Modulhandbuch. für den Bachelor-Studiengang. Angewandte Naturwissenschaften. am Campus Koblenz

Modulhandbuch für den Bachelor-Studiengang Angewandte Naturwissenschaften am Campus Koblenz Fassung vom 20. November 2012 Bachelor Angewandte Naturwissenschaften Modulhandbuch (Koblenz) gedruckt am 23.11.2012 Seite 1 von 164

Studienverlaufsplan Bachelor of Science Angewandte Naturwissenschaften Bachelor Angewandte Naturwissenschaften Modulhandbuch (Koblenz) gedruckt am 23.11.2012 Seite 2 von 164

Module des Bachelor-Studienganges Angewandte Naturwissenschaften Es werden folgende Abkürzungen benutzt: V: Vorlesung Ü: Übung VmÜ: Vorlesung mit integrierten Übungen P: Praktikum PS: Proseminar S: Seminar LP: Leistungspunkt SWS: Semesterwochenstunde h: Zeitstunde Im Folgenden sind alle Module und deren Veranstaltungen zusammen mit der maximal erreichbaren Leistungspunktzahl (LP = ECTS) des jeweiligen Moduls für den B.Sc.-Studiengang zusammengestellt. Die Leistungspunktzahlen pro Modul umfassen die Zeiten für Workload, Kontaktzeit und Selbststudium nach der Formel 1 LP =. Da die Arbeitsbelastung der Studierenden in Bezug auf Vor- und Nachbereitung stark zwischen den einzelnen Veranstaltungsformen variiert, ist kein einheitlicher Zuordnungsfaktor von n (LP) und Lehrzeiten (SWS) vorhanden. Die angegebenen Kontaktzeiten in Zeitstunden resultiert aus der Abschätzung 1 SWS = 15 h. Für den Bachelor-Studiengang stehen 128 SWS reiner Veranstaltungszeit, davon 107 SWS in Pflichtmodulen, insgesamt 180 LP gegenüber. Dazu kommen 30 LP für das Forschungspraktikum und die Bachelorarbeit. Bachelor Angewandte Naturwissenschaften Modulhandbuch (Koblenz) gedruckt am 23.11.2012 Seite 3 von 164

Modul P01 Experimentalphysik 1: Mechanik, Thermodynamik Kennnummer Workload P01 3 1 Lehrveranstaltungen 1. 0305011 V Mathematik für Physiker 1 2. 0305012 Ü Mathematik für Physiker 1 3. 0305013 V Experimentalphysik 1 (Mechanik und Thermodynamik) 4. 0305014 Ü Experimentalphysik 1 (Mechanik und Thermodynamik) Kontaktzeit Dauer 1 Semester 12 LP Studiensemester 1. Semester Selbststudium 2 LP 4 LP 2 Lehrformen Veranstaltung 3: Veranstaltung 4: Vorlesung (2 SWS) Übung (2 SWS) Vorlesung (4 SWS) Übung (2 SWS) 3 Gruppengröße Veranstaltungen 1: Veranstaltungen 2: Veranstaltungen 3: Veranstaltungen 4: 90 (Vorlesung) 20 (Übung) 90 (Vorlesung) 20 (Übung) 4 Qualifikationsziele / Kompetenzen Die Studierenden verfügen über ein sicheres und strukturiertes Wissen zu den genannten Begriffen und kennen die einschlägigen Kerngedanken und Schlüsselexperimente; kennen die Messmethoden und Größenordnungen der zentralen Größen und verfügen über die Fähigkeit zur Anwendung und quantitativen Behandlung einschlägiger Probleme; kennen mathematische Begriffe und Methoden und können sicher mit ihnen umgehen; können mathematische Formalismen zur Lösung physikalischer Problemstellungen anwenden. Bachelor Angewandte Naturwissenschaften Modulhandbuch (Koblenz) gedruckt am 23.11.2012 Seite 4 von 164

5 Inhalte Einführung, Allgemeines: Theorie und Experiment Mathematisierung Verhältnis zu anderen Wissenschaften Begriffe und Größen Messen und Maßeinheiten Standards von Masse, Länge, Zeit Mechanik: Mechanik von Massenpunkten und Systemen von Massenpunkten Mechanik des starren Körpers Mechanik der Kontinua/deformierbarer Körper Schwingungen und Wellen Akustik Ausblick: Grenzen der klassischen Mechanik Thermodynamik: Phänomenologische Thermodynamik Kinetische Gastheorie Ausblick: Bedeutung (Evolution und Kosmologie) und Grenzen (Statistische Mechanik, Nichtgleichgewichtsthermodynamik) Mathematik für Physiker 1: Vektoralgebra Koordinaten Komplexe Zahlen Integration und Differentiation Vektoranalysis 1 Grundprobleme der Dynamik Lineare Differenzialgleichungen 6 Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen Lehramt Physik und Zwei-Fach-Bachelor (Modul 1) 7 Teilnahmevoraussetzungen keine Bachelor Angewandte Naturwissenschaften Modulhandbuch (Koblenz) gedruckt am 23.11.2012 Seite 5 von 164

8 Prüfungsformen Klausur - 90 Minuten (Modulprüfung) mündliche Ergänzungsprüfung gemäß 9 Abs. 3 9 Voraussetzungen für die Vergabe von n Vor- und Nachbereitung des Lehrstoffs Regelmäßige Teilnahme an Veranstaltungen 2 und 4 Bestehen der Klausur bzw. der mündlichen Ergänzungsprüfung 10 Stellenwert der Note in der Endnote 12/210 11 Häufigkeit des Angebots jährlich (Wintersemester) 12 Modulbeauftragter und hauptamtlich Lehrende Modulbeauftragter: Prof. Dr. Stefan Wehner hauptamtlich Lehrende: Prof. Dr. Silke Rathgeber 13 Sonstige Informationen Pflichtmodul Bachelor Angewandte Naturwissenschaften Modulhandbuch (Koblenz) gedruckt am 23.11.2012 Seite 6 von 164

Modul P02 Experimentalphysik 2: Elektrodynamik, Optik Kennnummer Workload Studiensemester Dauer P02 3 12 LP 2. Semester 1 Semester 1 Lehrveranstaltungen Kontaktzeit Selbststudium 1. 0305021 V Mathematik für Physiker 2 2 LP 2. 0305022 Ü Mathematik für Physiker 2 3. 0305023 V Experimentalphysik 2 (Elektrodynamik und Optik) 4 LP 4. 0305024 Ü Experimentalphysik 2 (Elektrodynamik und Optik) 2 Lehrformen Veranstaltung 3: Veranstaltung 4: Vorlesung (2 SWS) Übung (2 SWS) Vorlesung (4 SWS) Übung (2 SWS) 3 Gruppengröße Veranstaltungen 1: Veranstaltungen 2: Veranstaltungen 3: Veranstaltungen 4: 90 (Vorlesung) 20 (Übung) 90 (Vorlesung) 20 (Übung) 4 Qualifikationsziele / Kompetenzen Die Studierenden verfügen über ein sicheres und strukturiertes Wissen zu den genannten Begriffen und kennen die einschlägigen Kerngedanken und Schlüsselexperimente; kennen die Messmethoden und Größenordnungen der zentralen Größen und verfügen über die Fähigkeit zur Anwendung und quantitativen Behandlung einschlägiger Probleme; kennen mathematische Begriffe und Methoden und können sicher mit ihnen umgehen; können mathematische Formalismen zur Lösung physikalischer Problemstellungen anwenden. Bachelor Angewandte Naturwissenschaften Modulhandbuch (Koblenz) gedruckt am 23.11.2012 Seite 7 von 164

5 Inhalte Elektrodynamik: Elektrostatik und Elektrizitätslehre Magnetostatik Teilchen in elektrischen und magnetischen Feldern zeitabhängige elektromagnetische Felder aktuelle Entwicklungen Optik: Strahlenoptik Wellenoptik Lichtmessung und Ausblick auf Quantenoptik Mathematik für Physiker 2: Vektoranalysis II Spezielle Funktionen der mathematischen Physik Partielle Differenzialgleichungen Reihenentwicklungen und orthogonale Funktionen Grundbegriffe und -werkzeuge der Statistik 6 Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen Lehramt Physik und Zwei-Fach-Bachelor (Modul 2) 7 Teilnahmevoraussetzungen Kompetenzen aus: Modul P01 8 Prüfungsformen Klausur - 90 Minuten (Modulprüfung) mündliche Ergänzungsprüfung gemäß 9 Abs. 3 9 Voraussetzungen für die Vergabe von n Vor- und Nachbereitung des Lehrstoffs Regelmäßige Teilnahme an Veranstaltungen 2 und 4 Bestehen der Klausur bzw. der mündlichen Ergänzungsprüfung 10 Stellenwert der Note in der Endnote 12/210 Bachelor Angewandte Naturwissenschaften Modulhandbuch (Koblenz) gedruckt am 23.11.2012 Seite 8 von 164

11 Häufigkeit des Angebots jährlich (Sommersemester) 12 Modulbeauftragter und hauptamtlich Lehrende Modulbeauftragter: Prof. Dr. Stefan Wehner hauptamtlich Lehrende: Prof. Dr. Silke Rathgeber 13 Sonstige Informationen Pflichtmodul Bachelor Angewandte Naturwissenschaften Modulhandbuch (Koblenz) gedruckt am 23.11.2012 Seite 9 von 164

Modul P03 Experimentalphysik 3: Atom- und Quantenphysik Kennnummer Workload P03 270 h 1 Lehrveranstaltungen 1. 0305061 VmÜ Mathematik für Physiker 3 2. 0305062 VmÜ Experimentalphysik 3 (Atom- und Quantenphysik) Kontaktzeit 120 h Dauer 2 Semester 9 LP Studiensemester 2./3. Sem. Selbststudium 6 LP 2 Lehrformen Vorlesung mit integrierten Übungen (2 SWS) Vorlesung mit integrierten Übungen (4 SWS) 3 Gruppengröße Veranstaltungen 1: Veranstaltungen 2: 36 (Vorlesung mit integrierten Übungen) 36 (Vorlesung mit integrierten Übungen) 4 Qualifikationsziele / Kompetenzen Die Studierenden gewinnen einen Einblick in die grundlegenden Unterschiede zwischen klassischer und quantenphysikalischer Beschreibung, sie haben sicheres und strukturiertes Wissen zu den genannten Inhalten; haben Kenntnis der einschlägigen Kerngedanken und Schlüsselexperimente sowie der Messmethoden und Größenordnungen der zentralen Größen und verfügen über die Fähigkeit zur Anwendung und quantitativen Behandlung einschlägiger Probleme; kennen die mathematischen Begriffe, Methoden sowie Formalismen und können diese zur Lösung physikalischer Problemstellungen anwenden. 5 Inhalte Grundlegende Experimente: Atome (Bestimmung von atomaren Größen, Massen und Energien, Rutherford-Streuung) Photonen (Strahlungsgesetze, Photoeffekt, Comptoneffekt) Elektronen (Elementarladung, e/m-bestimmung, Interferenzexperimente) Bachelor Angewandte Naturwissenschaften Modulhandbuch (Koblenz) gedruckt am 23.11.2012 Seite 10 von 164

Nichtrelativistische Quantenmechanik: Materiewellen Schrödingergleichung Unbestimmtheitsrelation Interpretationsfragen der Quantenphysik einfache quantenmechanische Systeme (polarisierte Photonen) Atom- und Molekülphysik: Quantenmechanik des Wasserstoffatoms Magnetisches Moment und Spin Atombau Periodensystem Molekülphysik (Bindung, Spektren) Quantenstatistik: Bosonen Fermionen Mathematik für Physiker 3: Vektorräume und Operatoren, Spezielle Funktionen Elemente der Gruppentheorie Rechen- und Näherungsmethoden 6 Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen Lehramt Physik und Zwei-Fach-Bachelor (Modul 6) 7 Teilnahmevoraussetzungen Kompetenzen aus: Modul P01 8 Prüfungsformen Klausur - 90 Minuten (Modulprüfung) mündliche Ergänzungsprüfung gemäß 9 Abs. 3 9 Voraussetzungen für die Vergabe von n Vor- und Nachbereitung des Lehrstoffs Regelmäßige Teilnahme an den Übungen Bestehen der Klausur bzw. der mündlichen Ergänzungsprüfung Bachelor Angewandte Naturwissenschaften Modulhandbuch (Koblenz) gedruckt am 23.11.2012 Seite 11 von 164

10 Stellenwert der Note in der Endnote 9/210 11 Häufigkeit des Angebots jährlich (Sommersemester und folgendes Wintersemester) 12 Modulbeauftragter und hauptamtlich Lehrende Modulbeauftragter: Prof. Dr. Stefan Wehner hauptamtlich Lehrende: N.N. 13 Sonstige Informationen Pflichtmodul Bachelor Angewandte Naturwissenschaften Modulhandbuch (Koblenz) gedruckt am 23.11.2012 Seite 12 von 164

Modul P04 Experimentelles Grundpraktikum 1: Mechanik, Thermodynamik Kennnummer Workload P04 150 h 1 Lehrveranstaltungen 1. 0305041 P Experimentelles Grundpraktikum 1 (Mechanik und Thermodynamik) Kontaktzeit 45 h Dauer 1 Semester 5 LP Studiensemester 3. Semester Selbststudium 105 h 5 LP 2 Lehrformen Praktikum (3 SWS) 3 Gruppengröße 16 (Praktikum) 4 Qualifikationsziele / Kompetenzen Die Studierenden beherrschen die wichtigsten einschlägigen Messverfahren; verfügen über Erfahrungen im selbsttätigen Experimentieren einschließlich der Planung, Datenaufnahme, Auswertung, Berücksichtigung von Fehlerquellen und Überwindung praktischer Schwierigkeiten; haben ein sicheres Verständnis der Vor- und Nachteile verschiedener Bestimmungsverfahren (statische oder dynamische Messung, Fehlervermeidung, Methodenvielfalt) gewonnen; beherrschen die Fehlerrechnung bei schrittweise steigendem Anforderungsniveau in der Fehlerbetrachtung; kennen Labor- und Sicherheitsbestimmungen. 5 Inhalte Das experimentelle Grundpraktikum 1 ist inhaltlich auf das Modul Experimentalphysik 1 abgestimmt. Die Auswahl der Experimente und deren Aufbereitung erfolgt so, dass spezifische Aspekte des Experimentierens exemplarisch deutlich werden: Messverfahren grundlegender physikalischer Größen; Hypothesenbildung und -bestätigung; analoges und digitales Messen mit Fehlerminimierung; Datenaufnahme und -analyse; Theorie und Anwendbarkeit von Messgeräten; Nutzung handelsüblicher moderner Geräte; Einübung handwerklich-experimenteller Fertigkeiten; Funktionen physikalischer Experimente. Bachelor Angewandte Naturwissenschaften Modulhandbuch (Koblenz) gedruckt am 23.11.2012 Seite 13 von 164

Grundlegende Experimente aus der Mechanik zu den Themen: Stöße Rotation Flüssigkeitsmechanik Mechanische Schwingungen Grundlegende Experimente aus der Thermodynamik zu den Themen: Thermodynamische Prozesse Kalorimetrie Phasenumwandlung Temperaturmessung Wärmeleitung und Wärmestrahlung Grundlegendes zur Theorie und Praxis der Fehlerrechnung 6 Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen Lehramt Physik und Zwei-Fach-Bachelor (Modul 4) 7 Teilnahmevoraussetzungen Kompetenzen aus: Modul P01 8 Prüfungsformen Schriftliches Portfolio (Modulprüfung) über Versuchsvorbereitung, -durchführung und -auswertung aller Versuche (Durchschnittsnote) 9 Voraussetzungen für die Vergabe von n Vor- und Nachbereitung des Lehrstoffs Regelmäßige Teilnahme Bestehen der Studienleistung (Versuchsvorbereitung, -durchführung und -auswertung aller Versuche) Bestehen der Modulprüfung 10 Stellenwert der Note in der Endnote 5/210 11 Häufigkeit des Angebots jährlich (Wintersemester) Bachelor Angewandte Naturwissenschaften Modulhandbuch (Koblenz) gedruckt am 23.11.2012 Seite 14 von 164

12 Modulbeauftragter und hauptamtlich Lehrende Modulbeauftragter: Prof. Dr. Stefan Wehner hauptamtlich Lehrende: JProf. Dr. Christian Fischer 13 Sonstige Informationen Pflichtmodul Bachelor Angewandte Naturwissenschaften Modulhandbuch (Koblenz) gedruckt am 23.11.2012 Seite 15 von 164

Modul P05 Experimentelles Grundpraktikum 2: Elektrodynamik, Optik Kennnummer Workload P05 150 h 1 Lehrveranstaltungen 1. 0305051 P Experimentelles Grundpraktikum 2 (Elektrodynamik und Optik) Kontaktzeit 45 h Dauer 1 Semester 5 LP Studiensemester 4. Semester Selbststudium 105 h 5 LP 2 Lehrformen Praktikum (3 SWS) 3 Gruppengröße 16 (Praktikum) 4 Qualifikationsziele / Kompetenzen Zusätzlich zu den Kompetenzen des Experimentellen Grundpraktikums 1: Die Studierenden gewinnen erste Erfahrungen in computergestützter Messwerterfassung und kennen ihre Vor- und Nachteile 5 Inhalte Das experimentelle Grundpraktikum 2 ist inhaltlich auf das Modul Experimentalphysik 2 abgestimmt. Die Auswahl der Experimente und deren Aufbereitung erfolgt so, dass spezifische Aspekte des Experimentierens exemplarisch deutlich werden: Messverfahren grundlegender physikalischer Größen; Hypothesenbildung und -bestätigung; analoges und digitales Messen mit Fehlerminimierung; Datenaufnahme und -analyse; Theorie und Anwendbarkeit von Messgeräten; Nutzung handelsüblicher moderner Geräte; Einübung handwerklich-experimenteller Fertigkeiten; Funktionen physikalischer Experimente. Bachelor Angewandte Naturwissenschaften Modulhandbuch (Koblenz) gedruckt am 23.11.2012 Seite 16 von 164

Grundlegende Experimente aus der Elektrodynamik zu den Themen: Elektrische Stromkreise Magnetisches Feld Induktion Wechselstrom elektrische Ausgleichsvorgänge und Schwingungen elektromagnetische Wellen Halbleiterbauteile Grundlegende Experimente aus der Optik zu den Themen: Strahlenoptik Abbildung durch Linsen optische Instrumente stehende Wellen Interferenz und Polarisation Beugung Vertiefendes zur Theorie und Praxis der Fehler 6 Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen Lehramt Physik und Zwei-Fach-Bachelor (Modul 5) 7 Teilnahmevoraussetzungen Kompetenzen aus: Modul P02 Modul P04 8 Prüfungsformen Schriftliches Portfolio (Modulprüfung) über Versuchsvorbereitung, -durchführung und -auswertung aller Versuche (Durchschnittsnote) 9 Voraussetzungen für die Vergabe von n Vor- und Nachbereitung des Lehrstoffs Regelmäßige Teilnahme Bestehen der Studienleistung (Versuchsvorbereitung, -durchführung und -auswertung aller Versuche) Bestehen der Modulprüfung 10 Stellenwert der Note in der Endnote 5/210 Bachelor Angewandte Naturwissenschaften Modulhandbuch (Koblenz) gedruckt am 23.11.2012 Seite 17 von 164

11 Häufigkeit des Angebots jährlich (Sommersemester) 12 Modulbeauftragter und hauptamtlich Lehrende Modulbeauftragter: Prof. Dr. Stefan Wehner hauptamtlich Lehrende: JProf. Dr. Christian Fischer 13 Sonstige Informationen Pflichtmodul Bachelor Angewandte Naturwissenschaften Modulhandbuch (Koblenz) gedruckt am 23.11.2012 Seite 18 von 164

Modul P06 Experimentalphysik 4: Festkörperphysik, Kernphysik, Elementarteilchenphysik, Kosmologie Kennnummer Workload P06 270 h 1 Lehrveranstaltungen 1. 0305081 VmÜ Aufbau der Materie 2. 0305132 VmÜ Ergänzungen zur Experimentalphysik 4 Kontaktzeit Dauer 1 Semester 9 LP Studiensemester 4. Semester Selbststudium 150 h 7 LP 2 LP 2 Lehrformen Vorlesung mit integrierter Übung (4 SWS) Vorlesung mit integrierter Übung (2 SWS) 3 Gruppengröße 36 (Vorlesung mit integrierter Übung) 14 (Vorlesung mit integrierter Übung) 4 Qualifikationsziele / Kompetenzen Die Studierenden besitzen strukturiertes Wissen zu den genannten Begriffen; haben Kenntnis der einschlägigen Kerngedanken und Schlüsselexperimente sowie der Messmethoden und Größenordnungen der zentralen Größen; verfügen über die Fähigkeit zur quantitativen Behandlung einfacher einschlägiger Probleme. 5 Inhalte Festkörperphysik: Kristallstruktur Bindungsmechanismen mechanische, thermische und elektrische Eigenschaften Halbleiter Bachelor Angewandte Naturwissenschaften Modulhandbuch (Koblenz) gedruckt am 23.11.2012 Seite 19 von 164

Kernphysik: experimentelle Methoden Detektoren Aufbau des Atomkerns Radioaktivität Kernspaltung und Kernfusion technische und medizinische Anwendungen Strahlenschutz Elementarteilchenphysik: Teilchenbeschleuniger Klassifizierung der Elementarteilchen fundamentale Wechselwirkungen Kosmologie 6 Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen Lehramt Physik und Zwei-Fach-Bachelor (Modul 13) 7 Teilnahmevoraussetzungen Kompetenzen aus: Modul P01 Modul P02 Modul P03 8 Prüfungsformen Klausur - 90 Minuten (Modulprüfung) mündliche Ergänzungsprüfung gemäß 9 Abs. 3 9 Voraussetzungen für die Vergabe von n Vor- und Nachbereitung des Lehrstoffs Regelmäßige Teilnahme an den Übungen Regelmäßige Teilnahme und Bestehen der Studienleistung in Veranstaltung 2 (Bearbeitung der wöchentlichen Übungsblätter) Bestehen der Klausur bzw. der mündlichen Ergänzungsprüfung 10 Stellenwert der Note in der Endnote 9/210 Bachelor Angewandte Naturwissenschaften Modulhandbuch (Koblenz) gedruckt am 23.11.2012 Seite 20 von 164

11 Häufigkeit des Angebots jährlich (Sommersemester) 12 Modulbeauftragter und hauptamtlich Lehrende Modulbeauftragter: Prof. Dr. Stefan Wehner hauptamtlich Lehrende: JProf. Dr. Christian Fischer 13 Sonstige Informationen Pflichtmodul Bachelor Angewandte Naturwissenschaften Modulhandbuch (Koblenz) gedruckt am 23.11.2012 Seite 21 von 164

Modul P07 Theoretische Physik 1: Theoretische Mechanik, Elektrodynamik Kennnummer Workload P07 210 h 1 Lehrveranstaltungen 1. 0305091 VmÜ Theoretische Physik 1 Kontaktzeit Dauer 1 Semester 7 LP Studiensemester 4. Semester Selbststudium 150 h 7 LP 2 Lehrformen Vorlesung mit integrierter Übung (4 SWS) 3 Gruppengröße 36 (Vorlesung mit integrierter Übung) 4 Qualifikationsziele / Kompetenzen Die Studierenden beherrschen die grundlegenden Konzepte, Methoden und Denkweisen der theoretischen Physik; verstehen das Wechselspiel von Theoretischer Physik und Experimentalphysik, den Beitrag der Theoretischen Physik zu Begriffsbildung und Begriffsgeschichte, die wichtigsten Arbeitsstrategien und Denkformen der Theoretischen Physik sowie die Kulturverflechtung und den Kultur- und Zivilisationsbeitrag der Theoretischen Physik; entwickeln die Fähigkeit, die spezifische Rolle der Theorie im Aufbau der Physik, ihr gedankliches Arsenal an Arbeitsstrategien und Denkformen und ihre Kulturverflechtung an schulrelevanten Beispielen zu verdeutlichen. 5 Inhalte Das Modul P07 soll (zusammen mit Modul P08) vermitteln, wie theoretische Physiker und Physikerinnen denken. Die Ausbildung in Theoretischer Physik verfolgt ein doppeltes Ziel: zum einen Beherrschung der grundlegenden Konzepte, Methoden und Denkweisen, zum anderen Verständnis für die spezifische Rolle der Theorie im Aufbau der Physik, ihr gedankliches Arsenal an Arbeitsstrategien und Denkformen und ihre Kulturverflechtung. Gerade das zweite Ziel ist für die Lehramtsausbildung fundamental. Es verlangt neben der Behandlung bekannter Einzelthemen entlang der Fachstruktur der Theoretischen Physik (Hauptthemen: Mechanik, Thermodynamik, Elektrodynamik, Quantenmechanik) eine übergeordnete Perspektive, um das Wesen von Physik zu verstehen. Theoretische Mechanik: Lagrange-Mechanik Hamilton-Mechanik Drehungen Fermatsches Prinzip optional: Nichtlineare Dynamik und chaotische Systeme, Allgemeine Relativitätstheorie Bachelor Angewandte Naturwissenschaften Modulhandbuch (Koblenz) gedruckt am 23.11.2012 Seite 22 von 164

Elektrodynamik: Maxwellgleichungen elektromagnetische Wellen Poynting-Vektor Strahlung von bewegten Ladungsverteilungen 6 Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen Lehramt Physik und Zwei-Fach-Bachelor (Modul 9) 7 Teilnahmevoraussetzungen Kompetenzen aus: Modul P01 Modul P02 Modul P03 8 Prüfungsformen Klausur - 90 Minuten (Modulprüfung) mündliche Ergänzungsprüfung gemäß 9 Abs. 3 9 Voraussetzungen für die Vergabe von n Vor- und Nachbereitung des Lehrstoffs Regelmäßige Teilnahme an der Übung Bestehen der Klausur bzw. der mündlichen Ergänzungsprüfung 10 Stellenwert der Note in der Endnote 7/210 11 Häufigkeit des Angebots jährlich (Sommersemester) 12 Modulbeauftragter und hauptamtlich Lehrende Modulbeauftragter: Prof. Dr. Stefan Wehner hauptamtlich Lehrende: Prof. Dr. Peter Ullrich 13 Sonstige Informationen Pflichtmodul Bachelor Angewandte Naturwissenschaften Modulhandbuch (Koblenz) gedruckt am 23.11.2012 Seite 23 von 164

Modul P08 Theoretische Physik 2: Quantentheorie, statistische Physik und Thermodynamik Kennnummer Workload P08 210 h 1 Lehrveranstaltungen 1. 0305101 VmÜ Theoretische Physik 2 Kontaktzeit Dauer 1 Semester 7 LP Studiensemester 5. Semester Selbststudium 150 h 7 LP 2 Lehrformen Vorlesung mit integrierter Übung (4 SWS) 3 Gruppengröße 36 (Vorlesung mit integrierter Übung) 4 Qualifikationsziele / Kompetenzen Die Studierenden beherrschen die grundlegenden Konzepte, Methoden und Denkweisen der theoretischen Physik; verstehen das Wechselspiel von Theoretischer Physik und Experimentalphysik, den Beitrag der Theoretischen Physik zu Begriffsbildung und Begriffsgeschichte, die wichtigsten Arbeitsstrategien und Denkformen der Theoretischen Physik sowie die Kulturverflechtung und den Kultur- und Zivilisationsbeitrag der Theoretischen Physik; entwickeln die Fähigkeit, die spezifische Rolle der Theorie im Aufbau der Physik, ihr gedankliches Arsenal an Arbeitsstrategien und Denkformen und ihre Kulturverflechtung an schulrelevanten Beispielen zu verdeutlichen. 5 Inhalte Quantentheorie: Postulate und mathematischer Formalismus der Quantentheorie Schrödingergleichung Eigenwerte und -zustände zeitliche Entwicklung Orts- und Impulsdarstellung Schrödingerbild Heisenbergbild eindimensionale Probleme unitäre Transformationen und Symmetrien Drehimpuls Spin Addition von Drehimpulsen Bachelor Angewandte Naturwissenschaften Modulhandbuch (Koblenz) gedruckt am 23.11.2012 Seite 24 von 164

Spin-Bahn-Kopplung Wasserstoffatom harmonischer Oszillator Pfadintegral-Formulierung identische Teilchen Interpretation und Information in der Quantenphysik Quantenmechanik geladener Teilchen Zusammenhang zur klassischen Physik Störungstheorie Streuamplitude und Wirkungsquerschnitt Statistische Physik und Thermodynamik: Entartungsfunktion und Entropie Zusammenhang zu Thermodynamischen Variablen Boltzmann- und Maxwell-Verteilung Bose-Einstein- und Fermi-Dirac-Verteilung Nichtgleichgewichtsthermodynamik und dissipative Strukturen Querschnittsthemen: Approximationsverfahren der Theoretischen Physik Variationsrechnung 6 Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen Lehramt Physik und Zwei-Fach-Bachelor (Modul 10) 7 Teilnahmevoraussetzungen Kompetenzen aus: Modul P01 Modul P02 Modul P03 Modul P06 Modul P07 8 Prüfungsformen Klausur - 90 Minuten (Modulprüfung) mündliche Ergänzungsprüfung gemäß 9 Abs. 3 Bachelor Angewandte Naturwissenschaften Modulhandbuch (Koblenz) gedruckt am 23.11.2012 Seite 25 von 164

9 Voraussetzungen für die Vergabe von n Vor- und Nachbereitung des Lehrstoffs Regelmäßige Teilnahme an der Übung Bestehen der Klausur bzw. der mündlichen Ergänzungsprüfung 10 Stellenwert der Note in der Endnote 7/210 11 Häufigkeit des Angebots jährlich (Wintersemester) 12 Modulbeauftragter und hauptamtlich Lehrende Modulbeauftragter: Prof. Dr. Stefan Wehner hauptamtlich Lehrende: N.N. 13 Sonstige Informationen Pflichtmodul Bachelor Angewandte Naturwissenschaften Modulhandbuch (Koblenz) gedruckt am 23.11.2012 Seite 26 von 164

Modul P09 Fortgeschrittenen-Praktikum Kennnummer Workload Studiensemester Dauer P09 180 h 6 LP 5. Semester 1 Semester 1 Lehrveranstaltungen Kontaktzeit Selbststudium 1. 0305141 P Fortgeschrittenen-Praktikum 120 h 6 LP 2 Lehrformen Praktikum (4 SWS) 3 Gruppengröße 24 (Praktikum) 4 Qualifikationsziele / Kompetenzen Die Studierenden sind mit komplexeren Versuchsaufbauten vertraut; haben Einblicke in moderne physikalische Forschung und deren Methoden erworben; erarbeiten eigenständig den Gehalt physikalisch-theoretischer und experimentelltechnischer Versuche. Damit soll auch auf eine experimentelle Bachelorarbeit vorbereitet werden. 5 Inhalte Insgesamt sechs Versuche aus den Bereichen: Atomphysik und Molekülphysik Festkörperphysik Kernphysik Optik und Astronomie Messtechnik 6 Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen Lehramt Physik und Zwei-Fach-Bachelor (Modul 14) Bachelor Angewandte Naturwissenschaften Modulhandbuch (Koblenz) gedruckt am 23.11.2012 Seite 27 von 164

7 Teilnahmevoraussetzungen Kompetenzen aus: Modul P03 Modul P04 Modul P05 Modul P06 8 Prüfungsformen Schriftliches Portfolio (Modulprüfung) über Versuchsvorbereitung, -durchführung und -auswertung aller Versuche (Durchschnittsnote) 9 Voraussetzungen für die Vergabe von n Vor- und Nachbereiten des Lehrstoffs Regelmäßige Teilnahme Bestehen der Studienleistung (Versuchsvorbereitung, -durchführung und -auswertung aller Versuche) Bestehen der Modulprüfung 10 Stellenwert der Note in der Endnote 6/210 11 Häufigkeit des Angebots jährlich (Wintersemester) 12 Modulbeauftragter und hauptamtlich Lehrende Modulbeauftragter: Prof. Dr. Stefan Wehner hauptamtlich Lehrende: Prof. Dr. Silke Rathgeber JProf. Dr. Christian Fischer JProf. Dr. Christian Fischer Dr. Merten Joost 13 Sonstige Informationen Pflichtmodul Bachelor Angewandte Naturwissenschaften Modulhandbuch (Koblenz) gedruckt am 23.11.2012 Seite 28 von 164

Modul C01 Allgemeine und Anorganische Chemie 1 Grundlagen der Chemie Kennnummer Workload Studiensemester Dauer C01 270 h 9 LP 1. Semester 1 Semester 1 Lehrveranstaltungen Kontaktzeit Selbststudium 1. 0303011 V Allgemeine Chemie 1 2 LP 2. 0303012 P Allgemeine Chemie 1 45 h 15 h 2 LP 3. 0303013 V Anorganische Chemie 1 2 LP 4. 0303014 P Anorganische Chemie 1 45 h 45 h 2 Lehrformen Veranstaltung 3: Veranstaltung 4: Vorlesung (2 SWS) Praktikum (3 SWS) Vorlesung (2 SWS) Praktikum (3 SWS) 3 Gruppengröße Veranstaltung 3: Veranstaltung 4: 80 (Vorlesung) 25 (Praktikum) 80 (Vorlesung) 25 (Praktikum) 4 Qualifikationsziele/Kompetenzen Grundlegendes Verständnis über den Aufbau und das Verhalten von Stoffen und ihre Bedeutung für Mensch und Umwelt Grundlegende Kompetenzen in der selbständigen Planung, Durchführung, Auswertung und Beurteilung chemischer Experimente Grundlegende Kenntnisse über die Chemie ausgewählter Hauptgruppenelemente und deren Verbindungen Grundlegendes Verständnis von Struktur-Wirkungs-Beziehungen bei ausgewählten Stoffgruppen aus der anorganischen Chemie Beherrschung grundlegender Labortechniken und einfacher chemisch-analytischer Methoden Bachelor Angewandte Naturwissenschaften Modulhandbuch (Koblenz) gedruckt am 23.11.2012 Seite 29 von 164

5 Inhalte Allgemeine Chemie (Vorlesung und Praktikum): Geschichte der Chemie Atombau Atommodell Periodensystem der Elemente Eigenschaften der Elemente chemische Reaktion Reaktionsgleichungen Energieumsatz bei chemischen Reaktionen chemisches Gleichgewicht Grundlagen der Thermodynamik Beherrschung grundlegender Labortechniken Umgang mit Chemikalien Anwendung der Gefahrstoffverordnung Handversuche zu ausgewählten Stoffgruppen Anorganische Chemie (Vorlesung und Praktikum): Chemie ausgewählter Hauptgruppenelemente und deren Verbindungen Eigenschaften und Anwendungen ausgewählter Hauptgruppenelementverbindungen in Alltag, Umwelt und Wirtschaft chemische Versuche zur qualitativen und quantitativen Analyse 6 Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen Lehramt Chemie (Modul 1) 7 Teilnahmevoraussetzungen keine 8 Prüfungsformen Klausur - 90 Minuten oder mündliche Prüfung - 20 Minuten (Modulprüfung) 9 Voraussetzungen für die Vergabe von n Vor- und Nachbereitung des Lehrstoffs Regelmäßige Teilnahme und Bestehen der Studienleistungen in Veranstaltungen 2 und 4 (Versuchsvorbereitung, -durchführung und -auswertung aller Versuche) Bestehen der Modulprüfung 10 Stellenwert der Note in der Endnote 9/210 Bachelor Angewandte Naturwissenschaften Modulhandbuch (Koblenz) gedruckt am 23.11.2012 Seite 30 von 164

11 Häufigkeit des Angebotes jährlich (Wintersemester) 12 Modulbeauftragter und hauptamtlich Lehrende Modulbeauftragter: Prof. Dr. Joachim Scholz hauptamtlich Lehrende: Dr. E. Burbach 13 Sonstige Informationen Pflichtmodul Bachelor Angewandte Naturwissenschaften Modulhandbuch (Koblenz) gedruckt am 23.11.2012 Seite 31 von 164

Modul C02 Organische Chemie 1 Grundlagen der Organischen Chemie Kennnummer Workload Studiensemester Dauer C02 210 h 7 LP 1. Semester 1 Semester 1 Lehrveranstaltungen Kontaktzeit Selbststudium 1. 0303041 V Organische Chemie 1 2. 0303042 Ü Organische Chemie 1 90 h 4 LP 2 Lehrformen Vorlesung (2 SWS) Übung (2 SWS) 3 Gruppengröße 80 (Vorlesung) 25 (Übung) 4 Qualifikationsziele/Kompetenzen Die Studierenden beherrschen die grundlegenden Inhalte und Konzepte der Organischen Chemie. Sie besitzen Kenntnisse über wichtige Stoffklassen und deren Eigenschaften und verstehen ihre Bedeutung für Mensch und Umwelt. Die Studierenden sind in der Lage, ausgewählte organisch-chemische Synthese- und Nachweisreaktionen selbständig durchzuführen. 5 Inhalte Grundbegriffe und Systematik der Organischen Chemie Nomenklatur Einführung in die Stoffklassen und ihre Reaktionen auf der Basis wichtiger funktionelle Gruppen ausgewählte Reaktionsmechanismen: Substitution / Addition / Eliminierung Grundlagen der Stereochemie Grundlagen wichtiger analytischer und spektroskopischer Methoden Synthese und Charakterisierung ausgewählter organischer Verbindungen 6 Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen Lehramt Chemie (Modul 4) Bachelor Angewandte Naturwissenschaften Modulhandbuch (Koblenz) gedruckt am 23.11.2012 Seite 32 von 164

7 Teilnahmevoraussetzungen keine 8 Prüfungsformen Klausur - 90 Minuten oder mündliche Prüfung - 20 Minuten (Modulprüfung) 9 Voraussetzungen für die Vergabe von n Vor- und Nachbereitung des Lehrstoffs Regelmäßige Teilnahme an Veranstaltung 2 Bestehen der Modulprüfung 10 Stellenwert der Note in der Endnote 7/210 11 Häufigkeit des Angebotes jährlich (Wintersemester) 12 Modulbeauftragter und hauptamtlich Lehrende Modulbeauftragter: Prof. Dr. Wolfgang Imhof hauptamtlich Lehrende: Dr. M. Kunze 13 Sonstige Informationen Pflichtmodul Bachelor Angewandte Naturwissenschaften Modulhandbuch (Koblenz) gedruckt am 23.11.2012 Seite 33 von 164

Modul C03 Allgemeine und Anorganische Chemie 2 Aufbau und Eigenschaften der Stoffe, Umgang mit Stoffen Kennnummer Workload C03 300 h 1 Lehrveranstaltungen 1. 0303021 VmÜ Allgemeine Chemie 2 2. 0303022 P Allgemeine Chemie 2 3. 0303023 V Anorganische Chemie 2 4. 0303024 P Anorganische Chemie 2 Kontaktzeit 45 h 45 h 15 h 15 h Dauer 1 Semester 10 LP Studiensemester 2. Semester Selbststudium 90 h 2 LP 2 LP 2 Lehrformen Veranstaltung 3: Veranstaltung 4: Vorlesung (2 SWS) Praktikum (3 SWS) Vorlesung (2 SWS) Praktikum (3 SWS) 3 Gruppengröße Veranstaltung 3: Veranstaltung 4: 80 (Vorlesung mit integrierten Übungen) 25 (Praktikum) 80 (Vorlesung) 25 (Praktikum) 4 Qualifikationsziele/Kompetenzen Kenntnis über die wesentliche Konzepten und Modellvorstellungen in der Chemie und der Terminologie zur Beschreibung chemischer Verbindungen und Reaktionen, sicheres Wissen beim Umgang mit chemischen Stoffen Verständnis über qualitative und quantitative Zusammenhänge in chemischen Reaktionen, Kenntnisse über die Chemie ausgewählter Nebengruppenelemente und deren Verbindungen, grundlegendes Verständnis von industriellen chemischen Prozessen und chemischen Vorgängen in der Umwelt Beherrschung wichtiger chemisch-präparativer Methoden und Fertigkeiten Die Studierenden sind in der Lage, mathematische Methoden und Modelle bei der Auswertung der Experimente und beim Lösen von physikalisch-chemischen Rechenaufgaben einzusetzen Bachelor Angewandte Naturwissenschaften Modulhandbuch (Koblenz) gedruckt am 23.11.2012 Seite 34 von 164

5 Inhalte Allgemeine Chemie (Vorlesung und Praktikum): Stoffklassen und Nomenklatur in der Organischen Chemie (Alkane, Alkene, Alkine, Aromaten, Alkohole, Amine, Verbindungen mit Carbonyl- und Carboxylgruppen) Beschreibung der Bindungen in organischen Molekülen Molekülgeometrie (Isomerie, Konstitution) typische organisch-chemische Reaktionen (Addition, Eliminierung, Substitution, Oxidation, Reduktion) Grundlagen und Anwendungen der Stöchiometrie Stoffmengenangaben und molare Größen Molbegriff Basisgrößenarten und SI-Einheiten stöchiometrische Grundgesetze Berechnungen von Umsatz und Ausbeute chemischer Reaktionen Anorganische Chemie (Vorlesung und Praktikum): Chemie ausgewählter Nebengruppenelemente Grundlagen und wichtige Anwendungen der Komplexchemie Einführung in die Organometallchemie ausgewählte industrielle chemische Verfahren Grundlagen der Festkörperchemie Durchführung qualitativer und quantitativer Analysen Synthese und Charakterisierung ausgewählter anorganischer Verbindungen 6 Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen Lehramt Chemie (Modul 2) 7 Teilnahmevoraussetzungen Kompetenzen aus: Modul C01 8 Prüfungsformen Klausur - 90 Minuten oder mündliche Prüfung - 20 Minuten (Modulprüfung) 9 Voraussetzungen für die Vergabe von n Vor- und Nachbereitung des Lehrstoffs Regelmäßige Teilnahme an den Übungen Regelmäßige Teilnahme und Bestehen der Studienleistungen in Veranstaltungen 2 und 4 (Versuchsvorbereitung, -durchführung und -auswertung aller Versuche) Bestehen der Modulprüfung Bachelor Angewandte Naturwissenschaften Modulhandbuch (Koblenz) gedruckt am 23.11.2012 Seite 35 von 164

10 Stellenwert der Note in der Endnote 10/210 11 Häufigkeit des Angebotes jährlich (Sommersemester) 12 Modulbeauftragter und hauptamtlich Lehrende Modulbeauftragter: Prof. Dr. Joachim Scholz hauptamtlich Lehrende: Dr. E. Burbach 13 Sonstige Informationen Pflichtmodul Bachelor Angewandte Naturwissenschaften Modulhandbuch (Koblenz) gedruckt am 23.11.2012 Seite 36 von 164

Modul C04 Organische Chemie 2 Organische Synthesechemie Kennnummer Workload Studiensemester Dauer C04 210 h 7 LP 2. Semester 1 Semester 1 Lehrveranstaltungen Kontaktzeit Selbststudium 1. 0303051 V Organische Chemie 2 2. 0303052 P Organische Chemie 2 45 h 75 h 4 LP 2 Lehrformen Vorlesung (2 SWS) Praktikum (3 SWS) 3 Gruppengröße 80 (Vorlesung) 25 (Praktikum) 4 Qualifikationsziele/Kompetenzen Die Studierenden kennen ausgewählte wichtige Stoffklassen der Organischen Chemie und deren Anwendungen. Sie besitzen Kenntnisse über deren Synthesen, Charakterisierung und Reaktionsverhalten. Sie können Reaktionsmechanismen anhand von experimentellen Reaktionsabläufen deuten. Die Studierenden können mit Hilfe geeigneter analytisch-chemischer Methoden wichtige Substanzen charakterisieren. Sie sind in der Lage, mehrstufige Synthesen zu planen und durchzuführen. 5 Inhalte Grundlegende Zusammenhänge von Eigenschaften und molekularer sowie räumliche Struktur organischer Verbindungen Transformation funktioneller Gruppen Einführung in die Heterocyclenchemie, Biochemie und Chemie der Naturstoffe biochemisch relevante Stoffklassen (Aminosäuren, Proteine, Kohlenhydrate) ein- und zweistufige Präparate zu den oben genannten Themenkreisen Erweiterung des Repertoires von laborrelevanten, modernen Reaktionen 6 Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen Lehramt Chemie (Modul 5) Bachelor Angewandte Naturwissenschaften Modulhandbuch (Koblenz) gedruckt am 23.11.2012 Seite 37 von 164

7 Teilnahmevoraussetzungen Kompetenzen aus: Modul C02 8 Prüfungsformen Klausur - 90 Minuten oder mündliche Prüfung - 20 Minuten (Modulprüfung) 9 Voraussetzungen für die Vergabe von n Vor- und Nachbereitung des Lehrstoffs Regelmäßige Teilnahme und Bestehen der Studienleistung in Veranstaltung 2 (Versuchsvorbereitung, -durchführung und -auswertung aller Versuche) Bestehen der Modulprüfung 10 Stellenwert der Note in der Endnote 7/210 11 Häufigkeit des Angebotes jährlich (Sommersemester) 12 Modulbeauftragter und hauptamtlich Lehrende Modulbeauftragter: Prof. Dr. Wolfgang Imhof hauptamtlich Lehrende: Dr. M. Kunze 13 Sonstige Informationen Pflichtmodul Bachelor Angewandte Naturwissenschaften Modulhandbuch (Koblenz) gedruckt am 23.11.2012 Seite 38 von 164

Modul C05 Physikalische Chemie 1 Grundlagen Kennnummer Workload Studiensemester Dauer C05 240 h 8 LP 3. Semester 1 Semester 1 Lehrveranstaltungen Kontaktzeit Selbststudium 1. 0303061 V Physikalische Chemie 1 - Grundlagen 2. 0303062 V Angewandte Physikalische Chemie 1 3. 0303063 Ü Physikalische Chemie 1 2 LP 2 Lehrformen Veranstaltung 3: Vorlesung (2 SWS) Vorlesung (2 SWS) Übung (2 SWS) 3 Gruppengröße Veranstaltung 3: 80 (Vorlesung) 80 (Vorlesung) 25 (Übung) 4 Qualifikationsziele/Kompetenzen Die Studierenden besitzen grundlegende Kenntnisse über physikalisch-chemische Vorgänge. Sie beherrschen die wichtigen Begriffe und Gesetzmäßigkeiten dieses Teilgebietes und können physikalisch-chemische Messmethoden praktisch anwenden. Die Studierenden sind in der Lage, mathematische Methoden und Modelle bei der Auswertung der Experimente und beim Lösen von physikalisch-chemischen Rechenaufgaben einzusetzen. Bachelor Angewandte Naturwissenschaften Modulhandbuch (Koblenz) gedruckt am 23.11.2012 Seite 39 von 164

5 Inhalte Grundlegende Konzepte und Arbeitsweisen der Physikalischen Chemie Einführung in die Thermodynamik und Gleichgewichtslehre Grundlagen und Anwendungen der Elektrochemie Einführung in die Reaktionskinetik Grundlagen und Anwendung ausgewählter spektroskopischer Methoden Anwendung physikalisch-chemischer Zusammenhänge im Alltag Durchführung grundlegender und exemplarischer Experimente zur physikalischen Chemie 6 Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen Lehramt Chemie (Modul 6) 7 Teilnahmevoraussetzungen Kompetenzen aus: Modul C01 Modul C02 Modul C03 Modul C04 8 Prüfungsformen Klausur - 90 Minuten oder mündliche Prüfung - 20 Minuten (Modulprüfung) 9 Voraussetzungen für die Vergabe von n Vor- und Nachbereitung des Lehrstoffs Regelmäßige Teilnahme an den Übungen Bestehen der Modulprüfung 10 Stellenwert der Note in der Endnote 8/210 11 Häufigkeit des Angebotes jährlich (Wintersemester) 12 Modulbeauftragter und hauptamtlich Lehrende Modulbeauftragter: Prof. Dr. Peter Quirmbach hauptamtlich Lehrende: Dr. A. Sax 13 Sonstige Informationen Pflichtmodul Bachelor Angewandte Naturwissenschaften Modulhandbuch (Koblenz) gedruckt am 23.11.2012 Seite 40 von 164

Modul C06 Organische Chemie 3 Reaktionsmechanismen Kennnummer Workload Studiensemester Dauer C06 3 12 LP 3. Semester 1 Semester 1 Lehrveranstaltungen Kontaktzeit Selbststudium 1. 0303111 V Organische Chemie 3 2. 0303112 P Synthesemethoden 45 h 105 h 5 LP 3. 0303114 V Chemie der Heterocyclen 90 h 4 LP 2 Lehrformen Veranstaltung 3: Vorlesung (2 SWS) Praktikum (3 SWS) Vorlesung (2 SWS) 3 Gruppengröße Veranstaltung 3: 80 (Vorlesung) 25 (Praktikum) 80 (Vorlesung) 4 Qualifikationsziele/Kompetenzen Organische Chemie 3 und Synthesemethoden: Die Studierenden kennen wichtige funktionelle Gruppen und deren Bedeutung für die Eigenschaften von Stoffklassen in der organischen Chemie. Sie wissen, wie diese funktionellen Gruppen synthetisiert und ineinander umgewandelt werden können. Die Studierenden besitzen ein umfangreiches Wissen über die Eigenschaften sowie die Bedeutung ausgewählter organischer Verbindungen in der Natur und in der chemischen Industrie. Sie verstehen die Grundlagen und Zusammenhänge der industriellen organischen Chemie (z.b. Petrochemie) und können grundlegende biochemische Fragestellungen (z.b. Kohlenhydrate und Eiweiße in physiologischen Prozessen) erläutern. Chemie der Heterocyclen: Die Studierenden können die wichtigsten Klassen heterocyclischer Verbindungen an Hand ihrer Molekülstruktur erkennen und die Nomenklatur der Heterocyclen korrekt anwenden. Sie sind in der Lage, synthetische Verfahren zur Generierung von Heterocyclen zu erläutern und können von der Molekülstruktur abgeleitet Aussagen zur Reaktivität der Verbindungen machen. Bachelor Angewandte Naturwissenschaften Modulhandbuch (Koblenz) gedruckt am 23.11.2012 Seite 41 von 164

5 Inhalte Organische Chemie 3: Chemie alicyclischer und heterocyclischer Verbindungen Relevanz und Reaktionen aromatischer Verbindungen Anwendung aromatischer Verbindungen in pharmakologischen Wirkstoffen, als Synthesebaustein und in der industriellen Organischen Chemie Anwendung heterocyclischer Verbindungen Stickstoffverbindungen in der organischen Chemie, Amine, Aminosäuren, Hydroxylamine, Hydrazine u.a. Stickstoffverbindungen als Naturstoffe, Naturstoffsynthese Synthesemethoden: Erweiterte Arbeitstechniken zur Stofftrennung bzw. Stoffreinigung (Dünnschicht- und Säulenchromatographie, Destillation unter Ölpumpenvakuum, Wasserdampfdestillation, kontinuierliche Extraktion, Kristallisation) Anwendung von Methoden zur Identifizierung organischer Verbindungen (UV/VIS- Spektroskopie, IR-Spektroskopie, NMR-Spektroskopie, GC- bzw. GC/MS-Methode) Mehrstufige Synthesen (Funktionalisierung von Aromaten durch elektrophile Substitution, Cycloaddition, Synthese von Heterocyclen, Reaktionen von Carbonyl- und C-H-aciden Verbindungen) Chemie der Heterocyclen: Das Modul vermittelt Kenntnisse über die Struktur und Reaktivität der wichtigsten Klassen von heterocyclischen Verbindungen. Der Einfluss der Heteroatome auf die Reaktivität der Verbindungen im Vergleich zu rein carbocyclischen Substanzen wird besprochen. Es werden weiterhin typische Synthesewege zu den verschiedenen Heterocyclen aufgezeigt. An ausgewählten Beispielen wird der Einsatz von heterocyclischen Verbindungen in technischen und pharmazeutischen Anwendungen erläutert. 6 Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen Lehramt Chemie (Modul 11) 7 Teilnahmevoraussetzungen Kompetenzen aus: Modul C01 Modul C02 Modul C03 Modul C04 8 Prüfungsformen Klausur - 90 Minuten oder mündliche Prüfung - 20 Minuten (Modulprüfung) Bachelor Angewandte Naturwissenschaften Modulhandbuch (Koblenz) gedruckt am 23.11.2012 Seite 42 von 164

9 Voraussetzungen für die Vergabe von n Vor- und Nachbereitung des Lehrstoffs Regelmäßige Teilnahme und Bestehen der Studienleistung in Veranstaltung 2 (Versuchsvorbereitung, -durchführung und -auswertung aller Versuche) Bestehen der Modulprüfung 10 Stellenwert der Note in der Endnote 12/210 11 Häufigkeit des Angebotes jährlich (Wintersemester) 12 Modulbeauftragter und hauptamtlich Lehrende Modulbeauftragter: Prof. Dr. Wolfgang Imhof hauptamtlich Lehrende: Dr. M. Kunze 13 Sonstige Informationen Pflichtmodul Bachelor Angewandte Naturwissenschaften Modulhandbuch (Koblenz) gedruckt am 23.11.2012 Seite 43 von 164

Modul C07 Physikalische Chemie 2 Vertiefung Kennnummer C07 Workload 180 h 6 LP Studiensemester 4. Semester Dauer 1 Semester 1 Lehrveranstaltung Kontaktzeit Selbststudium 1. 0303141 V Physikalische Chemie 2 2. 0303142 Ü Anwendungen der Physikalischen Chemie 2 Lehrformen Vorlesung (2 SWS) Übung (2 SWS) 3 Gruppengröße 80 (Vorlesung) 25 (Übung) 4 Qualifikationsziele/Kompetenzen Physikalische Chemie 2 und Anwendungen der Physikalischen Chemie: Die Studierenden haben einen vertieften Einblick in komplexe physikalisch-chemische Zusammenhänge. Sie können anspruchsvolle physikalisch-chemische Themen vermitteln sowie am Beispiel aktueller Themen die Bedeutung der physikalischen Chemie darstellen. Die Studierenden sind mit dem Aufbau physikalisch-chemischer Experimente vertraut und können die wichtigsten Messmethoden einsetzen. Sie haben die Kompetenz zur quantitativen Auswertung physikalisch-chemischer Experimente und können die Genauigkeit und Grenzen eines Versuchsaufbaus einschätzen. 5 Inhalte Physikalische Chemie 2 und Anwendungen der Physikalischen Chemie: Vertiefung des physikalisch-chemischen Grundlagenwissens sowie Einführung in aktuelle Forschungsgebiete der Physikalischen Chemie ausgewählte Experimente zur Thermodynamik (z.b. Reaktionswärmen, Verbrennungswärmen, chemisches Gleichgewicht in der Gasphase, Destillationskolonne) ausgewählte Experimente zur Elektrochemie (z.b. Leitfähigkeit, reversible Zellspannung, cyclische Voltammetrie) ausgewählte Experimente zur Kinetik (Kinetik der Rohrzuckerinversion, Kinetik einer bimolekularen Reaktion u.a.) Bachelor Angewandte Naturwissenschaften Modulhandbuch (Koblenz) gedruckt am 23.11.2012 Seite 44 von 164

6 Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen Lehramt Chemie (Modul 14) 7 Teilnahmevoraussetzungen Kompetenzen aus: Modul C01 Modul C02 Modul C03 Modul C04 Modul C05 Modul C06 8 Prüfungsformen Klausur - 90 Minuten oder mündliche Prüfung - 20 Minuten (Modulprüfung) 9 Voraussetzungen für die Vergabe von n Vor- und Nachbereitung des Lehrstoffs Regelmäßige Teilnahme an den Übungen Bestehen der Modulprüfung 10 Stellenwert der Note in der Endnote 10/210 11 Häufigkeit des Angebotes jährlich (Sommersemester) 12 Modulbeauftragter und hauptamtlich Lehrende Modulbeauftragter: Prof. Dr. Peter Quirmbach hauptamtlich Lehrende: Dr. A. Sax 13 Sonstige Informationen Pflichtmodul Bachelor Angewandte Naturwissenschaften Modulhandbuch (Koblenz) gedruckt am 23.11.2012 Seite 45 von 164

Modul C08 Anorganische Chemie 3 Chemie der Haupt- und Nebengruppenelemente Kennnummer Workload C08 240 h 1 Lehrveranstaltungen 1. 0303121 V Anorganische Chemie 3 2. 0303122 P Anorganisch-chemisches Praktikum 3 Kontaktzeit 45 h 105 h Dauer 1 Semester 8 LP Studiensemester 5. Semester Selbststudium 5 LP 2 Lehrformen Vorlesung (2 SWS) Praktikum (3 SWS) 3 Gruppengröße 80 (Vorlesung) 25 (Praktikum) 4 Qualifikationsziele/Kompetenzen Anorganische Chemie 3: Die Studierenden besitzen umfassende Kenntnisse zur anorganischen Chemie der Hauptund Nebengruppenelemente. Sie können die wichtigen bindungstheoretischen Konzepte der anorganischen Chemie anwenden und beherrschen wichtige anorganisch-chemische Reaktionsmechanismen. Die Studierenden sind in der Lage, die Erkenntnisse der anorganischen Chemie mit denen der anderen naturwissenschaftlichen Bereiche zu verknüpfen und können den Bezug anorganisch-chemischer Verbindungen zu deren technischer Bedeutung herstellen. Sie besitzen Kenntnisse aus ausgewählten Spezialgebieten der anorganischen Chemie und können diese auf Beispiele des täglichen Lebens anwenden. Anorganisch-chemisches Praktikum 3: Die Studierenden besitzen experimentelle Fähigkeiten in der chemischen Synthese, der Herstellung von Präparaten und deren Charakterisierung mittels moderner instrumenteller Analytik. Sie beherrschen den Umgang mit komplizierten Laborgeräten und den Aufbau von funktionalen Glasapparaturen sowie den Umgang mit sauerstoff- und feuchtigkeitsempfindlichen Verbindungen und das Arbeiten unter Vakuum. Sie planen selbständig die Synthese und Charakterisierung von anorganischen Verbindungen und erstellen detaillierte Versuchsprotokolle während der Experimente. Bachelor Angewandte Naturwissenschaften Modulhandbuch (Koblenz) gedruckt am 23.11.2012 Seite 46 von 164

5 Inhalte Anorganische Chemie 3 und Anorganisch-chemisches Praktikum 3: Vertiefung der Kenntnisse der Chemie der Haupt- und Nebengruppenelemente Ableitung wichtiger Eigenschaften und Trends im Reaktionsverhalten Bedeutung von Struktur-Eigenschafts-Beziehungen Herstellung und Anwendung ausgewählter Verbindungen der Haupt- und Nebengruppenelemente in der chemischen Industrie Anwendung von bindungs- und reaktions-theoretischen Konzepten, Regeln und Gesetze zum Verständnis des strukturellen Aufbaus kristalliner Materie aktuelle Entwicklungen in der Anorganischen Chemie 6 Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen Lehramt Chemie (Modul 12) 7 Teilnahmevoraussetzungen Kompetenzen aus: Modul C01 Modul C02 Modul C03 Modul C04 Modul C05 Modul C06 8 Prüfungsformen Klausur - 90 Minuten oder mündliche Prüfung - 20 Minuten (Modulprüfung) 9 Voraussetzungen für die Vergabe von n Vor- und Nachbereitung des Lehrstoffs Regelmäßige Teilnahme und Bestehen der Studienleistung in Veranstaltung 2 (Versuchsvorbereitung, -durchführung und -auswertung aller Versuche) Bestehen der Modulprüfung 10 Stellenwert der Note in der Endnote 8/210 11 Häufigkeit des Angebotes jährlich (Wintersemester) 12 Modulbeauftragter und hauptamtlich Lehrende Modulbeauftragter: Prof. Dr. Joachim Scholz hauptamtlich Lehrende: N.N. Bachelor Angewandte Naturwissenschaften Modulhandbuch (Koblenz) gedruckt am 23.11.2012 Seite 47 von 164

13 Sonstige Informationen Pflichtmodul Bachelor Angewandte Naturwissenschaften Modulhandbuch (Koblenz) gedruckt am 23.11.2012 Seite 48 von 164

Modul A02 Grundlagen der Kommunikation Kennnummer Workload Studiensemester Dauer A02 270 h 9 LP 6. Semester 1 Semester 1 Lehrveranstaltung Kontaktzeit Selbststudium 1. Ü Scientific English 120 h 6 LP 2. S Kommunikationstechniken 2 Lehrformen Übung (4 SWS) Seminar (2 SWS) 3 Gruppengröße 25 (Übung) 25 (Seminar) 4 Qualifikationsziele/Kompetenzen Dieses Modul dient der Entwicklung von Basisqualifikationen im Bereich der Kommunikation und entwickelt die Englischkenntnisse in der Fachsprache, aufbauend auf die für das Studium erforderten Grundkenntnisse, vertiefend fort. Da die Arbeitsergebnisse naturwissenschaftlicher Arbeiten in der Praxis nicht nur schriftlich, sondern auch in mündlichen Präsentationen kommuniziert werden, werden auch rhetorische Fähigkeiten und Techniken trainiert. 5 Inhalte Verhandlungssichere Anwendung der englischen Sprache im wissenschaftlichen Studium und in der beruflichen Praxis. Beherrschung überzeugender Kommunikation Anwendung naturwissenschaftlicher Fachbegriffe in der Konversation. Lesen und Verstehen englischer Fachliteratur. Referieren naturwissenschaftlicher Inhalte auf Englisch. Überzeugende Darstellung von An- und Absichten. Sicherheit vor Publikum. Professioneller Aufbau von Reden. Entwicklung teilnehmerorientierter Präsentationen 6 Verwendbarkeit der Module in anderen Studiengängen Bachelor Angewandte Naturwissenschaften Modulhandbuch (Koblenz) gedruckt am 23.11.2012 Seite 49 von 164