Datenauswertung, Fehlerrechnung Spektroskopie und Photometrie am Teleskop, interstellarer Staub, Sternentstehung, Infrarot-Astronomie Studien- und Prüfungsleistungen: Protokolle ausarbeiten und abgeben, ggf. Prüfung Tafelanschrieb, Overheadfolien, praktiksches Vorführen Voigt, Abriss der Astronomie (BI Wissenschaftsverlag) Unsöld, Baschek, Der neue Kosmos (Springer) Scheffler, Elsässer, Physik der Sterne und der Sonne (BI) Carroll, Ostlie, Intro to Modern Astrophysics (Addison-Wesley)

13 Seite 13 von 135 Modulnummer: Modulbezeichnung: Modulverantwortliche(r): Dozent(in): Himmelsmechanik Prof. Alexander Krivov Prof. Alexander Krivov Englisch Zuordnung zu den Studiengängen Wahlpflichtmodul Diplom Physik, Master Physik Häufigkeit des Angebots Dauer des Moduls Lehrform / SWS: Arbeitsaufwand: Wintersemester (alle 1 bis 2 Jahre) 1 Semester Vorlesung: 2 SWS, Übung: 2 SWS Präsenzstunden: Vorlesung: 30 h, Übung: 30 h Selbststudium: Nacharbeit (Vorlesung, Übung): 30 h Lösen von Übungsaufgaben: 30 h Prüfungsvorbereitung: 60 h Gesamtarbeitsaufwand: 180 Stunden Leistungspunkte (ECTS credits): 6 Voraussetzungen: Lernziele / Kompetenzen Inhalt: Modul Einführung in die Astronomie empfohlen Erlernen von grundlegenden Begriffen, Problemen und Methoden der klassischen und modernen Himmelsmechanik und deren Anwendungen auf verschiedene astronomische Probleme Entwicklung von Fähigkeiten zum selbstständigen Lösen von vergleichsweise einfachen Aufgaben aus diesen Gebieten Gegenstand der Himmelsmechanik; Zwei-Körper-Problem; eingeschränktes Drei-Körper-Problem; gestörte Bewegungen; Dynamik der Planetensysteme: resonante, säkulare und periodische Störungen; Chaos und Stabilität; moderne Erweiterungen: relativistische Himmelsmechanik, nichtgravitative Himmelsmechanik, Astrodynamik Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen) Regelmäßige Teilnahme an Vorlesungen und Übungen, Abgabe der Übungsaufgaben (mindestens 80%) Voraussetzung für die Vergabe von Leistungspunkten (Prüfungsform): Übungen, Klausur oder mündliche Prüfung am Ende des Semesters (Art der Prüfung und Wiederholungsprüfung wird zu Beginn der Vorlesung bekannt gegeben) Tafel, Overheadfolien, Beamer Murray, Dermott, Solar System Dynamics (Cambridge Univ. Press, 1999) Danby, Fundamentals of Celestial Mechanics (Willmann-Bell, 1988) Guthmann, Einführung in die Himmelsmechanik und Ephemeridenrechnung (BI-Wissenschaftsverlag)

14 Seite 14 von 135 Modulnummer: Modulbezeichnung: Modulverantwortliche(r): Dozent(in): Zuordnung zu den Studiengängen: Lehrformen / SWS: Dauer des Moduls Spektroskopie Prof. Artie Hatzes Prof. Artie Hatzes Englisch Wahlpflichtmodul Diplom Physik und Master Physik (alle 1-2 Jahre im WiSe) 2 SWS Vorlesung 1 Semester Leistungspunkte: 4 Arbeitsaufwand: Voraussetzungen: Inhalt: Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen) Voraussetzung für die Vergabe von Leistungspunkten (Prüfungsform): Präsenzstunden: 30 h Vorlesung Selbststudium: Nacharbeit: 60 h Prüfungsvorbereitung: 30 h Gesamtarbeitsaufwand: 120 Stunden Vorlesung Einführung in die Astronomie empfohlen Grundlagen der Spektroskopie und Sternatmosphären Spektroskopie: Instrumente, Beobachtung, Auswertung; Theorie der Sternatmosphären, Sternaufbau, Anwendungen Regelmäßige Teilnahme an Vorlesungen Klausur oder mündliche Prüfung am Ende des Semesters Tafel, Overheadfolien, Beamer Gray, Stellar Photospheres (Cambridge Univ. Press)

15 Seite 15 von 135 Modulnummer: Modulbezeichnung: Modulverantwortliche(r), Dozent: Zuordnung zu den Studiengängen: Häufigkeit des Angebots (Zyklus) Einführung in die Radioastronomie PD Dr. habil Katharina Schreyer, Dr. Matthias Hoeft deutsch Wahlflichtmodul für Master Physik, Lehramt Physik alle 2 Jahre im Wintersemester, in geraden Jahren Dauer des Moduls: Lehrform / SWS: 1 Semester Vorlesung 2 SWS, Übung 2 SWS Arbeitsaufwand (work load): Präsenzstunden: Vorlesung: 30, Übung 30 Leistungspunkte (ECTS credits): 6 Voraussetzungen: Inhalt: Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen) Selbststudium: Nacharbeit, Lösen von Übungsaufgaben 90 Prüfungsvorbereitung: 30 Gesamtarbeitsaufwand: 180 Stunden Inhalte des Moduls Einführung in die Astronomie Vermittlung grundlegende Begriffe, Phänomene und Konzepte der Radioastronomie (Submm bis Meterwellenlängen) Fähigkeiten, eigene Beobachtungen mit einem Radioteleskopen vorzubereiten, durchzuführen und auszuwerten Antennentechnik & -parameter, Empfängertypen, Backends, Arbeitsweise von Einzelteleskopen und Radiointerferometern Kalibration von Radiomessungen, Datenanalyse und Interpretation, Anwendungsbeispiele Kosmische Radiostrahler: Radiokontinuumsstrahlung und Radiolinienspektren Regelmäßige Teilnahme an der Vorlesung und Abgabe der Übungsaufgaben (mindestens 80%) Voraussetzung für die Vergabe von Leistungspunkten (Prüfungsform): Erfolgreiche Teilnahme an den Übungen; Klausur oder mündliche Prüfung am Ende des Semesters (Art der Prüfung und Wiederholung der Prüfung wird zu Beginn der Vorlesung bekannt gegeben) Medienunterstützte Vorlesung (Tafel, Overheadfolien, Beamer) mit Übungen Rohlfs, Tools of Radio Astronomy (Springer) Burke, Graham-Smith, An introduction to radio astronomy (Cambridge Univ. Press) Thompson, Interferometry and synthesis in radio atronomy (Wiley) Wilson, Tools of radio astronomy: problems and solutions (Springer)

16 Seite 16 von 135 Modulnummer: Modulbezeichnung: Modulverantwortliche(r): Dozent(in): Physik der Planetensysteme Prof. Alexander Krivov Prof. Alexander Krivov, Prof. Artie Hatzes meist englisch (manchmal teilweise deutsch) Zuordnung zu den Studiengängen Wahlpflichtmodul Diplom Physik, Master Physik, Lehramt Häufigkeit des Angebots Dauer des Moduls Lehrform / SWS: Arbeitsaufwand: Jedes Sommersemester 1 Semester Vorlesung: 4 SWS, Übung: 2 SWS Präsenzstunden: Vorlesung: 60 h, Übung: 30 h Selbststudium: Nacharbeit (Vorlesung, Übung): 60 h Lösen von Übungsaufgaben: 60 h Prüfungsvorbereitung: 30 h Gesamtarbeitsaufwand: 240 Stunden Leistungspunkte (ECTS credits): 8 Voraussetzungen: Inhalt: Modul Einführung in die Astronomie empfohlen Erlernen von Eigenschaften, Entstehung und Entwicklung des Sonnensystems und extrasolarer Planetensysteme Entwicklung von Fähigkeiten zum selbstständigen Lösen von vergleichsweise einfachen Aufgaben aus diesen Gebieten Das Sonnensystem und extrasolare Planetensysteme: Überblick und historischer Abriss; Detektionsmethoden von Exoplaneten (Radialgeschwindigkeit, Astrometrie, Transit, Direktaufnahme, Mikrolensing, Interferometrie); beobachtete Eigenschaften und Diversität von Planetensystemen; Theorie der Planetenentstehung (Akkretionsscheibe, Staub-Gas- Wechselwirkung, Agglomeration vom Staub zu Planetesimalen, Wachstum der Planetesimale zu Embryonen, Entstehung der Riesen- und terrestrischen Planeten, Migration, Trümmerscheiben) Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen) Regelmäßige Teilnahme an Vorlesungen und Übungen, Abgabe der Übungsaufgaben (mindestens 80%) Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten (Prüfungsform) Übungen, Klausur oder mündliche Prüfung am Ende des Semesters (Art der Prüfung und Wiederholungsprüfung wird zu Beginn der Vorlesung bekannt gegeben) Tafel, Overheadfolien, Beamer Safronov, Evolution of the protoplanetary cloud and formation of the Earth and the planets (1969) Clark, Extrasolar Planets (Wiley,1998) Garzon, Eiroa, de Winter, Mahoney (Eds.), Disks, Planetesimals, and Planets, ASP Conf. Ser., V. 219, 2000 Deming, Seager (Eds.), Sci. Frontiers in Research on Extrasolar Planets, ASP Conf. Ser., V. 294, 2003 Protostars and Planets III-V (Univ. Arizona Press, )

17 Seite 17 von Semester Modulnummer: Modulbezeichnung: Modulverantwortliche(r): Dozent(in): Astronomische Beobachtungstechnik Prof. Ralph Neuhäuser Prof. Ralph Neuhäuser, Dr. Markus Mugrauer Deutsch Zuordnung zu den Studiengängen Wahlpflichtmodul: Master Physik, Lehramt; Pflichtmodul: LA Drittfach Astronomie Lehrformen / SWS: Dauer des Moduls Arbeitsaufwand: 2 SWS Vorlesung + 2 SWS Übung 1 Semester Präsenzstunden: 30 h Vorlesung + 30 h Übungen Selbststudium: Nacharbeit + Übungsaufgaben: 120 h Gesamtarbeitsaufwand: 180 Stunden Leistungspunkte: 6 Voraussetzungen: Methoden der beobachtenden Astronomie in allen Wellenlängen; Beobachtungstechnik und Datenauswertung. Kenntnis der Teleskoptechnik in allen Wellenlängen Inhalt: - Strahlungstheorie, Leuchtkraft - CCD-Detektoren, Datenreduktion - Aufbau und Funktion optischer und Infrarot-Teleskope - Grundlagen der Infrarot-Astronomie - Speckle-Technik, Adaptive Optik, Interferometrie - Radioastronomie: Teleskope und Wissenschaft - Ultraviolett-, Röntgen- und Gamma-Astronomie Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen) Regelmäßige Teilnahme an Vorlesungen und Übungen, Abgabe der Übungsaufgaben Voraussetzung für die Vergabe von Leistungspunkten (Prüfungsform): Klausur oder mündliche Prüfung am Ende des Semesters (wird am Anfang der Vorlesungszeit bekannt gegeben), Wiederholungsprüfung als mündliche Prüfung Tafel, Overheadfolien, Beamer Karttunen, Kröger, Oja, Poutanen, Donner, Astronomie eine Einführung (Springer) Unsöld, Baschek, Der neue Kosmos (Springer) Weigert, Wendker, Wisotzki, Astronomie und Astrophysik : ein Grundkurs (Wiley VCH)

18 Seite 18 von 135 Modulbezeichnung Modulnummer Modulverantwortliche(r) Dozent(in) Sprache Ort Zuordnung zu den Studiengängen Lehrformen / SWS Dauer des Moduls: Arbeitsaufwand: Leistungspunkte: 6 Voraussetzungen: Lernziel / Kompetenzen: Inhalt: Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen) Voraussetzung für die Vergabe von Leistungspunkten (Prüfungsform): Medienformen / Instrument: Sonne und sonnenähnliche Sterne Prof. Artie Hatzes Dr. Eike Guenther (Vorlesung); Cosmos Dumba (Übungen) Deutsch (Vorlesung), Englisch + Deutsch (Übungen) SR 1 Ph. Wahlpflichtmodul Master Physik Vorlesung 2 Stunden pro Woche + 2 Stunden Übungen pro Woche Ein Semester Präsenzstunden: 34 h Vorlesung + 32 h Übungen. 34 h Lösen der Übungsaufgaben, 40 Nacharbeit der Vorlesung, Prüfungsvorbereitung 40 h. Gesamtarbeitsaufwand: 180 h Einführung in die Astronomie Erlangung der Grundkenntnisse im Bereich der Physik sonnenähnlicher Sterne die es ermöglichen mit einer Bachelor Arbeit in diesem Bereich zu beginnen. - Entstehung der Sonne - Grundgleichungen des Sternaufbaus - Polytropentheorie - Photosphäre, Chromosphäre, Korona - Sonnenwind - Zukünftige Entwicklung der Sonne Regelmäßige Teilnahme an den Vorlesungen, Übungen, korrekte und selbstständige Bearbeitung der Hausaufgaben (>50%), vorrechnen an der Tafel. Regelmäßige Teilnahme an den Vorlesungen, Übungen, korrekte und selbstständige Bearbeitung der Hausaufgaben (>50%), vorrechnen an der Tafel, mündliche Prüfung. Beamer + PC Barnes, Jeanette: A Beginner s Guide to Using IRAF

19 Seite 19 von 135 Modulnummer Modulbezeichnung Modulverantwortliche(r), Dozent: Zuordnung zu den Studiengängen Häufigkeit des Angebots (Zyklus) Dauer des Moduls: Lehrform / SWS: Oberseminar Astronomie/Astrophysik Prof. Dr. Ralph Neuhäuser, Prof. Dr. Alexander Krivov deutsch Oberseminar Diplom Physik, Master Physik, Lehramt Winter- und Sommersemester 1 Semester Seminar: 2 SWS Arbeitsaufwand (work load): Präsenzstunden: Seminar: 30 Leistungspunkte (ECTS credits): 4 Voraussetzungen: Inhalt: Selbststudium: Nacharbeit: 45 Vortragsvorbereitung: 45 Gesamtarbeitsaufwand: 120 Inhalte des Moduls Einführung in die Astronomie und eines Wahlpflichtmoduls Astrophysik Vertiefte Vermittlung von Konzepten der beobachtenden und theoretischen Astronomie/Astrophysik Selbständiges Einarbeiten in ein Spezialgebiet Selbständiges Auffinden und Auswerten wiss. Literatur Entwicklung von Fähigkeiten zum selbständigen Lösen von aktuellen Aufgaben der Astronomie/Astrophysik Vorbereiten und Halten eigener Vorträge, Diskussion von aktuelle Forschungsfeldern Systematische Erarbeitung von Spezialkenntnissen auf dem Gebiet der Astronomie/Astrophysik Schwerpunkt bei Theoretischer Astrophysik z.b. zirkumstellare Scheiben, Planetenentstehung Schwerpunkte bei beobachtender Astrophysik z.b. Infrarot- Astronomie, sub-stellare Objekte, Interferometrie, Adaptive Optik, Endstadien der Sternentwicklung, insbesondere Neutronensterne Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen) Voraussetzung für die Vergabe von Leistungspunkten (Prüfungsform): Regelmäßige Teilnahme an den Seminaren (mindestens 80%) ein Fachvortrag (benotet) regelmäßige Teilnahme Medienunterstützte Vorträge und Diskussionen (Tafel, Overheadfolien, Beamer) Spezialliteratur des jeweiligen Fachgebietes (vorwiegend in englischer Sprache)

20 Seite 20 von 135 Modulnummer Modulbezeichnung Modulverantwortliche(r), Dozent: Zuordnung zu den Studiengängen Häufigkeit des Angebots (Zyklus) Extragalaktik Prof. Dr. Helmut Meusinger deutsch Wahlflichtmodul Diplom Physik, Master Physik, Lehramt alle 2 Jahre im Sommersemester in ungeraden Jahren Dauer des Moduls: 1 Semester Lehrform / SWS: Vorlesung: 2 SWS Übung: 2 SWS Arbeitsaufwand (work load): Präsenzstunden: Vorlesung: 30 Leistungspunkte (ECTS credits): 6 Voraussetzungen: Inhalt: Selbststudium: Nacharbeit + Übungen: 90 Prüfungsvorbereitung: 60 Gesamtarbeitsaufwand: 180 Stunden Inhalte des Moduls Stellarphysik - Vermittlung der grundlegenden Begriffe, Phänomene und Konzepte der beobachtenden Extragalaktik - Verständnis extragalaktischer und kosmologischer Phänomene Milchstrassensystem: Bestandteile des Sternsystems, Kinematik der Sterne; Galaxien: Normale und aktive Galaxien, supermassereiche Schwarze Loecher, Galaxienhaufen; beobachtende Kosmologie: Entfernungsbestimmung, Supernovae, Gamma-Ray Bursts, Hintergrundstrahlung, Weltmodelle, Dunkle Materie Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen) Voraussetzung für die Vergabe von Leistungspunkten (Prüfungsform): Regelmäßige Teilnahme an der Vorlesung (mindestens 80%) Klausur (120 min Dauer) oder mündliche Prüfung am Ende des Semesters oder erfolgreiche Teilnahme an den Übungen (Form der Prüfung wird zu Beginn der Vorlesungen angegeben, Form der Wiederholungsprüfung nach der ersten Prüfung) Medienunterstützte Vorlesung (Tafel, Overheadfolien, Beamer) z.t. mit Übungen Schneider, Extragalaktische Astronomie (Springer), sehr ausführlich, sehr aktuell Unsoeld & Baschek, Der neue Kosmos (Springer), sehr ausführlich zu Stellarphysik

21 Seite 21 von 135 Modulbezeichnung: Modulnummer Modulverantwortliche(r): Dozent(in): Zuordnung zu den Studiengängen Lehrformen / SWS: Dauer des Moduls Leistungspunkte: 6 Arbeitsaufwand: Voraussetzungen: Inhalt: Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen) Voraussetzung für die Vergabe von Leistungspunkten (Prüfungsform): Kosmologie Prof. Karl-Heinz Lotze Prof. Karl-Heinz Lotze Deutsch Wahlpflichtmodul Master Physik, Lehramt (alle 2 Jahre im SoSe in geraden Jahren) 2 SWS Vorlesung plus 2 SWS Übung 1 Semester Präsenzstunden: 30 h Vorlesung + 30 h Seminar Selbststudium: Nacharbeit + Übungen: 30 h Prüfungsvorbereitung: 90h Gesamtaufwand: 180 Stunden Bachelor in Physik, Vorlesungen Allgemeine Relativitätstheorie und Extragalaktik empfohlen Probleme, Methoden und Aussagen der theoretischen und beobachtenden Kosmologie Robertson-Walker-Kosmen, Friedmannsche Weltmodelle, kosmologisch relevante astronomische Beobachtungen, Modelle mit kosmologischer Konstante, Horizonte, thermische Geschichte der frühen Universums, Strukturbildung Regelmäßige Teilnahme an Vorlesungen und Übungen, Abgabe der Übungsaufgaben Übungen, Klausur oder mündliche Prüfung am Ende des Semesters Tafel, Overheadfolien mit handouts Schneider, Extragalaktische Astronomie (Springer) Harrison: Cosmology (Cambridge University Press) Goenner: Einführung in die Kosmologie (Spektrum Akademischer Verlag) Peacock: Cosmological Physics (Cambridge Univ. Press) Gesamtdarstellungen der Allgemeinen Relativitätstheorie

22 Modulbezeichnung: Modulnummer Modulverantwortliche(r): Dozent(in): Zuordnung zu den Studiengängen Lehrformen / SWS: Dauer des Moduls Leistungspunkte: 6 Arbeitsaufwand: Voraussetzungen: Inhalt: Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen) Voraussetzung für die Vergabe von Leistungspunkten (Prüfungsform): Seite 22 von 135 Laborastrophysik Dr. Cornelia Jäger Dr. Cornelia Jäger, Dr. Harald Mutschke Deutsch Wahlpflichtmodul Diplom Physik, Master Physik, Lehramt (Sommersemester in geraden Jahren, ggf. auch in ungeraden Jahren) 2 SWS Vorlesung SWS Übung + 2 SWS Praktikum 1 Semester Präsenzstunden: 30 h Vorlesung 30 h Übung 60 h Praktikum Selbststudium: Nacharbeit: 30 h Prüfungsvorbereitung: 30 h Gesamtarbeitsaufwand: 180 Stunden Vordiplom oder Bachelor in Physik Kenntnisse über interstellare und zirkumstellare Medien, Konzeption von astrophysikalischen Laborexperimenten, Molekül- und Festkörperspektroskopie, optische Eigenschaften von Clustern, Nanoteilchen und Festkörperpartikeln Mineralogie und Evolution kosmischer Staubpartikel; Emission, Absorption und Streuung elektromagnetischer Strahlung durch Partikel (Mie-Theorie); Festkörper-Spektroskopie bei kurzen und langen Wellenlängen sowie tiefen Temperaturen; Erzeugung und Analytik von Nanopartikeln und anderen Analogmaterialien im Labor; Quantenmechanische Effekte in Nanoteilchen; Photolumineszenz; Erzeugung von Molekül- und Clusterstrahlen; Absorptions- spektroskopie von Molekülen und Clustern in der Gasphase; Regelmäßige Teilnahme an Vorlesungen Klausur oder mündliche Prüfung am Ende des Semesters Tafel, Overheadfolien, Beamer Krügel, The Physics of Dust (IOP) Henning (Hrsg.), Astromineralogy (Springer) Kuzmany, Festkörperspektroskopie (Springer) Ehrenfreund u.a. (Hrsg.), Laboratory Astrophysics and Space Research (Kluwer) Tielens & Snow, The Diffuse Interstellar Bands (Kluwer)

23 Studiengang: Modulbezeichnung: Semester: Modulverantwortliche(r): Dozent(in): Zuordnung zum Curriculum Lehrform / SWS: Arbeitsaufwand: Leistungspunkte: 6 Voraussetzungen: Inhalt: Seite 23 von 135 Master Physik, Diplom Physik, Lehramt Astronomie Neutronensterne 1 Semester, Sommersemester in geraden Jahren Prof. Neuhäuser Prof. Neuhäuser Deutsch Wahlpflichtfach Diplom Physik, Master Physik 2 SWS Vorlesung + 2 SWS Übung 30h Vorlesungen 30h Übung 90h Eigenstudium für Vor- und Nachbereitung Einführung in die Astronomie, Stellarphysik empfohlen Entwicklung von Sternen verschiedener Massen, Endstadien, Methoden der Hochenergie-Astrophysik Entwicklung von Sternen als Funktion der Masse, Nach- Hauptreihen-Entwicklung, Endstadien: weiße Zwerge, Neutronensterne, schwarze Löcher, Supernovae, Hochenergie-Astrophysik: Röntgen- und Gamma-Strahlung Studien- und Prüfungsleistungen: Klausur oder mündliche Prüfung Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen) erfolgreiche Teilnahme an Übungen Tafelanschrieb, Overheadfolien, PowerPoint Unsöld, Baschek, Der neue Kosmos (Springer) Scheffler, Elsässer, Physik der Sterne und der Sonne (BI) Carroll, Ostlie, Intro to Modern Astrophysics (Addison-Wesley) Longair, High Energy Astrophysics vol. 1 & 2 (Cambridge) Lorimer, Kramer, Handbook of Pulsar Astronomy (Cambridge) Haensel, Potekhin, Yakovlev, Neutron stars (Springer)

24 Seite 24 von 135 Physikalische Wahlfächer - Festkörperphysik/Materialwissenschaft 1. Semester Modulnummer Modulbezeichnung: Modulverantwortliche(r): Festkörperphysik II - Einführung in die Spezialisierungsrichtung Prof. Dr. Silvana Botti Dozent(in): Zuordnung zum Curriculum Lehrform / SWS: Vorlesung in Englisch; Skripte, Seminare und Übungsaufgaben in Deutsch Wahlmodul für den Studiengang M.Sc. Physik Vorlesung: 4 SWS Übung: 2 SWS Arbeitsaufwand: Präsenzstunden: Vorlesung: 60 Leistungspunkte: 8 Voraussetzungen: Übung, Seminar: 30 Selbststudium: Nacharbeit der Vorlesung: 45 Gesamtarbeitsaufwand: 240 Stunden Übungsaufgaben: 60 Klausurvorbereitung: 45 Inhalt: Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen) Voraussetzung für die Vergabe von Leistungspunkten (Prüfungsform): Vermittlung grundlegender Fähigkeiten für die Beschreibung, Modellierung, Messung und Interpretation von Strukturen, Effekten, Phänomenen und Anregungen in kondensierter Materie Entwicklung der Fähigkeit, physikalische Probleme in komplexen Strukturen auf Grundtatsachen zurückzuführen Elastische Eigenschaften, Elektronenstruktur kristalliner und nichtkristalliner Systeme, Magnetismus, Spinphänomene, Bewegung von Elektronen in äußeren Feldern, Halbleiter, Transportphänomene, Dielektrische Eigenschaften, Ordnung-Unordnungs- Phänomene, Elementaranregungen Regelmäßige Teilnahme an Übungen, Abgabe der Übungsaufgaben; Detaillierte Festlegungen werden zu Semesterbeginn bekannt gegeben. Klausur am Ende des Semesters Mediengestützte Vorlesung mit Computerdemonstrationen und Übungen, LaTeX-Script Lehrbücher der Festkörperphysik und theorie: Ibach/Lüth, Kittel, Ashcroft/Mermin, Valenta/Jäger

25 Seite 25 von 135 Modulnummer: Modulbezeichnung: Festkörpermodifikation mit Ionenstrahlen Modulverantwortliche(r): apl. Prof. Dr. Elke Wendler Dozent(in): apl. Prof. Dr. Elke Wendler Deutsch Zuordnung zu den Studiengängen: Wahlmodul für M.Sc. Physik im Wahlfach Festkörperphysik/Materialwissenschaft Häufigkeit des Angebotes (Zyklus): in unregelmässigen Abständen Dauer des Moduls: 1 Semester Lehrform / SWS: Vorlesung: 2 SWS Übung: 1 SWS Arbeitsaufwand: Präsenzstunden: Vorlesung: 30, Übung: 15 Selbststudium: Nacharbeit (Vorlesung, Übung): 30 Lösen von Übungsaufgaben: 30 Prüfungsvorbereitung: 15 Gesamtarbeitsaufwand: 120 Leistungspunkte: 4 Voraussetzungen: Bachelor in Physik - Vermittlung der grundlegenden Begriffe, Phänomene und Konzepte zur Ion-Festkörper-Wechselwirkung - Anwendungen von Ionenstrahlen zur Modifikation von Materialien Inhalt: Energieverlust der eingeschossenen Ionen durch nukleare und elektronische Wechselwirkung; Wirkung der übertragenen Energie im Festkörper (z.b. in Halbleitern und Keramiken); Nachweis und Modellierung der Schädenbildung und Amorphisierung; Anwendungsbeispiele Voraussetzungen für die Zulassung wird in der Vorlesung bekanntgegeben zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen) Voraussetzung für die Vergabe von mündliche Prüfung oder Abschlussklausur (Details werden in Leistungspunkten (Prüfungsform): der 1. Vorlesung bekannt gegeben) medienunterstützte Vorlesung mit Übung Nukleare Festkörperphysik (Schatz, Weidinger), Ionenimplantation (Ryssel, Ruge), Ion-Solid-Interactions (Nastasi, Mayer, Hirvonen) High Energy Ion Beam Analysis (Götz, Gärtner)

26 Seite 26 von 135 Modulnummer: Modulbezeichnung: Optische Eigenschaften von Festkörpern und Festkörperschichten Modulverantwortliche(r): apl. Prof. Dr. Elke Wendler Dozent(in): apl. Prof. Dr. Elke Wendler Deutsch Zuordnung zu den Studiengängen: Wahlmodul für M.Sc.Physik Häufigkeit des Angebotes: in unregelmässigen Abständen Dauer des Moduls: 1 Semester Lehrform / SWS: Vorlesung: 2 SWS Übung: 1 SWS Arbeitsaufwand: Präsenzstunden: Vorlesung: 30, Übung: 15 Selbststudium: Nacharbeit (Vorlesung, Übung): 30 Lösen von Übungsaufgaben: 30 Prüfungsvorbereitung: 15 Gesamtarbeitsaufwand: 120 Leistungspunkte: 4 Voraussetzungen: Bachelor Physik Vermittlung grundlegende Begriffe, Phänomene und Konzepte zu optischen Eigenschaften von Festkörpern und Anwendung auf reale Schichtsysteme Inhalt: Einführung der mikro- und makroskopischen dielektrischen Funktion; Kramers-Kronig-Relation; Einfluss der dielektrischen Eigenschaften auf die Feldverteilung der elektromagnetischen Welle - Transmission und Reflexion; Transfermatrixmethode; dielektrische Funktion verschiedener Materialien; Anwendungsbeispiele Voraussetzungen für die Zulassung wird in der Vorlesung bekanntgegeben zur Modulprüfung: Voraussetzung für die Vergabe von mündliche Prüfung oder Abschlussklausur (Details werden in Leistungspunkten (Prüfungsform): der 1. Vorlesung bekannt gegeben) medienunterstützte Vorlesung mit Übung L.D. Landau und E.M. Lifschitz, Lehrbuch der Theoretischen Physik, Band VIII, Elektrodynamik der Kontinua, Akademie- Verlag Berlin F. Wooten, Optical Properties of Solids, Academic Press New York 1972 P. Yeh, Optical Waves in Layered Media, John Wiley & Sons, New York 1988

27 Seite 27 von 135 Modulbezeichnung Phasenfeldtheorie Modulnummer Modulverantwortliche(r): Dozent: P. Galenko PhD / Prof. M. Rettenmayr P. Galenko Deutsch, Englisch auf Wunsch Zuordnung zu den Studiengängen Wahlpflichtmodul für Studiengang Physik (Master) im Schwerpunkt Festkörperphysik/Materialwissenschaft Lehrform(en) / SWS: Im WS 3 SWS Vorlesung + 1 SWS Seminar: Dauer des Moduls 1 Semester Arbeitsaufwand (work load) Präsenzstunden: Vorlesung: 45, Seminar/Übungen: 15 Selbststudium: Nacharbeit (Vorlesung, Seminar): 70 Leistungspunkte: 6 Vorbereitung Vorträge: 15 Prüfungsvorbereitung: 35 Gesamtarbeitsaufwand: 180 Stunden Voraussetzungen für die Zulassung zum Modul Inhalt: Voraussetzung für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen) Voraussetzung für die Vergabe von Leistungspunkten (Prüfungsform): keine Kenntnisse über Grundlagen der Theorie der Phasenübergänge mit diffuser und scharfer Grenze Aufstellen von Phasenfeld-Gleichungen, analytische Lösung der Gleichungen für stationäre Systeme und für selbstähnliche Regimes Definition der physikalischen Bedeutung der thermodynami-schen und kinetischen Parameter des Phasenfelds Numerische Integration der einfachsten Phasenfeld-Gleichungen in nichtstationären Systemen Selbständiges Lösen von Problemen zum Verständnis der Strukturbildung in der Praxis Einführung: Mean-Field-Theorie, Phasenübergänge, Ordnungsparameter konservative und nicht-konservative Phasenfeld-Modelle Analytische Lösungen: Gleichgewicht und Dynamik Erweiterte Modelle: Mehrphasen-Felder; Phase Field Crystal ; schnelle diffuse Grenzflächen Modellierung: Grundlagen numerischer Algorithmen, numeri-scher Schemen und Verfahren Lösung von mind. 50% der Übungsaufgaben mündliche Abschlussprüfung (30min) Beamer, Overheadprojektor, Tafel

28 Seite 28 von 135 Ausführliches Vorlesungsskript N. Provatas, K. Elder: Phase-field methods in Materials Science and Engineering, WILEY-VCH, Weinheim, 2010 H. Emmerich: The diffuse interface approach in materials science, Springer, Berlin 2003

29 Seite 29 von 135 Modulnummer: Modulbezeichnung: Modulverantwortliche(r): Dozent(in): Zuordnung zu den Studiengängen: Häufigkeit des Angebotes (Zyklus): Dauer des Moduls: Lehrform / SWS: Nanomaterialien und Nanotechnologie Prof. Dr. Carsten Ronning Prof. Dr. Carsten Ronning Deutsch Wahlmodul für Master Physik im Wahlfach Festkörperphysik/Materialwissenschaft, Wahlmodul Master Materialwissenschaften in unregelmässigen Abständen 1 Semester Vorlesung: 2 SWS Übung: 1 SWS Arbeitsaufwand: Präsenzstunden: Vorlesung: 30, Übung: 15 Selbststudium: Nacharbeit (Vorlesung, Übung): 45 Prüfungsvorbereitung: 30 Gesamtarbeitsaufwand: 120 Leistungspunkte: 4 Voraussetzungen: Inhalt: Gute Kenntnisse in Festkörperphysik Die Studierenden erwerben Fähigkeiten zur Präparation und Charakterisierung der Nanomaterialien sowie Wissen über deren theoretische Beschreibung. Sie lernen die Methoden der Nanotechnologie kennen. Darüber hinaus wird die Vorbereitung eines Seminarvortrages geübt. Theorie der Dimensionseffekte Elektronenquantisierung Einzelelektronen-Transistor Synthese von Nanomaterialien Charakterisierung von Nanomaterialien Materialsysteme: Kohlenstoffnanoröhren, Graphen, Halbleitermaterialien, magnetische Nanomaterialien, Bionanomaterialien Anwendung und Technologie der Nanomaterialien Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen) Voraussetzung für die Vergabe von Leistungspunkten (Prüfungsform): Regelmäßige Teilnahme an den Lehrveranstaltungen Seminarvortrag und mündliche Prüfung oder Abschlussklausur (Details werden in der 1. Vorlesung bekannt gegeben) Tafel, Beamer, Laborbesichtigung

30 Seite 30 von 135 Springer Handbook of Nanotechnology (Editor: B. Bushan), Basics of Nanotechnology (Wiley, H.G. Rubahn), Nanophysics and Nanotechnology (Wiley, E.L. Wolf), Mesoscopic Electronics in Solid State Nanostructures (Wiley, T. Heinzel)

31 Seite 31 von 135 Modulnummer: Modulbezeichnung: Modulverantwortliche(r): Dozent: Materialwissenschaft Prof. Dr. K. D. Jandt Prof. Dr. K. D. Jandt, AOR PD Dr. Jörg Bossert und Mitarbeiter Deutsch, Englisch auf Wunsch Zuordnung zu den Studiengängen: Wahlpflichtkurs im Studiengang MA Physik im Wahlfach Festkörperphysik/Materialwissenschaft im 3. Semester Lehrform(en) / SWS: Dauer des Moduls Arbeitsaufwand: Leistungspunkte: 4 Voraussetzungen für die Zulassung zum Modul: 2 SWS Vorlesung, 1 SWS Seminar. Angebot im WS 1 Semester Präsenzstunden: 30 h Vorlesung + 15 h Seminar Selbststudium: Nacharbeit + Übungsaufgaben: 40 h Prüfungsvorbereitung: 35 h Gesamtarbeitsaufwand: 120 Stunden Inhalt: Voraussetzung für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen): Voraussetzung für die Vergabe von Leistungspunkten (Prüfungsform): Nach erfolgreichem Absolvieren des Moduls beherrscht der/die Studierende wichtige grundlegende Begriffe, Phänomene und Verfahren in der Materialwissenschaft bzw. kann diese nennen. Darüber hinaus entwickelt er/sie Fähigkeiten zum selbstständigen Lösen von Problemen und Aufgaben aus dem Gebiet der Materialwissenschaft. Systematische Darstellung materialwissenschaftlicher Grundlagen. Einführung, atomare Struktur und Bindungsarten, Struktur von Metallen und Keramik und Polymeren, Störungen im Aufbau von Festkörpern, Diffusion, mechanische Eigenschaften von Materialien, Deformations- und Verstärkungs-Mechanismen, Versagen Regelmäßige Teilnahme am Seminar und Lösen der Übungsaufgaben, Vorträge, CAL-IT Lösung der Aufgaben im Seminar, bestandene mündliche Prüfung, bei Wiederholungsprüfung ggf. andere Prüfungsform; Detaillierte Festlegungen werden zu Semesterbeginn bekannt gegeben. Beamer, Overheadprojektor, Tafel, Computer Aided Learning (CAL), Videos William D. Callister Jr, Fundamentals of Materials Science and Engineering An integrated approach, 3 rd Edition, John Wiley & Sons, Inc. New York 2009 Alternativ: Werkstoffe 1 & 2. M. F. Ashby, D. R. H. Jones, Spektrum Akademischer Verlag Heidelberg 2006

32 Seite 32 von 135 Modulnummer Modulbezeichnung Modulverantwortliche(r): Dozent: Metalle Prof. Dr. M. Rettenmayr Prof. Dr. M. Rettenmayr Deutsch, Englisch auf Wunsch Zuordnung zu den Studiengängen Wahlpflichtkurs im Studiengang M.Sc. Physik im Wahlfach Festkörperphysik/Materialwissenschaft im 3. Semester Lehrform(en) / SWS: Dauer des Moduls Arbeitsaufwand (work load) Leistungspunkte: 4 Voraussetzungen für die Zulassung zum Modul 3 SWS Vorlesung+ 1 SWS Seminar: 1 Semester Präsenzstunden: 30 h Vorlesung + 15 h Seminar Selbststudium: Nacharbeit + Übungsaufgaben: 40 h Prüfungsvorbereitung: 35 h Gesamtarbeitsaufwand: 120 Stunden Inhalt: Kenntnis von Aufbau und Eigenschaften der Metalle sowie deren Zusammenhang, Verständnis der Wechselwirkung von technischen und physikalischen Prozessen Selbständiges Lösen von Problemen bei Materialentwicklung und Materialeinsatz Aufbau metallischer Werkstoffe (Kristallstruktur, null-, ein-, zweidimensionale Defekte, Gefüge) Mechanismen der Festigkeitssteigerung: Ausscheidung/ Dispersion, Mischkristall, Rekristallisation, Textur zeitunabhängige und zeitabhängige mechanische Eigenschaften Physikalische Eigenschaften Diffusion Voraussetzung für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen) Voraussetzung für die Vergabe von Leistungspunkten (Prüfungsform): Regelmäßige Teilnahme am Seminar und Lösen der Übungsaufgaben; Detaillierte Festlegungen werden zu Semesterbeginn bekannt gegeben. Mündliche Prüfung nach der Vorlesung Metalle II Beamer, Overheadprojektor, Tafel Ausführliches Vorlesungsskript G. Gottstein: Physikalische Grundlagen der Materialkunde, Springer, Berlin 1998

33 Modulnummer: Modulbezeichnung: Modulverantwortliche(r): Dozent(in): Zuordnung zum Curriculum: Häufigkeit des Angebotes (Zyklus): Lehrform / SWS: Arbeitsaufwand: Leistungspunkte: 4 Voraussetzungen: Seite 33 von 135 Vakuum- und Dünnschichtphysik Prof. Dr. P. Seidel Prof. Dr. P. Seidel Deutsch Wahlpflichtkurs im Studiengang M.Sc. Physik im Wahlfach Festkörperphysik/Materialwissenschaft im 1. oder 3. Semester Wintersemester Vorlesung: 2 SWS Seminar: 1 SWS Präsenzstunden: 30 h Vorlesung + 15 h Seminar Selbststudium: Nacharbeit: 40 h Klausurvorbereitung: 35 h Gesamtarbeitsaufwand: 120 Stunden keine Es werden grundlegende Kenntnisse über moderne Methoden und Verfahren zur Herstellung dünner Schichten einschließlich der zugehörigen Vakuumphysik und -technik vermittelt. Inhalt: - Grundlagen der Vakuumphysik und deren Anwendung in Beschichtungsanlagen - Übersicht der Dünnschichtabscheidungsverfahren - Physik der Schichtbildungsprozesse und des Schichtwachstums - Struktur-Eigenschaftsbeziehungen und mechanische Eigenschaften Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen): Voraussetzung für die Vergabe von Leistungspunkten (Prüfungsform): Regelmäßige Teilnahme an Seminaren; Detaillierte Festlegungen werden zu Semesterbeginn bekannt gegeben. mündliche Prüfung 30 min Tafel, Overhead, Beamer W. Pupp, H. K. Hartmann, `Vakuumtechnik, Grundlagen und AnwendungenA, Hanser-Verlag, München, C. Edelmann, `VakuumphysikA, Spektrum, Berlin, R. Haefer, `Oberflächen-und Dünnschicht-TechnologieA, Springer, Berlin, J.E. Mahan, `Physical vapor deposition of thin filmsa, John Wiley, New York, J.A. Venables, `Introduction to surface and thin film processesa, Cambridge University Press, Cambridge, 2000.

34 Seite 34 von 135 Modulnummer: Modulbezeichnung: Modulverantwortliche(r): Dozent(in): Zuordnung zum Curriculum: Häufigkeit des Angebotes (Zyklus): Lehrform / SWS: Supraleitende Materialien Prof. Dr. P. Seidel Prof. Dr. P. Seidel Deutsch Wahlpflichtkurs im Studiengang M.Sc. Physik im Wahlfach Festkörperphysik/Materialwissenschaft im 2. Semester Sommersemester Vorlesung: 2 SWS Seminararbeit (Hausarbeit mit Kurzvortrag): 1 SWS Arbeitsaufwand: Präsenzstunden: 30 h Vorlesung + 15 h Seminar Selbststudium: Nacharbeit + Vortrag (Hausarbeit): 50 h Prüfungsvorbereitung: 25 h Gesamtarbeitsaufwand: 120 Stunden Leistungspunkte: 4 Voraussetzungen: Inhalt: Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen) Voraussetzung für die Vergabe von Leistungspunkten (Prüfungsform): Modul Festkörperphysik I Vermittlung grundlegender Kenntnisse über Grundlagen und Anwendungen der Supraleitung und der Josephsoneffekte Grundlegende Effekte der Supraleitung Kenngrößen von Supraleitern Supraleiter im Magnetfeld Josephsoneffekte und Quanteninterferometer Supraleitende Materialien Anwendungsbeispiele Regelmäßige Teilnahme an Seminaren, Hausarbeit zu Vortrag, Detaillierte Festlegungen werden zu Semesterbeginn bekannt gegeben. Mündliche Prüfung am Ende des Semesters Vorlesung Seminar mit Vorträgen und Laborbesuchen aktuelle Bücher und ausgewählte Zeitschriftenartikel zur Supraleitung