Modulhandbuch Bachelor Optische ystemtechnik/optronik rüfungsordnungsversion: 2013 Erstellt am: Donnerstag 20 November 2014 aus der O Datenbank der TU Ilmenau
Inhaltsverzeichnis Name des Moduls/Fachs 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Abschluss L Fachnr. Mathematik 1-3 F 20 Mathematik 1 4 4 0 L 90min 8 1381 Mathematik 2 4 2 0 L 90min 6 1382 Mathematik 3 4 2 0 L 90min 6 1383 Naturwissenschaften F 13 hysik 1 2 2 0 L 90min 4 666 hysik 2 2 2 0 L 90min 4 667 raktikum hysik 0 0 2 L 2 100170 Chemie 2 1 0 L 90min 3 837 Experimentalphysik 2 L 45min 8 Elektrizitätslehre und Optik 2 2 0 L 6 724 Atome, Kerne, Teilchen 2 2 0 L 5 7395 Informatik F 8 Algorithmen und rogrammierung 2 1 0 L 90min 3 1313 Technische Informatik 2 2 0 L 90min 4 5131 raktikum Informatik 0 0 1 L 1 100204 Elektrotechnik 1 F 10 Elektrotechnik 1 2 2 0 2 2 0 L 8 100205 raktikum Elektrotechnik 1 0 0 1 0 0 1 L 2 100172 Elektronik F 5 Grundlagen der Elektronik 2 2 0 L 120min 4 100250 raktikum Elektronik 0 0 1 L 1 100174 ignale und ysteme F 5 ignale und ysteme 1 2 3 0 L 120min 5 1398 Grundlagen analoger chaltungstechnik MO 5 Grundlagen analoger chaltungstechnik 2 3 0 L 5 100175 Maschinenelemente 1-2 F 11 CAD 0 1 0 L 1 1423 Darstellungslehre und Maschinenelemente 1 1 1 0 1 1 0 L 4 100198 Maschinenelemente 2.2 2 2 0 L 180min 4 263
Maschinenelemente 2.2 - rojekt 0 1 0 L 2 6879 Technische Mechanik 1-2 F 8 Technische Mechanik 2.1 2 2 0 L 120min 4 5132 Technische Mechanik 2.2 2 2 0 L 120min 4 6702 Werkstoffe Maschinenbau F 5 Werkstoffe 2 1 0 L 90min 3 1369 Werkstoffe im Maschinenbau 0 1 0 L 1 100179 Werkstoffpraktikum 0 0 1 L 1 141 Fertigungsverfahren F 9 Grundlagen der Fertigungstechnik 2 1 0 L 90min 3 1376 Fertigungsverfahren und Werkstoffe der Optik 2 1 0 L 30min 3 1585 Wärmeübertragung 1 2 1 0 L 120min 3 1618 Technische Optik 1 und Lichttechnik 1 F 7 raktikum Optronik 0 0 2 L 2 877 Technische Optik 1 und Lichttechnik 1 2 3 0 L 90min 5 876 hysikalische Optik F 8 Einführung in die Festkörperphysik für Ingenieure 2 1 0 L 30min 3 435 hysikalische Optik 2 1 1 L 90min 5 717 Feinwerktechnik F 7 Feinwerktechnische Funktionsgruppen 1 2 1 0 L 4 399 Feinwerktechnische Funktionsgruppen 2 1 1 0 L 3 1630 Mess- und ensortechnik F 5 Mess- und ensortechnik 2 1 0 L 90min 4 400 raktikum Mess- und ensortechnik 0 0 1 L 1 100201 Mikrorechnertechnik F 5 Mikrorechnertechnik 2 2 0 L 5 656 Technische Optik und Lichttechnik 2 F 6 Lichttechnik 2 1 0 1 L 30min 2 315 Technische Optik 2 2 1 0 L 90min 4 878 Optische ysteme F 11 Bewertung und ynthese optischer ysteme 2 2 0 L 5 100619 Integrierte Optik und Mikrooptik 2 0 0 L 3 879 Optische Telekommunikationstechnik 1 2 0 0 L 30min 3 1616 Optoelektronik und Technologie F 8
Optoelektronik 2 2 0 L 30min 5 1323 Technologie optoelektronischer Bauelemente 1 1 0 L 3 1615 Qualitätssicherung und Bildverarbeitung F 6 Digitale Bildverarbeitung 1 2 0 1 L 90min 4 1617 Qualitätssicherung 2 0 0 L 90min 2 1595 Nichttechnische Fächer MO 6 Fremdsprache MO 2 100206 tudium generale MO 2 100813 Grundlagen der BWL 1 2 0 0 L 2 488 Berufspraktische Ausbildung MO 14 Fachpraktikum (12 Wochen) L 12 6102 Grundpraktikum (8 Wochen) L 2 6092 Bachelorarbeit mit Kolloquium F 14 Bachelorarbeit - Abschlusskolloquium L 2 6031 Bachelorarbeit - schriftliche wissenschaftliche Arbeit BA 6 12 6079
Bachelor Optische ystemtechnik/optronik 2013 Modul: Mathematik 1-3 Modulnummer: 100181 Modulverantwortlich: Dr. Thomas Böhme Modulabschluss: Fachprüfung/Modulprüfung generiert Lernergebnisse Die orlesung Mathematik überstreicht einen Zeitraum von drei emestern. Aufbauend auf die Mathematikausbildung in den chulen werden mathematische Grundlagen gelegt und in steigendem Maße neue mathematische Teilgebiete zwecks Anwendung im physikalisch-technischen Fachstudium vermittelt. Der tudierende soll - sicher und selbstständig rechnen können. Dabei sollen die neuen mathematischen Inhalte, einschließlich der neuen mathematischen Begriffe und chreibweisen verwendet werden, - die physikalisch-technischen Anwendungsfälle der neuen mathematischen Disziplinen erfassen, bei vorgelegten physikalisch-technischen Aufgaben das passende mathematische Handwerkszeug auswählen und richtig verwenden können, - in der Lage sein, den Zusammenhang und den Unterschied von mathematischen und physikalisch-technischen Modellen zu erfassen und hieraus folgernd in der Lage sein, den Geltungsbereich mathematischer Ergebnisse in Bezug auf technische Aufgabenstellungen abzuschätzen und die durch die Mathematik gelieferten orhersagen für das erhalten von technischen ystemen zu beurteilen. In den orlesungen und Übungen werden Fachund Methodenkompetenz und zum Teil ystemkompetenz vermittelt. orraussetzungen für die Teilnahme Abiturstoff siehe entsprechende Fachbeschreibungen eite 5 von 136
Bachelor Optische ystemtechnik/optronik 2013 Modul: Mathematik 1-3 Mathematik 1 Fachabschluss: rüfungsleistung schriftlich 90 min Art der Notengebung: Gestufte Noten prache: Deutsch flichtkennz.: flichtfach Turnus:Wintersemester Fachnummer: 1381 Fachverantwortlich: Dr. Thomas Böhme 4 4 0 rüfungsnummer:2400478 Leistungspunkte: 8 Workload (h): 240 Anteil elbststudium (h): 150 W: 8.0 Fakultät für Mathematik und Naturwissenschaften Fachgebiet: W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Fachkompetenz: Kenntnis der relevanten Definitionen der in den Lehrinhalten genannten mathematischen Gegenstände, Kenntnis grundlegender Aussagen über diese Gegenstände, erständnis von ausgewählten mathematischen Modelle physikalischer bzw. technischer ystemen Methodenkompetenz: Rechnen mit komplexen Zahlen und olynomen, Berechnung von Grenzwerten (Folgen, Reihen, Funktionen), Berechnung von Ableitungen und (einfachen) tammfunktionen, Untersuchung der Eigenschaften von reellen Funktionen einer eränderlichen mit Hilfe der Differenzial- und Integralrechnung (Kurvendiskussion, Extremwerte), Rechnen mit Matrizen (reell und komplex), Lösen von linearen Gleichungssystemen mit Hilfe des Gauß-Jordan-erfahrens, Berechnen von Determinanten orkenntnisse Abiturstoff Inhalt Logik, Mengen, komplexe Zahlen, olynome, Folgen, Reihen, Grenzwerte, Differenzial- und Integralrechnung für Funktionen in einer reellen eränderlichen, Matrizen, lineare Gleichungssysteme, Determinanten Medienformen Tafelvortrag, Moodle Literatur - Meyberg K., achenauer,.: Höhere Mathematik 1 und 2, Lehrbücher zur Ingenieurmathematik für Hochschulen, pringer erlag 1991 - Hofmann A., Marx B., ogt W.: Mathematik für Ingenieure I, Lineare Algebra, Analysis-Theorie und Numerik. earson erlag 2005 - Emmrich, E., Trunk, C.: Gut vorbereitet in die erste Mathe-Klausur, 2007, Carl Hanser erlag Leipzig. - G. Bärwolff: Höhere Mathematik für Naturwissenschaftler und Ingenieure. pektrum Akademischer erlag 2006 241 eite 6 von 136
emesterbegleitende rüfungsleistung: Die Note wird aus dem Ergebnis der Abschlußklausur am emesterende und einer Leistung im emester (Zwischenklausur und/oder Hausaufgaben) gebildet. Die entsprechenden Details werden zu Beginn der orlesung und auf der Webseite des orlesenden bekanntgegeben. verwendet in folgenden tudiengängen Bachelor Biotechnische Chemie 2013 Bachelor Elektrotechnik und Informationstechnik 2013 Bachelor Biomedizinische Technik 2014 Bachelor Mechatronik 2013 Bachelor Maschinenbau 2013 Bachelor olyvalenter Bachelor mit Lehramtsoption für berufsbildende chulen - Elektrotechnik 2013 Bachelor Fahrzeugtechnik 2013 Bachelor Optische ystemtechnik/optronik 2013 Bachelor Werkstoffwissenschaft 2013 Bachelor Biomedizinische Technik 2013 Bachelor Medientechnologie 2013 Bachelor Ingenieurinformatik 2013 eite 7 von 136
Bachelor Optische ystemtechnik/optronik 2013 Modul: Mathematik 1-3 Mathematik 2 Fachabschluss: rüfungsleistung schriftlich 90 min Art der Notengebung: Gestufte Noten prache: Deutsch flichtkennz.: flichtfach Turnus:ommersemester Fachnummer: 1382 Fachverantwortlich: Dr. Thomas Böhme rüfungsnummer:2400479 Leistungspunkte: 6 Workload (h): 180 Anteil elbststudium (h): 112 W: 6.0 Fakultät für Mathematik und Naturwissenschaften Fachgebiet: W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F 4 2 0 Fachkompetenz: Kenntnis der relevanten Definitionen der in den Lehrinhalten genannten mathematischen Gegenstände, Kenntnis grundlegender Aussagen über diese Gegenstände, erständnis von ausgewählten mathematischen Modelle physikalischer bzw. technischer ystemen Methodenkompetenz: Rechnen in lineare ektorräume mit kalarprodukt, Umgang mit reellen Funktionen in mehreren eränderlichen, insbesondere Berechnen von partiellen Ableitungen, Jacobi- und Hessematrizen, aramterdarstellung von Kurven und Flächen, Berechnen von Bereichs-, Kurven- und Oberflächenintegralen direkt und mit Hilfe von Integralsätzen orkenntnisse orlesung Mathematik 1 Inhalt Lineare ektorräume, kalarprodukte, Differenzialrechnung für skalar- und vektorwertige Funktionen in mehreren reellen eränderlichen, Bereichs-, Kurven- und Oberflächenintegrale, Integralsätze Medienformen Tafelvortrag, Moodle Literatur - Meyberg K., achenauer,.: Höhere Mathematik 1 und 2, Lehrbücher zur Ingenieurmathematik für Hochschulen, pringer erlag 1991 - Hofmann A., Marx B., ogt W.: Mathematik für Ingenieure I, Lineare Algebra, Analysis-Theorie und Numerik. earson erlag 2005 - G. Bärwolff: Höhere Mathematik für Naturwissenschaftler und Ingenieure. pektrum Akademischer erlag 2006 emesterbegleitende rüfungsleistung: Die Note wird aus dem Ergebnis der Abschlußklausur am emesterende und einer Leistung im emester (Zwischenklausur und/oder Hausaufgaben) gebildet. Die entsprechenden Details werden zu Beginn der orlesung und auf der Webseite des orlesenden bekanntgegeben. verwendet in folgenden tudiengängen 241 eite 8 von 136
Bachelor Biotechnische Chemie 2013 Bachelor Elektrotechnik und Informationstechnik 2013 Bachelor Biomedizinische Technik 2014 Bachelor Mechatronik 2013 Bachelor Maschinenbau 2013 Bachelor olyvalenter Bachelor mit Lehramtsoption für berufsbildende chulen - Elektrotechnik 2013 Bachelor Fahrzeugtechnik 2013 Bachelor Optische ystemtechnik/optronik 2013 Bachelor Werkstoffwissenschaft 2013 Bachelor Biomedizinische Technik 2013 Bachelor Medientechnologie 2013 Bachelor Ingenieurinformatik 2013 eite 9 von 136
Bachelor Optische ystemtechnik/optronik 2013 Modul: Mathematik 1-3 Mathematik 3 Fachabschluss: rüfungsleistung schriftlich 90 min Art der Notengebung: Gestufte Noten prache: Deutsch flichtkennz.: flichtfach Turnus:Wintersemester Fachnummer: 1383 Fachverantwortlich: Dr. Thomas Böhme rüfungsnummer:2400480 Leistungspunkte: 6 Workload (h): 180 Anteil elbststudium (h): 112 W: 6.0 Fakultät für Mathematik und Naturwissenschaften Fachgebiet: W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F 4 2 0 Fachkompetenz: Kenntnis der relevanten Definitionen der in den Lehrinhalten genannten mathematischen Gegenstände, Kenntnis grundlegender Aussagen über diese Gegenstände, erständnis von ausgewählten mathematischen Modelle physikalischer bzw. technischer ystemen Methodenkompetenz: analytische Lösung von ausgewählten Tpen von Differenzialgleichungen, Anwendung der Laplacetransformation zur Berechnung der Lösung von linearen Anfangswertproblemen mit konstanten Koeffizienten, einfache Anwendungen der Fouriertransformation 241 orkenntnisse orlesung Mathematik 2 Inhalt Differenzialgleichungen, Fourierreihen, Fourier- und Laplacetransformation Medienformen Tafelvortrag, Moodle Literatur - Meyberg K., achenauer,.: Höhere Mathematik 1 und 2, Lehrbücher zur Ingenieurmathematik für Hochschulen, pringer erlag 1991 - Hofmann A., Marx B., ogt W.: Mathematik für Ingenieure I, Lineare Algebra, Analysis-Theorie und Numerik. earson erlag 2005 - G. Bärwolff: Höhere Mathematik für Naturwissenschaftler und Ingenieure. pektrum Akademischer erlag 2006 emesterbegleitende rüfungsleistung: Die Note wird aus dem Ergebnis der Abschlußklausur am emesterende und einer Leistung im emester (Zwischenklausur und/oder Hausaufgaben) gebildet. eite 10 von 136
Die entsprechenden Details werden zu Beginn der orlesung und auf der Webseite des orlesenden bekanntgegeben. verwendet in folgenden tudiengängen Bachelor Ingenieurinformatik 2013 Bachelor Elektrotechnik und Informationstechnik 2013 Bachelor Biomedizinische Technik 2014 Bachelor Mechatronik 2013 Bachelor Maschinenbau 2013 Bachelor olyvalenter Bachelor mit Lehramtsoption für berufsbildende chulen - Elektrotechnik 2013 Bachelor Fahrzeugtechnik 2013 Bachelor Optische ystemtechnik/optronik 2013 Bachelor Werkstoffwissenschaft 2013 Bachelor Biomedizinische Technik 2013 Bachelor Medientechnologie 2013 eite 11 von 136
Bachelor Optische ystemtechnik/optronik 2013 Modul: Naturwissenschaften Modulnummer: 100182 Modulverantwortlich: rof. Dr. iegfried tapf Modulabschluss: Fachprüfung/Modulprüfung generiert Lernergebnisse Im Modul Naturwissenschaften werden die tudierenden in das naturwissenschaftliche quantitative Denken und das methodische Arbeiten eingeführt. Die tudierenden erhalten das für die Ingenieurpraxis notwendige theoretische und praktisch anwendbare Wissen auf dem Gebiet der hysik und Chemie. Die tudierenden erlernen in den einzelnen Fachvorlesungen, ausgehend von der klassischen hysik, die physikalischen Grundlagen der Mechanik, die Thermodynamik und die Grundlagen von chwingungsvorgängen. ie erhalten zudem grundlegendes Wissen über chemische Bindungen und chemische Reaktionen, die es ermöglichen, das erhalten der Werkstoffe in der späteren raxis abzuleiten und zu verstehen. Die tudierenden vertiefen die Anwendbarkeit des erworbenen Wissens durch begleitende eminare und raktika. orraussetzungen für die Teilnahme Hochschulzugangsberechtigung eite 12 von 136
Bachelor Optische ystemtechnik/optronik 2013 Modul: hysik 1 Naturwissenschaften Fachabschluss: rüfungsleistung schriftlich 90 min Art der Notengebung: Gestufte Noten prache: Deutsch flichtkennz.: flichtfach Turnus:Wintersemester Fachnummer: 666 rüfungsnummer:2400004 Fachverantwortlich: rof. Dr. iegfried tapf Leistungspunkte: 4 Workload (h): 120 Anteil elbststudium (h): 75 W: 4.0 Fakultät für Mathematik und Naturwissenschaften Fachgebiet: W nach Fachsemester 2 2 0 Lernergebnisse / Kompetenzen 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Die orlesung gibt eine Einführung in die physikalischen Grundlagen der Ingenieurwissenschaften in den Teilgebieten der Mechanik von unktmassen, starrer Körper und deformierbarer Körper sowie mechanische chwingungen. Die tudierenden sollen auf der Basis der räsenzveranstaltungen die hysik in ihren Zusammenhängen begreifen und in der Lage sein, Aufgabenstellungen unter Anwendung der Differential- Integral- und ektorrechung erfolgreich zu bearbeiten. Die Methodik des physikalischen Erkenntnisprozesses soll dazu führen, dass der tudierende zunehmend eine Brücke zwischen grundlegenden physikalischen Effekten und Anwendungsfeldern der Ingenieurpraxis schlagen kann. Darüber hinaus soll er befähigt werden, sein physikalisches Wissen zu vertiefen und Fragestellungen konstruktiv zu analysieren und zu beantworten. Die Übungen (2 W) zur hysik 1 auf der Grundlage der wöchentlich empfohlenen Übungsaufgaben dienen einerseits der Festigung der orlesungsinhalte, insbesondere der eigenverantwortlichen Kontrolle des elbststudiums, sowie der Förderung der Teamfähigkeit bei der Lösung von anspruchsvollen Aufgaben. Im Modul hysik 1 werden zugleich die physikalischen oraussetzungen für den Aufbau und die Funktionsweise von Messapparaturen, der Messung selbst, der Auswertung und Diskussion von Messdaten für das Interdisziplinäre Grundlagenpraktikum (Module im 1 und 2 emester) bereitgestellt. Das orlesungsgebiet Mechanik der deformierbaren Körper liefert darüber hinaus Grundkenntnisse zum Modul Technische Mechanik. orkenntnisse Hochschulzugangsberechtigung/Abitur Inhalt Das Lehrgebiet im 1. Fachsemester beinhaltet folgende chwerpunkte: Messen und Maßeinheiten Kinematik und Dynamik von Massenpunkten (NEWTONsche Axiome, Kraftstoß, Impuls- und Impulserhaltung, Reibung) Arbeit, Energie und Leistung; Energieerhaltung; elastische und nichtelastische tossprozesse Rotation von Massenpunktsystemen (Drehmoment, Drehimpuls und Drehimpulserhaltungssatz) tarrer Körper (chwerpunkt, Massenträgheitsmomente, kinetische und potentielle Energie des starren Körpers, atz von TEINER, freie Achsen und Kreiselbewegungen sowie deren Anwendungsbereiche) Mechanik der deformierbaren Körper (Dehnung, Querkontraktion, cherung, Kompressibilität, Aerostatik, Fluiddynamik, iskosität, Turbulenz) Mechanische chwingungen (Freie ungedämpfte, gedämpfte und erzwungene chwingung, mathematisches und physikalisches endel, Torsionspendel) Medienformen Tafel, cripten, Folien, wöchentliche Übungsserien Folien aus der orlesung und die Übungsserien können durch die tudierenden von der Homepage des Instituts für hysik/fg Technische hysik II / olymerphysik (www.tuilmenau.de/techphys2) abgerufen werden. 242 eite 13 von 136
Literatur Hering, E., Martin, R., tohrer, M.: hysik für Ingenieure. pringer-erlag, 9. Auflage 2004 Gerthsen, Kneser, ogel: hysik. 17. Aufl., pringer-erlag, Berlin 1993 troppe, H.: hysik für tudenten der Natur- und Technikwissenschaften. Fachbuchverlag Leipzig, 11. Auflage 1999 Orear, Jay: hysik. Carl-Hanser erlag, München 1991 Zeitler, J., G. imon: hysik für Techniker und technische Berufe. Fachbuchverlag Leipzig-Köln 1992 verwendet in folgenden tudiengängen Bachelor Ingenieurinformatik 2008 Bachelor olyvalenter Bachelor mit Lehramtsoption für berufsbildende chulen - Elektrotechnik 2008 Bachelor Elektrotechnik und Informationstechnik 2013 Bachelor Technische Kybernetik und ystemtheorie 2010 Bachelor Wirtschaftsingenieurwesen 2010 ertiefung MB Bachelor Elektrotechnik und Informationstechnik 2008 Bachelor Fahrzeugtechnik 2008 Bachelor Medientechnologie 2008 Bachelor Maschinenbau 2008 Bachelor Mechatronik 2013 Bachelor olyvalenter Bachelor mit Lehramtsoption für berufsbildende chulen - Metalltechnik 2013 Bachelor Optische ystemtechnik/optronik 2013 Bachelor Biomedizinische Technik 2008 Bachelor Wirtschaftsingenieurwesen 2011 ertiefung MB Bachelor olyvalenter Bachelor mit Lehramtsoption für berufsbildende chulen - Metalltechnik 2008 Bachelor olyvalenter Bachelor mit Lehramtsoption für berufsbildende chulen - Elektrotechnik 2013 Bachelor Technische Kybernetik und ystemtheorie 2013 Bachelor Biomedizinische Technik 2013 Bachelor Medientechnologie 2013 Bachelor Wirtschaftsingenieurwesen 2008 ertiefung ET Bachelor Wirtschaftsingenieurwesen 2011 ertiefung ET Bachelor Ingenieurinformatik 2013 Bachelor Mechatronik 2008 Bachelor Optronik 2008 Bachelor Wirtschaftsingenieurwesen 2010 ertiefung ET Bachelor Wirtschaftsingenieurwesen 2013 ertiefung MB Bachelor Biomedizinische Technik 2014 Bachelor Wirtschaftsingenieurwesen 2008 ertiefung MB Bachelor Maschinenbau 2013 Bachelor Wirtschaftsingenieurwesen 2013 ertiefung ET Bachelor Fahrzeugtechnik 2013 Bachelor Werkstoffwissenschaft 2013 eite 14 von 136
Bachelor Optische ystemtechnik/optronik 2013 Modul: hysik 2 Naturwissenschaften Fachabschluss: rüfungsleistung schriftlich 90 min Art der Notengebung: Gestufte Noten prache: Deutsch flichtkennz.: flichtfach Turnus:ommersemester Fachnummer: 667 rüfungsnummer:2400005 Fachverantwortlich: rof. Dr. iegfried tapf Leistungspunkte: 4 Workload (h): 120 Anteil elbststudium (h): 75 W: 4.0 Fakultät für Mathematik und Naturwissenschaften Fachgebiet: W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F 2 2 0 Im Modul hysik 2 werden die Teilgebiete Thermodynamik, Wellen und die Grundbegriffe der Quantenmechanik als Grundlage der ingenieurwissenschaftlichen Ausbildung gelehrt. Die tudierenden sollen auf der Basis der Hauptsätze der Thermodynamik Einzelprozesse charakterisieren, rozess- und Zustandsänderungen berechnen sowie in der Lage sein, das erworbene Wissen auf die Beschreibung von technisch relevanten Kreisprozessen wie z.b. tirling-, Diesel- und Otto- rozessen, Kältemaschinen sowie Wärmepumpen anzuwenden. Fragestelllungen zur Irreversibilität natürlicher und technischer rozesse und der Entropiebegriff werden behandelt. Zugleich werden Kenntnisse aus den Modulen der Mathematik zur Beschreibung der Gesetzmäßigkeiten in differentieller und integraler Darstellung verstärkt genutzt und in den Übungen zur orlesung exemplarisch ausgebaut. Die Methodik des physikalischen Erkenntnisprozesses im Teilgebiet Wellen soll dazu führen, die im Modul 1 erworbenen Kenntnisse zum Gebiet der chwingungen auf räumlich miteinander gekoppelte ysteme anzuwenden. Der tudierende soll zunehmend die Brücke zwischen grundlegenden physikalischen Effekten auf dem Gebiet der Wellen und Anwendungsfeldern der Ingenieurpraxis (z.b. Radartechnik, Lasertechnik, Messtechniken im Nanometerbereich) erkennen und befähigt werden, sein physikalisches Wissen auf relevante Fragestellungen anzuwenden. In Einführung in die Quantenphysik soll auf den Kenntnissen aus der Mechanik (Modul hysik 1) und dem Gebiet der Wellen aufbauen. Auf der Basis des erständnisses vom Aufbau und der Wechselwirkungen in atomaren trukturen sollen insbesondere moderne Messtechniken ( z.b. Röntgenanalyse, Tomographie) vorgestellt werden. Die Übungen (2 W) zum Modul hysik 2 auf der Grundlage der wöchentlich empfohlenen Übungsaufgaben dienen einerseits der Festigung der orlesungsinhalte, der eigenverantwortlichen Kontrolle des elbststudiums sowie der Förderung der Teamfähigkeit bei der Lösung von anspruchsvollen Aufgaben. Es werden zugleich die physikalischen oraussetzungen für den Aufbau und die Funktionsweise von Messapparaturen, der Messung, der Auswertung und Diskussion von Messdaten für das Interdisziplinäre Grundlagenpraktikum (Module im 1 und 2 emester) bereitgestellt. orkenntnisse hysik 1 Inhalt Das Lehrgebiet im 2. Fachsemester beinhaltet folgende chwerpunkte: Teilgebiet: Thermodynamik * Kinetische Theorie des Gasdruckes, Temperatur, Wärme und innere Energie, Wärmekapazität, 1. Hauptsatz * Thermodynamische rozesse, Kreisprozesse, Wärmekraftmaschinen und Kältemaschinen, Wärmepumpe * Entropie und 2. Hauptsatz der Thermodynamik Teilgebiet: Wellen * Mechanische Wellen, challwellen, elektromagnetische Wellen * trahlung und Materie, Wechselwirkung von elektromagnetischer trahlung mit Materie, Überlagerung von Wellen: Gruppengeschwindigkeit, stehende Wellen, chwebung und Interferenz, Kohärenz * Auflösungsvermögen von Gitter und risma, olarisation und Doppelbrechung Teilgebiet: Grundlagen der Quantenphysik * LANCKsches trahlungsgesetz * Welle Teilchen Dualismus (hotoeffekt, COMTON-Effekt, Beugung von Elektronen und Neutronen) * Grundbegriffe der Quantenmechanik (Orbitale, Tunneleffekt, 242 eite 15 von 136
Wasserstoffatom, Quantenzahlen) * pontane und stimulierte Emission, Laser * AULI-rinzip und eriodensystem der Elemente * Röntgenstrahlung Medienformen Tafel, cripten, Folien,Computersimulation, wöchentliche Übungsserien Folien aus der orlesung und die Übungsserien können durch die tudierenden von der Homepage des Instituts für hysik/fg Technische hysik II / olymerphysik (www.tu-ilmenau.de/techphys2) abgerufen werden. Literatur Hering,E., Martin,R., tohrer, M.: hysik für Ingenieure. pringer-erlag, 9. Auflage 2004 Orear, Jay: hysik. Carl-Hanser erlag, München 1991 troppe, H.: hysik für tudenten der Natur- und Technikwissenschaften. Fachbuchverlag Leipzig, 11. Auflage 1999 Gerthsen, Kneser, ogel: hysik. 15. Aufl., pringer-erlag, Berlin 1986 verwendet in folgenden tudiengängen Bachelor Ingenieurinformatik 2008 Bachelor olyvalenter Bachelor mit Lehramtsoption für berufsbildende chulen - Elektrotechnik 2008 Bachelor Elektrotechnik und Informationstechnik 2013 Bachelor Technische Kybernetik und ystemtheorie 2010 Bachelor Wirtschaftsingenieurwesen 2010 ertiefung MB Bachelor Elektrotechnik und Informationstechnik 2008 Bachelor Fahrzeugtechnik 2008 Bachelor Medientechnologie 2008 Bachelor Maschinenbau 2008 Bachelor Mechatronik 2013 Bachelor olyvalenter Bachelor mit Lehramtsoption für berufsbildende chulen - Metalltechnik 2013 Bachelor Optische ystemtechnik/optronik 2013 Bachelor Biomedizinische Technik 2008 Bachelor Wirtschaftsingenieurwesen 2011 ertiefung MB Bachelor olyvalenter Bachelor mit Lehramtsoption für berufsbildende chulen - Metalltechnik 2008 Bachelor olyvalenter Bachelor mit Lehramtsoption für berufsbildende chulen - Elektrotechnik 2013 Bachelor Technische Kybernetik und ystemtheorie 2013 Bachelor Biomedizinische Technik 2013 Bachelor Medientechnologie 2013 Bachelor Wirtschaftsingenieurwesen 2008 ertiefung ET Bachelor Wirtschaftsingenieurwesen 2011 ertiefung ET Bachelor Ingenieurinformatik 2013 Bachelor Mechatronik 2008 Bachelor Optronik 2008 Bachelor Wirtschaftsingenieurwesen 2010 ertiefung ET Bachelor Wirtschaftsingenieurwesen 2013 ertiefung MB Bachelor Biomedizinische Technik 2014 Bachelor Wirtschaftsingenieurwesen 2008 ertiefung MB Bachelor Maschinenbau 2013 Bachelor Wirtschaftsingenieurwesen 2013 ertiefung ET Bachelor Fahrzeugtechnik 2013 Bachelor Werkstoffwissenschaft 2013 eite 16 von 136
Bachelor Optische ystemtechnik/optronik 2013 Modul: Naturwissenschaften raktikum hysik Fachabschluss: tudienleistung prache: Fachnummer: 100170 rüfungsnummer: 2400477 Fachverantwortlich: rof. Dr. iegfried tapf W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen 0 0 2 flichtkennz.: flichtfach Art der Notengebung: Testat / Generierte Noten Turnus:ommersemester Leistungspunkte: 2 Workload (h): 60 Anteil elbststudium (h): 38 W: 2.0 Fakultät für Mathematik und Naturwissenschaften Fachgebiet: 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F 242 orkenntnisse Inhalt Es werden ersuche in folgenden Bereichen der hysik angeboten: Mechanik Optik Thermodynamik Atom/Kernphysik Elektrizitätslehre Welche konkreten ersuche durchgeführt werden, richtet sich nach dem tudiengang. Die ersuche sind auf folgender eite ausführlich beschrieben: http://www.tu-ilmenau.de/exphys1/lehre/physikpraktikum/versuche/ Medienformen Literatur verwendet in folgenden tudiengängen Bachelor Elektrotechnik und Informationstechnik 2013 Bachelor Biomedizinische Technik 2014 Bachelor Mechatronik 2013 eite 17 von 136
Bachelor Maschinenbau 2013 Bachelor olyvalenter Bachelor mit Lehramtsoption für berufsbildende chulen - Elektrotechnik 2013 Bachelor olyvalenter Bachelor mit Lehramtsoption für berufsbildende chulen - Metalltechnik 2013 Bachelor Fahrzeugtechnik 2013 Bachelor Optische ystemtechnik/optronik 2013 Bachelor Technische Kybernetik und ystemtheorie 2013 Bachelor Werkstoffwissenschaft 2013 Bachelor Biomedizinische Technik 2013 Bachelor Medientechnologie 2013 Bachelor Ingenieurinformatik 2013 eite 18 von 136
Bachelor Optische ystemtechnik/optronik 2013 Modul: Chemie Naturwissenschaften Fachabschluss: tudienleistung multiple choice 90 min Art der Notengebung: Testat / Generierte Noten prache: Deutsch flichtkennz.: flichtfach Turnus:Wintersemester Fachnummer: 837 Fachverantwortlich: rof. Dr. eter charff rüfungsnummer:2400018 Leistungspunkte: 3 Workload (h): 90 Anteil elbststudium (h): 56 W: 3.0 Fakultät für Mathematik und Naturwissenschaften Fachgebiet: W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F 2 1 0 Die tudierenden sind in der Lage, aufgrund der erworbenen Kenntnisse über die chemische Bindung und über chemische Reaktionen, chemisch relevante Zusammenhänge zu verstehen. Die tudierenden können die Eigenschaften von Werkstoffen aus ihrer chemischen Zusammensetzung ableiten bzw. eine erbindung zwischen mikroskopischen und makroskopischen Eigenschaften herstellen. Das erworbene Wissen kann fachübergreifend angewendet werden. orkenntnisse Elementare Grundkenntnisse vom Aufbau der Materie Inhalt truktur der Materie, Bohrsches Atommodell, Quantenmechanisches Atommodell, chrödingergleichung, Heisenbergsche Unschärferelation, Atombindung, Ionenbindung, Metallbindung, Bindung in Komplexen, Intermolekulare Wechselwirkungen, äure-base-reaktionen, Redoxreaktionen, Fällungsreaktionen, chemisches Gleichgewicht, Reaktionskinetik, Katalyse, Eigenschaften ausgewählter toffe, Herstellungsverfahren industriell wichtiger toffe. Medienformen Tafel, Transparent-Folien, Beamer-räsentation, ideo-filme, Manuskript Literatur eter W. Atkins, Loretta Jones: Chemie - einfach alles. 2. Auflage von von Wiley-CH 2006 Jan Hoinkis, Eberhard Lindner: Chemie für Ingenieure. Wiley-CH 2001 Arnold Arni: Grundwissen allgemeine und anorganische Chemie, Wiley-CH 2004 Erwin Riedel: Allgemeine und anorganische Chemie. Gruyter 2004 iegfried Hauptmann: tarthilfe Chemie. Teubner erlag 1998 keine verwendet in folgenden tudiengängen Bachelor Elektrotechnik und Informationstechnik 2008 Bachelor Fahrzeugtechnik 2008 Bachelor Biomedizinische Technik 2008 Bachelor Mechatronik 2008 Bachelor Optronik 2008 2425 eite 19 von 136
Bachelor Elektrotechnik und Informationstechnik 2013 Bachelor Maschinenbau 2008 Bachelor Maschinenbau 2013 Bachelor Fahrzeugtechnik 2013 Bachelor Optische ystemtechnik/optronik 2013 eite 20 von 136
Bachelor Optische ystemtechnik/optronik 2013 Modul: Experimentalphysik 2 Modulnummer: 1519 Modulverantwortlich: rof. Dr. Jörg Kröger Modulabschluss: Fachprüfung/Modulprüfung generiert Lernergebnisse Die tudierenden erhalten einen Einblick in die Grundlagen der Elektro- und Magnetostatik und der Elektrodynamik. Die Kombination aus orlesung und Übung versetzt sie in die Lage, eigenständig robleme zu lösen. orraussetzungen für die Teilnahme Experimentalphysik 1 und 2 eite 21 von 136
Bachelor Optische ystemtechnik/optronik 2013 Modul: Experimentalphysik 2 Elektrizitätslehre und Optik Fachabschluss: über Komplexprüfung prache: Deutsch Fachnummer: 724 Fachverantwortlich: rof. Dr. Jörg Kröger rüfungsnummer:2400025 2 2 0 Turnus:Wintersemester Leistungspunkte: 6 Workload (h): 180 Anteil elbststudium (h): 135 W: 4.0 Fakultät für Mathematik und Naturwissenschaften Fachgebiet: W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Die tudierenden erhalten einen Einblick in die Grundlagen des Elektromagnetismus. Die Kombination aus orlesung und Übung versetzt sie in die Lage, eigenständig robleme zu lösen. Idealerweise entwickeln die tudierenden eine Intuition für die physikalischen orgänge. orkenntnisse Experimentalphysik I Inhalt Die orlesung behandelt die Elektro- und Magnetostatik. Das Coulombsche Kraftgesetz und das Gaußsche Gesetz der Elektrostatik sind zentrale Ergebnisse. Magnetfelder bewegter Ladungen werden durch das Ampèresche und Biot-avart- Gesetz beschrieben. Ein herausragendes Ergebnis stellt die Erscheinung der elektromagnetischen Induktion und das sie beschreibende Faradaysche Gesetz dar. Eine Zusammenfassung der Gesetze führt zur Formulierung der Maxwellschen Gleichungen. Es schließt sich die Wellenoptik an. Das Huygensche und Fermatsche rinzip für die Lichtausbreitung stehen am Anfang dieses Kapitels. Es werden dann Interferenzerscheinungen und das Auflösungsvermögen optischer Instrumente behandelt. Zeitliche und räumliche Kohärenz werden diskutiert. Doppelbrechung, hasenverschiebungsplättchen, Laser und Holographie bilden den Abschluss der orlesung. Medienformen Tafel, Computer-räsentation Literatur Berkeley hysik-kurs Band 2, Elektrizität und Magnetismus (ieweg, 1989) Berkeley hysik-kurs Band 3, chwingungen und Wellen (ieweg, 1989) A. Recknagel: Elektrizität und Magnetismus (EB, 1986) und chwingungen und Wellen (EB, 1988) und Optik (EB, 1988) R. Feynman: Mainly electromagnetism and matter (olume 2, Addison-Wesley, 1964) E. Hecht: Optics (Addison-Wesley, 2002) chein benotet, Klausur 90 Minuten verwendet in folgenden tudiengängen Bachelor Technische hysik 2008 flichtkennz.: flichtfach Art der Notengebung: unbenotet Bachelor olyvalenter Bachelor mit Lehramtsoption für berufsbildende chulen - Metalltechnik 2008 ertiefung H 2424 eite 22 von 136
Bachelor olyvalenter Bachelor mit Lehramtsoption für berufsbildende chulen - Elektrotechnik 2013 ertiefung H Bachelor olyvalenter Bachelor mit Lehramtsoption für berufsbildende chulen - Metalltechnik 2013 ertiefung H Bachelor olyvalenter Bachelor mit Lehramtsoption für berufsbildende chulen - Elektrotechnik 2008 ertiefung H Bachelor Optische ystemtechnik/optronik 2013 Bachelor Technische hysik 2011 Bachelor Werkstoffwissenschaft 2011 Bachelor Technische hysik 2013 Bachelor Werkstoffwissenschaft 2009 eite 23 von 136
Bachelor Optische ystemtechnik/optronik 2013 Modul: Experimentalphysik 2 Atome, Kerne, Teilchen Fachabschluss: über Komplexprüfung prache: Deutsch Fachnummer: 7395 Fachverantwortlich: rof. Dr. Jörg Kröger rüfungsnummer:2400026 2 2 0 Turnus:ommersemester Leistungspunkte: 5 Workload (h): 150 Anteil elbststudium (h): 105 W: 4.0 Fakultät für Mathematik und Naturwissenschaften Fachgebiet: W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Die tudierenden erhalten einen Einblick in die Grundlagen der peziellen Relativitätstheorie und Quantenmechanik. Die Kombination aus orlesung und Übung versetzt sie in die Lage, eigenständig robleme zu lösen. Idealerweise entwickeln die tudierenden eine Intuition für die physikalischen orgänge im Nanokosmos. orkenntnisse Experimentalphysik I und II Inhalt Die orlesung schärft die Begriffsbildung von Raum, Zeit und Messung. In einer kurzen Einführung in die pezielle Relativitätstheorie wird die aus der Newton-Mechanik bekannte Galilei-Transformation durch die Lorentz-Einstein- Transformation für Inertialsysteme erweitert, die sich relativ zueinander mit großen Geschwindigkeiten bewegen. Aus diesen Transformationen werden die Längenkontraktion, die Zeitdilatation und die Äquivalenz von Masse und Energie abgeleitet. Der Hauptteil der orlesung beschäftigt sich mit der hysik kleinster Teilchen. Nach der Diskussion des Welle-Teilchen- Dualismus wird die klassische Atom-hysik behandelt, die schließlich in die quantenmechanische Beschreibung der Atome, Moleküle und Kerne mündet. Wichtige Ergebnisse werden das Bohrsche Atommodell, die chrödinger-gleichung und die Heisenbergschen Unschärferelationen sein. Radioaktivität und Elementarteilchen bilden den Abschluss der orlesung. Medienformen Tafel, Computer-räsentation Literatur Berkeley hysik-kurs Band 4: Quantenphysik (ieweg 1989) R. Feynman: Quantenmechanik (Band 3, Addison-Wesley 1964) D. Halliday, R. Resnick, J. Walker: Fundamentals of hysics (Wiley 2001). A. Tipler, G. Mosca: hysik (pringer 2009) D. Meschede: Gerthsen hysik (pringer 2010) W. Demtröder: Experimentalphysik 1, 3 (pringer 2010) A.. French: Die spezielle Relativitätstheorie (ieweg 1986) L. C. Epstein: Relativity visualized (Insight ress 1985); N. D. Mermin: It's about time (rinceton University ress 2005) mündliche rüfungsleistung, 30 Minuten flichtkennz.: flichtfach Art der Notengebung: unbenotet 2424 eite 24 von 136
verwendet in folgenden tudiengängen Bachelor Technische hysik 2008 Bachelor Technische hysik 2013 Bachelor olyvalenter Bachelor mit Lehramtsoption für berufsbildende chulen - Metalltechnik 2008 ertiefung H Bachelor olyvalenter Bachelor mit Lehramtsoption für berufsbildende chulen - Elektrotechnik 2013 ertiefung H Bachelor olyvalenter Bachelor mit Lehramtsoption für berufsbildende chulen - Metalltechnik 2013 ertiefung H Bachelor olyvalenter Bachelor mit Lehramtsoption für berufsbildende chulen - Elektrotechnik 2008 ertiefung H Bachelor Optische ystemtechnik/optronik 2013 Bachelor Technische hysik 2011 eite 25 von 136
Bachelor Optische ystemtechnik/optronik 2013 Modul: Informatik Modulnummer: 100183 Modulverantwortlich: rof. Dr. Kai-Uwe attler Modulabschluss: Fachprüfung/Modulprüfung generiert Lernergebnisse Nachdem tudierende die eranstaltungen dieses Moduls besucht haben, können sie: die grundlegenden Modelle und trukturen von oftware und digitaler Hardware beschreiben die Wirkungsweise von Digitalrechnern sowie von einfachen Algorithmen und Datenstrukturen zu deren rogrammierung verstehen, einfache digitale chaltungen synthetisieren und Automatenmodelle anwenden, rogramme in maschinennaher Notation bzw. in einer höheren rogrammiersprache wie Java entwerfen. ie sind in der Lage, algorithmische und hardwarebasierte (diskrete Gatterschaltungen, programmierbare chaltkreise) Lösungen hinsichtlich ihrer Eigenschaften und Anwendbarkeit für konkrete roblemstellungen zu bewerten und in eigenen praktischen rojekten anzuwenden. orraussetzungen für die Teilnahme Abiturwissen keine eite 26 von 136
Bachelor Optische ystemtechnik/optronik 2013 Modul: Informatik Algorithmen und rogrammierung Fachabschluss: rüfungsleistung schriftlich 90 min Art der Notengebung: Gestufte Noten prache: Deutsch flichtkennz.: flichtfach Turnus:Wintersemester Fachnummer: 1313 rüfungsnummer:2200005 Fachverantwortlich: rof. Dr. Kai-Uwe attler Leistungspunkte: 3 Workload (h): 90 Anteil elbststudium (h): 56 W: 3.0 Fakultät für Informatik und Automatisierung Fachgebiet: W nach Fachsemester 2 1 0 Lernergebnisse / Kompetenzen 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F 2254 Nachdem tudierende diese eranstaltung besucht haben, können sie die Grundlagen algorithmischer Modelle beschreiben und verstehen die Wirkungsweise von tandardalgorithmen und klassischen Datenstrukturen. ie sind in der Lage, kleinere rogramme zu entwerfen sowie in der rogrammiersprache Java zu implementieren und dabei Algorithmenmuster anzuwenden. Die tudierenden sind in der Lage, algorithmische Lösungen hinsichtlich ihrer Eigenschaften und Anwendbarkeit für konkrete roblemstellungen zu bewerten und in eigenen rogrammierprojekten anzuwenden. orkenntnisse Abiturwissen Inhalt Historie, Grundbegriffe, Grundkonzepte von Java; Algorithmenbegriff, prachen & Grammatiken, Datentypen; truktur von Java-rogrammen, Anweisungen; Entwurf von Algorithmen; Applikative und imperative Algorithmenparadigmen; Berechenbarkeit und Komplexität; Ausgewählte Algorithmen: uchen und ortieren; Algorithmenmuster: Rekursion, Greedy, Backtracking; Abstrakte Datentypen und Objektorientierung; Listen, Bäume, Hashtabellen Medienformen orlesung mit räsentation und Tafel, Handouts, Moodle Literatur aake, attler: Algorithmen und Datenstrukturen: Eine Einführung mit Java, 4. Auflage, dpunkt-erlag, 2010. schriftliche rüfung (90 min) verwendet in folgenden tudiengängen Bachelor Ingenieurinformatik 2008 Bachelor olyvalenter Bachelor mit Lehramtsoption für berufsbildende chulen - Elektrotechnik 2008 Bachelor Elektrotechnik und Informationstechnik 2013 eite 27 von 136
Bachelor Technische Kybernetik und ystemtheorie 2010 Bachelor Wirtschaftsinformatik 2010 Bachelor Wirtschaftsinformatik 2011 Bachelor Werkstoffwissenschaft 2009 Bachelor Wirtschaftsinformatik 2009 Bachelor Wirtschaftsingenieurwesen 2010 ertiefung MB Bachelor Elektrotechnik und Informationstechnik 2008 Bachelor Wirtschaftsinformatik 2013 Bachelor Medientechnologie 2008 Bachelor Angewandte Medienwissenschaft 2011 Bachelor Mechatronik 2013 Bachelor olyvalenter Bachelor mit Lehramtsoption für berufsbildende chulen - Metalltechnik 2013 Bachelor Optische ystemtechnik/optronik 2013 Bachelor Biomedizinische Technik 2008 Bachelor Wirtschaftsingenieurwesen 2011 ertiefung MB Bachelor olyvalenter Bachelor mit Lehramtsoption für berufsbildende chulen - Metalltechnik 2008 Bachelor olyvalenter Bachelor mit Lehramtsoption für berufsbildende chulen - Elektrotechnik 2013 Bachelor Technische Kybernetik und ystemtheorie 2013 Bachelor Werkstoffwissenschaft 2011 Bachelor Biomedizinische Technik 2013 Bachelor Medientechnologie 2013 Bachelor Wirtschaftsingenieurwesen 2008 ertiefung ET Bachelor Wirtschaftsingenieurwesen 2011 ertiefung ET Bachelor Wirtschaftsingenieurwesen 2010 ertiefung ET Bachelor Wirtschaftsingenieurwesen 2013 ertiefung MB Bachelor Biomedizinische Technik 2014 Bachelor Wirtschaftsingenieurwesen 2008 ertiefung MB Bachelor Maschinenbau 2013 Bachelor Wirtschaftsingenieurwesen 2013 ertiefung ET Bachelor Fahrzeugtechnik 2013 Bachelor Werkstoffwissenschaft 2013 eite 28 von 136
Bachelor Optische ystemtechnik/optronik 2013 Modul: Informatik Technische Informatik Fachabschluss: rüfungsleistung schriftlich 90 min Art der Notengebung: Gestufte Noten prache: Deutsch flichtkennz.: flichtfach Turnus:Wintersemester Fachnummer: 5131 rüfungsnummer:2200001 Fachverantwortlich: rof. Dr. Wolfgang Fengler Leistungspunkte: 4 Workload (h): 120 Anteil elbststudium (h): 86 W: 4.0 Fakultät für Informatik und Automatisierung Fachgebiet: W nach Fachsemester 2 2 0 Lernergebnisse / Kompetenzen 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Fachkompetenz: Die tudierenden verfügen über Kenntnisse und Überblickswissen zu den wesentlichen trukturen und Funktionen von digitaler Hardware und haben ein Grundverständnis für den Aufbau und die Wirkungsweise von Funktionseinheiten von Digitalrechnern. Die tudierenden verstehen detailliert Aufbau und Funktionsweise von rozessoren, peichern, Ein-Ausgabe-Einheiten und Rechnern. Die tudierenden verstehen Entwicklungstendenzen der Rechnerarchitektur. Methodenkompetenz: Die tudierenden sind in der Lage, einfache digitale chaltungen zu analysieren und zu synthetisieren. ie können einfache teuerungen sowohl mit Hilfe von diskreten Gatterschaltungen als auch mit Hilfe programmierbarer chaltkreise erstellen. ie sind in der Lage, Automatenmodelle zu verstehen und anzuwenden. ie können die rechnerinterne Informationsverarbeitung modellieren und abstrakt beschreiben sowie die zugehörigen mathematischen Operationen berechnen. Die tudierenden entwerfen und analysieren einfache maschinennahe rogramme. ystemkompetenz: Die tudierenden verstehen das grundsätzliche Zusammenspiel der Baugruppen eines Digitalrechners als ystem. ie erkennen den Zusammenhang zwischen digitalen kombinatorischen und sequentiellen chaltungen, Funktionsabläufen innerhalb von Rechnern und der Ausführung von Maschinenprogrammen anhand praktischer Übungen. ozialkompetenz: Die tudierenden erarbeiten roblemlösungen einfacher digitaler chaltungen, der Rechnerarchitektur und von einfachen Maschinenprogrammen in der Gruppe. ie können von ihnen erarbeitete Lösungen gemeinsam in Übungen auf Fehler analysieren, korrigieren und bewerten. orkenntnisse Hochschulzulassung Inhalt 1. Mathematische Grundlagen Aussagen und rädikate, Abbildungen, Mengen Anwendung der BOOLEschen Algebra und der Automatentheorie auf digitale chaltungen 2. Informationskodierung / ausführbare Operationen Zahlensysteme (dual, hexadezimal) Alphanumerische Kodierung (ACII) Zahlenkodierung 3. truktur und Funktion digitaler chaltungen BOOLEsche Ausdrucksalgebra, chaltalgebraische Ausdrücke, Normalformen Funktions- und trukturbeschreibung kombinatorischer und sequenzieller chaltungen, programmierbare trukturen Analyse und ynthese einfacher digitaler chaltungen digitale Grundelemente der Rechnerarchitektur (Tor, Register, Bus, Zähler/Zeitgeber) 4. Rechnerorganisation Kontroll- und Datenpfad teuerwerk (Befehlsdekodierung und -abarbeitung) Rechenwerk (Operationen und Datenübertragung) 5. Rechnergrundarchitekturen und rozessoren Grundarchitekturen rozessorgrundstruktur und Befehlsablauf Erweiterungen der Grundstruktur Befehlssatzarchitektur und einfache Assemblerprogramme 6. peicher peicherschalkreise als ROM, sram und dram peicherbaugruppen 7. Ein-Ausgabe arallele digitale E/A erielle digitale E/A periphere Zähler-Zeitgeber-Baugruppen Analoge E/A 8. Fortgeschrittene rinzipien der Rechnerarchitektur Entwicklung der rozessorarchitektur Entwicklung der peicherarchitektur arallele Architekturen 2231 eite 29 von 136
Medienformen orlesung mit Tafel/Auflicht-resenter und owerpoint-räsentation, ideo zur orlesung, elearnig-angebote im Internet, Arbeitsblätter und Aufgabensammlung für orlesung und Übung (Online und Copyshop), Lehrbuch Allgemein: Webseite (Materialsammlung und weiterführende Infos) http://www.tu-ilmenau.de/ra http://www.tu-ilmenau.de/ihs Literatur rimär: Eigenes Material (Online und Copyshop) Wuttke, H.-D.; Henke, K: chaltsysteme - Eine automatenorientierte Einführung, erlag: earson tudium, 2003 Hoffmann, D.W.: Grundlagen der Technischen Informatik, Hanser- erlag, 2007 Märtin, C.: Einführung in die Rechnerarchitektur - rozessoren und ysteme. IBN 3-446-22242-1, Hanser 2003. Flik, T.: Mikroprozessortechnik. IBN 3-540-42042-8, pringer 2001 Allgemein: Webseite (Materialsammlung und weiterführende Infos) http://www.tu-ilmenau.de/ra http://www.tu-ilmenau.de/ihs (dort auch gelegentlich aktualisierte Literaturhinweise und Online-Quellen). verwendet in folgenden tudiengängen Bachelor Elektrotechnik und Informationstechnik 2013 Bachelor olyvalenter Bachelor mit Lehramtsoption für berufsbildende chulen - Elektrotechnik 2013 Bachelor Technische Kybernetik und ystemtheorie 2013 Bachelor Werkstoffwissenschaft 2011 Bachelor Medientechnologie 2013 Bachelor Werkstoffwissenschaft 2009 Bachelor Elektrotechnik und Informationstechnik 2008 Bachelor Fahrzeugtechnik 2008 Bachelor Wirtschaftsinformatik 2013 Bachelor Mechatronik 2008 Bachelor Medientechnologie 2008 Bachelor Optronik 2008 Bachelor Maschinenbau 2008 Bachelor Mechatronik 2013 Bachelor Maschinenbau 2013 Bachelor olyvalenter Bachelor mit Lehramtsoption für berufsbildende chulen - Metalltechnik 2013 Bachelor Fahrzeugtechnik 2013 Bachelor Optische ystemtechnik/optronik 2013 Bachelor Werkstoffwissenschaft 2013 eite 30 von 136
Bachelor Optische ystemtechnik/optronik 2013 Modul: Informatik raktikum Informatik Fachabschluss: tudienleistung prache: Deutsch Fachnummer: 100204 rüfungsnummer:2200326 Fachverantwortlich: Dr. Heinz-Dietrich Wuttke 0 0 1 Turnus:ommersemester Leistungspunkte: 1 Workload (h): 30 Anteil elbststudium (h): 24 W: 1.0 Fakultät für Informatik und Automatisierung Fachgebiet: W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Fachkompetenz: Die tudierenden verfügen über grundlegende Kenntnisse zu Aufbau und Funktion von digitalen Rechnerarchitekturen sowie zu algorithmischen Modellen, Basisalgorithmen und einfachen Datenstrukturen der Informatik. ie können einfache teuerungen sowohl mit Hilfe von diskreten Gatterschaltungen als auch mit Hilfe programmierbarer chaltkreise erstellen. Die tudierenden sind in der Lage, einfache algorithmische Abläufe zu entwerfen und auf maschinennahem Niveau sowie in einer höheren rogrammiersprache zu implementieren. Methodenkompetenz: Die tudierenden sind in der Lage, einfache Hardwarestrukturen (digitale chaltungen) und oftwareprogramme zu analysieren und selbst zu entwerfen. Für eigene kleine Modellier- und rogrammierprojekte können sie Automatenmodelle, maschinennahe rogrammiermodelle sowie die rogrammiersprache Java einsetzen. ozialkompetenz: Die tudierenden lösen einen Teil der Aufgaben in der Gruppe. ie sind in der Lage, auf Kritiken und Lösungshinweise zu reagieren. ie verstehen die Notwendigkeit einer sorgfältigen und ehrlichen Arbeitsweise. orkenntnisse orlesung / Übung zu Algorithmen und rogrammierung bzw. Technische Informatik Inhalt Durchführung von drei Laboraufgaben: Kombinatorische Grundschaltungen Einfache Assemblerprogramme Lösung einer komplexeren rogrammieraufgabe in Java Medienformen Experimentalaufbauten, chriftliche Anleitung Literatur iehe Literaturempfehlungen zu den orlesungen flichtkennz.: flichtfach Art der Notengebung: Testat unbenotet 2235 verwendet in folgenden tudiengängen Bachelor Elektrotechnik und Informationstechnik 2013 Bachelor Mechatronik 2013 eite 31 von 136
Bachelor Maschinenbau 2013 Bachelor olyvalenter Bachelor mit Lehramtsoption für berufsbildende chulen - Elektrotechnik 2013 Bachelor olyvalenter Bachelor mit Lehramtsoption für berufsbildende chulen - Metalltechnik 2013 Bachelor Fahrzeugtechnik 2013 Bachelor Optische ystemtechnik/optronik 2013 Bachelor Technische Kybernetik und ystemtheorie 2013 Bachelor Werkstoffwissenschaft 2013 Bachelor Medientechnologie 2013 eite 32 von 136
Bachelor Optische ystemtechnik/optronik 2013 Modul: Elektrotechnik 1 Modulnummer: 100184 Modulverantwortlich: rof. Dr. Franz chmidt Modulabschluss: Fachprüfung/Modulprüfung generiert Lernergebnisse Die tudierenden sollen die physikalischen Zusammenhänge und Erscheinungen des Elektromagnetismus verstehen, den zur Beschreibung erforderlichen mathematischen Apparat beherrschen und auf einfache roblemstellungen anwenden können. Die tudierenden sollen in der Lage sein, lineare zeitinvariante elektrische und elektronische chaltungen und ysteme bei Erregung durch Gleichgrößen, sowie bei einfachsten transienten orgängen zu analysieren. Weiterhin soll die Fähigkeit zur Analyse einfacher nichtlinearer chaltungen bei Gleichstromerregung vermittelt werden. Die tudierenden sollen die Beschreibung der wesentlichsten Umwandlungen von elektrischer Energie in andere Energieformen und umgekehrt kennen, auf robleme der Ingenieurpraxis anwenden können und mit den entsprechenden technischen Realisierungen in den Grundlagen vertraut sein. Die tudierenden sollen in der Lage sein, grundsätzliche Zusammenhänge des Elektromagnetismus (Durchflutungsgesetz, Induktionsgesetz) zu verstehen und auf einfache Anordnungen anwenden zu können (z.b. chaltvorgänge mit Induktivitäten) ie sollen lineare zeitinvariante elektrische und elektronische chaltungen und ysteme bei Erregung durch sinusförmige Wechselspannungen im stationären Fall zu analysieren, die notwendigen Zusammenhänge und Methoden kennen und die Eigenschaften von wesentlichen Baugruppen, ystemen und erfahren der Wechselstromtechnik verstehen und ihr Wissen auf praxisrelevante Aufgabenstellungen anwenden können. orraussetzungen für die Teilnahme Einzelleistungen eite 33 von 136
Bachelor Optische ystemtechnik/optronik 2013 Modul: Elektrotechnik 1 Elektrotechnik 1 Fachabschluss: rüfungsleistung generiert prache: deutsch Fachnummer: 100205 rüfungsnummer:210399 Fachverantwortlich: rof. Dr. Franz chmidt W nach Fachsemester Lernergebnisse / Kompetenzen orkenntnisse Allgemeine Hochschulreife Inhalt 2 2 0 2 2 0 flichtkennz.: flichtfach Art der Notengebung: Generierte Noten Turnus:ganzjährig Leistungspunkte: 8 Workload (h): 240 Anteil elbststudium (h): 150 W: 8.0 Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik Fachgebiet: 1.F 2.F 3.F 4.F 5.F 6.F 7.F Die tudierenden sollen die physikalischen Zusammenhänge und Erscheinungen des Elektromagnetismus verstehen, den zur Beschreibung erforderlichen mathematischen Apparat beherrschen und auf einfache roblemstellungen anwenden können. Die tudierenden sollen in der Lage sein, lineare zeitinvariante elektrische und elektronische chaltungen und ysteme bei Erregung durch Gleichgrößen, sowie bei einfachsten transienten orgängen zu analysieren. Weiterhin soll die Fähigkeit zur Analyse einfacher nichtlinearer chaltungen bei Gleichstromerregung vermittelt werden. Die tudierenden sollen die Beschreibung der wesentlichsten Umwandlungen von elektrischer Energie in andere Energieformen und umgekehrt kennen, auf robleme der Ingenieurpraxis anwenden können und mit den entsprechenden technischen Realisierungen in den Grundlagen vertraut sein. Die tudierenden sollen in der Lage sein, grundsätzliche Zusammenhänge des Elektromagnetismus (Durchflutungsgesetz, Induktionsgesetz) zu verstehen und auf einfache Anordnungen anwenden zu können (z.b. chaltvorgänge mit Induktivitäten). Die tudierenden sollen in der Lage sein, lineare zeitinvariante elektrische und elektonische chaltungen und ysteme bei Erregung durch sinusförmige Wechselspannungen im stationären Fall zu analysieren, die notwendigen Zusammenhänge und Methoden kennen und die Eigenschaften von wesentlichen Baugruppen, ystemen und erfahren der Wechselstromtechnik verstehen und ihr Wissen auf praxisrelevante Aufgabenstellungen anwenden können. - Grundbegriffe und Grundbeziehungen der Elektrizitätslehre (elektrische Ladung, Kräfte auf Ladungen, Feldstärke, pannung, otenzial) - orgänge in elektrischen Netzwerken bei Gleichstrom (Grundbegriffe und Grundgesetze, Grundstromkreis, Kirchhoffsche ätze, uperpositionsprinzip, Zweipoltheorie für lineare und nichtlineare Zweipole, Knotenspannungsanalyse,) - Elektrothermische Energiewandlungsvorgänge in Gleichstromkreisen (Grundgesetze, Erwärmungs- und Abkühlungsvorgang, Anwendungsbeispiele) - Das stationäre elektrische trömungsfeld (Grundgleichungen, Berechnung symmetrischer Felder in homogenen Medien, Leistungsumsatz, orgänge an Grenzflächen) - Das elektrostatische Feld, elektrische Erscheinungen in Nichtleitern (Grundgleichungen, Berechnung symmetrischer Felder, orgänge an Grenzflächen, Energie, Energiedichte, Kräfte und Momente, Kapazität und Kondensatoren, Kondensatoren in chaltungen bei Gleichspannung, erschiebungsstrom, Auf- und 2116 eite 34 von 136