Carl v. Ossietzky Universität Hochschule Emden/Leer Version vom 09.09.2015 Modulhandbuch Master of Science
Master of Science in (M.Sc.) Study starting in the winter semester: Overview Specialization CP -> 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 Summe 4 Thesis CP 30 30 Semester -> 3 Theoretical Methods Seminar Advanced Topics in EP Specialization IV Advanced Research Project (Preparation Master Thesis) CP 6 3 6 15 30 2 Advanced Physics II Engineering Sciences III Specialization II Specialization III Tools and Skills in Engineering Sciences CP 6 6 6 6 6 30 1 Advanced Physics I (z. B. Quantenmechanik) Advanced Metrology Engineering Sciences I Engineering Sciences II Specialization I CP 6 6 6 6 6 30 Physik/ Mathematik Ingenieurwissenschaften Spezialisierung Labor Management Pflicht Wahlpflicht The field of specialization consists of Biomedical Physics & Acoustics, Laser & Optics, Renewable Energies. It is possible to study the program with a specialization focus or without. For further informations about the requirements for the field of specialization please see section Specialization requirements (p. 22ff). Attention: Only the specialization Laser & Optics is offered completely in English for the other specializations German is also needed!
Content Physics / Mathematics:... 6 Advanced Physics I...6 Advanced Physics II...7 Theoretical Methods...8 Engineering Sciences:... 9 Advanced Metrology...9 Engineering Sciences I... 10 Engineering Sciences II... 11 Engineering Sciences III... 12 Advanced Topics in... 13 Spezialisierung:...14 Specialization I... 14 Specialization II... 15 Specialization III... 16 Specialization IV... 17 Labor:...18 Advanced Research Project... 18 Management:...20 Tools and Skills in Engineering Sciences... 20 Master Thesis:...21 Master Thesis... 21 Specializations requirements:...22 Advanced Physics I lectures:...25 Fluiddynamik (WS I, SS II, 5.04.4071)... 25 Fouriertechniken in der Physik (WS, 5.04.4651)... 26 Hochenergie-Strahlenphysik (WS, 5.04.4642)... 28 Photonics (WS, 5.04.4668)... 29 Theoretische Physik (Teilchen und Felder I & II) (WS, 5.04.221)... 30 Ultrakurzzeitspektroskopie... 31 Advanced Physics II lectures:...32 Kern- und Elementarteilchenphysik... 32 Plasma Physics... 34 Theoretische Physik (Quantenmechanik)... 35 Ultrakurzzeitspektroskopie... 36 Ultrashort Laser Pulses... 37 Quantenoptik... 38 Theoretical Methods lectures:...39 Computational Fluid Dynamics (CFD I & II), SS, 5.04.4072-4075... 39 Computerorientierte theoretische Physik, WS, 5.04.874... 40 Personalized Medicine... 42 Modelling and Simulation (WS, 5.04.4665)... 43-3-
Tools and Skills in Engineering Sciences lectures:...45 Tools in advanced photonics... 45 Gründungslabor "MINTEE": Selber gründen?... 46 Gründungswerkstatt (WS, 2.02.284)... 47 Workshop Management... 48 Elective lectures:...49 Advanced Computational Fluid Dynamics and Wind Turbine Aerodynamics (WS, 5.04.4079)... 49 Advanced optical spectroscopy (WS/SS, 5.04.6611)... 50 Advanced Topics in Wind Energy (Wind Turbine Design Project) (WS, 5.04.4235)... 52 Advanced Topics Speech and Audio Processing (WS, 5.04.4586)... 54 Aeroelastic Simulation of Wind Turbine... 55 Akustik... 57 Akustische Messtechnik II... 58 Angewandte Psychophysik (WS, 5.04.4203)... 59 Applied Photonics I / Spectrophysics (WS, 5.04.4661)... 60 Applied Photonics II / Fundamentals of Optics ( (WS, 5.04.657)... 61 Bestrahlungsplanung und Brachytherapie... 62 Bildgebende Verfahren... 63 Biomass Energy I (WS, 5.06.602)... 64 Biomedizinische Physik und Neurophysik... 66 Biophotonics and Spectroscopy... 67 Clinical Application of Lasers... 69 Design of Wind Energy Systems... 71 Energiemeteorologie (WS, 5.04.4237)... 73 Energy Storage I (WS, 5.06.411)... 74 Energy Storage II... 75 Energy Systems I (WS, 5.06.501)... 76 Energy Systems II... 79 Fiber Technology and Integrated Optics (WS, 5.04.664)... 81 F-Praktikum... 82 Fuzzy-Regelung und kuenstliche neuronale Netze in Robotik und Automation... 83 Grundkurs im Strahlenschutz (WS, 5.04.4221)... 85 Informationsverarbeitung und Kommunikation... 86 Introduction to Scientific Work... 87 Kohärente Optik (WS, 5.04.4052)... 88 Laser Design and Beam Guiding... 89 Laser material processing... 90 Laserphysik (WS, 5.04.4051)... 91 Machine Learning Probabilistic Unsupervised Learning (WS, 5.04.4213)... 92 Medizinische Optik (WS, 5.04.663)... 94 Medizintechnik (WS, 2.01.305)... 95 Modern methods in optical microscopy (WS, SS, 5.04.6610)... 96 Neurophysik... 98 Optische Messtechnik... 99 Physics with Ultrashort Pulses and Intense Light... 100 Physikalische Grundlagen der Photovoltaik (WS, 5.04.4063)... 101 Prinzipien der Signalverarbeitung in Hörgeräten (WS, 5.04.4204)... 103 Physiologie der Tiere und Menschen (WS, 5.02.271)... 104 Processing and analysis of biomedical data (WS, 5.04.4207)... 105 Psychophysik und Audiologie (PPAA) (WS, 5.04.4021)... 106 Regenerative Energieversorgung eines Verbrauchers... 108 Renewable Energy Case Study... 109 Selected Topics on Medical Radiation Physics... 110-4-
Signal- und Systemtheorie... 111 Statistik der Turbulenz... 112 Statistical Signal Processing... 113 Solar Energy Systems Electric and Thermal I & II (WS, 5.06.300 / SS, 5.04.4245)... 114 Spezialkurs Strahlenschutzseminar (WS, 5.04.4222)... 117 Standard und Systeme für die Kommunikation in der Medizin... 118 Medizinische Strahlentherapie... 120 Ultrakurze Laserimpulse... 121 Werkstoffkunde (WS, 5.04.659)... 122 Wind Energy I (WS, 5.04.4061)... 123 Wind Physics Measurement Project... 126 Additional lectures may be selected; prior coordination with study program coordinator is required. -5-
Physics / Mathematics: Module title: Teaching Methods/ semester Workload: Advanced Physics I phy612, MM2 Winter B. Poppe, B. Struve German or English Master, 1. Semester Attendance: 56 hours Self study: 124 hours Credit points: 6 Prerequisites acc. syllabus Recommended prerequisites: Literature: -6-
Module title: Teaching Methods/ semester Workload: Syllabus M.Sc. Advanced Physics II phy613, MM3 Summer B. Poppe, N.N. German or English Master, 2. Semester Attendance: 56 hours Self study: 124 hours Credit points: 6 Prerequisites acc. syllabus Recommended prerequisites: Literature: -7-
Module title: Teaching Methods/ semester Workload: Syllabus M.Sc. Theoretical Methods phy611, MM1 Winter B. Poppe, N.N. German or English Master, 3. Semester Attendance: 56 hours Self study: 124 hours Credit points: 6 Prerequisites acc. syllabus Recommended prerequisites: Literature: -8-
Engineering Sciences: Module title: Teaching Methods/semester Workload Credit points 6 Prerequisites acc. syllabus Recommended prerequisites: Literature: Advanced Metrology phy613, MM6 Advanced Metrology Winter W. Neu, B. Poppe W. Neu, B. Poppe, S. Doclo, M. Kühn English (German) Master, 1 st semester Lecture: 4 hrs/week Attendance: 56 hours Self study: 124 hours The course in Advanced Metrology sets up a high level route enabling the students to acquire skills to allow them to operate effectively in the majors of. This is achieved by provision of state-of-the-art technical and physical approaches covering broad aspects of advanced metrology within the context of Laser&optics, Biomedical physics & acoustics, and renewable energies. Demonstrate systematic knowledge across appropriate advanced metrology technologies, management and environmental issues to provide solutions for international industries and/or research organisations The module combines theory and practical applications of the fundaments of metrology in all majors. Fundamentals of Metrology Dimensional Measurement Systems Basic metrology operators including Association and Filtration. Optical Metrology and Instrumentation Surface and Nanometrology Machine Tool and Large Volume Metrology Process Measurement and Control Individual Project 1 Klausur oder 1 Referat oder 1 mündliche Prüfung oder 1 Hausarbeit Lecture script, transparencies, blackboard, electronic media, presentation, lecture practical demonstrations, practical work in laboratory T. Yoshizawa (Ed.): Handbook of Optical Metrology: Principles and Applications, 2nd rev. ed., Crc Pr Inc., 2015 Recent publications on specific topics -9-
Module title: Teaching Methods/ semester Workload: Syllabus M.Sc. Engineering Sciences I phy653, MM7 Winter Prof. Dr. Teubner, Prof. Dr. Kühn, Prof. Dr. ir. Doclo German or English Master, 1. Semester Attendance: 56 hours Self study: 124 hours Credit points: 6 Prerequisites acc. syllabus Recommended prerequisites: Literature: -10-
Module title: Teaching Methods/ semester Workload: Syllabus M.Sc. Engineering Sciences II phy654, MM8 Winter Prof. Dr. Teubner, Prof. Dr. Kühn, Prof. Dr. ir. Doclo German or English Master, 1. Semester Attendance: 56 hours Self study: 124 hours Credit points: 6 Prerequisites acc. syllabus Recommended prerequisites: Literature: -11-
Module title: Teaching Methods/ semester Workload: Syllabus M.Sc. Engineering Sciences III phy655, MM9 Winter Prof. Dr. Teubner, Prof. Dr. Kühn, Prof. Dr. ir. Doclo German or English Master, 2. Semester Attendance: 56 hours Self study: 124 hours Credit points: 6 Prerequisites acc. syllabus Recommended prerequisites: Literature: -12-
Module title: Advanced Topics in phy640, MM 6 Advanced Topics in Winter and Summer Prof. Dr. Neu Prof. Dr. Neu, Dr. S. Koch English (German) Master, 1 st - 4 th semester Teaching Methods/ semester Seminar / 2 hrs/week Workload: Attendance: 28 hours Self study: 62 hours Credit points: 3 Prerequisites acc. syllabus Recommended Participation: 1st -3rd semester. prerequisites: Presentation: Master thesis work in progress or finished; at least one successfully completed specialization module. The students are enabled to demonstrate the ability to communicate clearly, both orally and in writing, to specialist and non-specialist audiences. Demonstrate knowledge, fundamental understanding and critical awareness of current research fields in the student`s master projects. Personal development through practice of communication, presentation, time management, teamwork, problem solving, project management, critical evaluation, numeracy, and IT skills. Literature: Current seminar topics max 1h oral presentation and written report or oral exam (1 hour and regular active and documented participation in the seminar spread over the first three semesters. Script, transparencies, blackboard, electronic media, presentation, practical demonstrations M. Alley: The Craft of Scientific Presentations, Springer, 2nd ed., 2013 Publications according to seminar topics -13-
Spezialisierung: Module title: Teaching Methods/ semester Workload: Specialization I phy663, MM10 Winter Prof. Dr. Brückner, Prof. Dr. Kühn, Prof. Dr. ir. Doclo English or German Master, 1. Semester Attendance: 56 hours Self study: 124 hours Credit points: 6 Prerequisites acc. syllabus Recommended prerequisites: Literature: The acquisition of knowledge and the strategy for understanding the subject topics is achieved through taught lectures, supervised laboratory sessions, tutorials, seminars, practical demonstrations and personal study presentations on coursework assignments. This module enables the students to emphasize on a field of specialisation in Engineering Physics at the cutting edge of research. The course is intended to be integrative, a culmination of knowledge, skills, competencies and experiences acquired in other modules, coupled with further development of these assets. Assignments may consist of case studies, practical reports, or reviews of recent research Material is introduced through lectures, laboratories, and directed reading and research. Students are given guidance on how to manage their learning, and at each stage in their development they are expected to take responsibility for their own learning. Lecture script, transparencies, blackboard, electronic media, presentation, lecture practical demonstrations, practical work in laboratory -14-
Module title: Teaching Methods/semester Workload Specialization II phy664, MM11 Winter Prof. Dr. Brückner, Prof. Dr. Kühn, Prof. Dr. ir. Doclo English or German Master, 2nd semester Attendance: 56 hours Self study: 124 hours Credit points 6 Prerequisites acc. syllabus Recommended prerequisites: Literature: The acquisition of knowledge and the strategy for understanding the subject topics is achieved through taught lectures, supervised laboratory sessions, tutorials, seminars, practical demonstrations and personal study presentations on coursework assignments. This module enables the students to emphasize on a field of specialisation in Engineering Physics at the cutting edge of research. The course is intended to be integrative, a culmination of knowledge, skills, competencies and experiences acquired in other modules, coupled with further development of these assets. Assignments may consist of case studies, practical reports, or reviews of recent research Material is introduced through lectures, laboratories, and directed reading and research. Students are given guidance on how to manage their learning, and at each stage in their development they are expected to take responsibility for their own learning. Lecture script, transparencies, blackboard, electronic media, presentation, lecture practical demonstrations, practical work in laboratory -15-
Module title: Teaching Methods/ semester Workload: Syllabus M.Sc. Specialization III phyxxx, MM12 Winter Prof. Dr. Brückner, Prof. Dr. Kühn, Prof. Dr. ir. Doclo English or German Master, 2nd semester Attendance: 56 hours Self study: 124 hours Credit points: 6 Prerequisites acc. syllabus Recommended prerequisites: Literature: The acquisition of knowledge and the strategy for understanding the subject topics is achieved through taught lectures, supervised laboratory sessions, tutorials, seminars, practical demonstrations and personal study presentations on coursework assignments. This module enables the students to emphasize on a field of specialisation in Engineering Physics at the cutting edge of research. The course is intended to be integrative, a culmination of knowledge, skills, competencies and experiences acquired in other modules, coupled with further development of these assets. Assignments may consist of case studies, practical reports, or reviews of recent research Material is introduced through lectures, laboratories, and directed reading and research. Students are given guidance on how to manage their learning, and at each stage in their development they are expected to take responsibility for their own learning. Lecture script, transparencies, blackboard, electronic media, presentation, lecture practical demonstrations, practical work in laboratory -16-
Module title: Teaching Methods/ semester Workload: Syllabus M.Sc. Specialization IV phy665, MM15 Winter Prof. Dr. Brückner, Prof. Dr. Kühn, Prof. Dr. ir. Doclo English or German Master, 3rd semester Attendance: 56 hours Self study: 124 hours Credit points: 6 Prerequisites acc. syllabus Recommended prerequisites: Literature: The acquisition of knowledge and the strategy for understanding the subject topics is achieved through taught lectures, supervised laboratory sessions, tutorials, seminars, practical demonstrations and personal study presentations on coursework assignments. This module enables the students to emphasize on a field of specialisation in Engineering Physics at the cutting edge of research. The course is intended to be integrative, a culmination of knowledge, skills, competencies and experiences acquired in other modules, coupled with further development of these assets. Assignments may consist of case studies, practical reports, or reviews of recent research. Material is introduced through lectures, laboratories, and directed reading and research. Students are given guidance on how to manage their learning, and at each stage in their development they are expected to take responsibility for their own learning. Lecture script, transparencies, blackboard, electronic media, presentation, lecture practical demonstrations, practical work in laboratory -17-
Labor: Module title: Teaching Methods/ semester Workload: Credit points: 15 Prerequisites acc. syllabus Recommended prerequisites: Advanced Research Project phy691, MM14 Advanced Research Project Winter or Summer Prof. Dr. Doclo, Prof. Dr. Kühn, Prof. Dr. Neu Acc. English / German Master, 4 th Semester Project work / 20 hours/week Attendance: 280 hours Self study: 170 hours Sound knowledge in the specialisation field of Master thesis Students are able to search for and to state an adequate research problem in the field of the working group or industry (problem should be related to the topics covered in the masters programme). They are capable to derive research questions based on the statement of the problem and prepare an elaborated research proposal yielding lab work that serves as the preliminary study for the Master s Thesis. Students are in a position to develop the specialised bases (detailed theoretical background of the topic, ample and critically annotated literature review, research objectives and research question(s), fully developed methods section, sketched workplan) of the Master s Thesis Project in terms of content and style in such a way that they form a sound basis for a successful Master s Thesis. Students gain expertise in workflow optimization, data collection and data analysis. Independent management and transformation of a complex and unpredictable problem from the general field of study contexts of the Master degree program (including related subject areas) utilizing scientific state-of-the-art research methods. Independent research for the definition of a physics and engineering solution to a problem in the choosen field. Specialized knowledge of a subject area as foundation for the student s research. The assignment of specific tasks will be given after consulting the responsible lecturers and is depending upon the current research profile. The Advanced research project (preliminary study to the Master s thesis) forms the basis of the Master s Thesis Project and must contain the following aspects: - Detailed theoretical background of the topic -18-
Literature: - Ample and critically annotated literature review - Research objectives and research question(s) - Fully developed methods section - Draft of a fully formed table of contents Reports or presentation Practical course, written report on the results, presentation, electronic media, practical demonstrations Acc. Research field Recent publications on specific topics -19-
Management: Module title: Teaching Methods/ semester Workload: Tools and Skills in Engineering Sciences phy681, MM13 Winter or Summer Prof. Dr. Doclo, Prof. Dr. Neu German or English Master, 2 nd semester Attendance: 56 hours Self study: 124 hours Credit points: 6 Prerequisites acc. syllabus Recommended prerequisites: Literature: This module aims to raise the students understanding of the strategic, leadership, and technical aspects of project management and their role in adding competitive advantage to any enterprise. Concepts and techniques for programme and project management are introduced, developed and applied, with the aid of relevant case material. The students learn to consider specific key instrument types in current usage. This will be delivered in a project study format with each instrument being evaluated in terms of operating principle, design, and signal processing. -20-
Master Thesis: Module title: Master Thesis MAM Master Thesis Winter or Summer Supervising tutor Supervising tutor German or English Master, 4. Semester Teaching Methods/ semester Seminar, Laboratory and self studies Workload: 900 Credit points: 30 including 3 CP (Seminar) and 2 CP (Colloquium) Prerequisites acc. syllabus Master Curriculum Recommended prerequisites: Die erlernten Kenntnisse und Methoden sind auf ein konkretes wissenschaftliches Problem anzuwenden und mit den erworbenen Schlüsselqualifikationen wie Teamarbeit, Projektmanagement und Präsentationstechniken zu kombinieren. Die Masterarbeit bildet den Abschluss des Masterstudiums. In ihrem Rahmen bearbeiten die Studierenden selbständig ein aktuelles Thema aus den Forschungsgebieten der Arbeitsgruppen. Begleitet wird die Arbeit durch ein Seminar zur Darstellung und Überprüfung der Zwischenergebnisse und des Fortgangs der Arbeit. Die Ergebnisse werden in einem Abschlusskolloquium verteidigt und sollen in der Regel zu einer wissenschaftlichen Publikation beitragen. Master Thesis and colloquium As required Literature: As required -21-
Specializations requirements: In total: 18 CP Engineering Sciences + 24 CP Specialization A specialization in Biomedical Physics & Acoustics with focus on Acoustics requires the following: Compulsory lectures in engineering sciences: Psychophysik und Audiologie (WS, 5.04.4021) (6 CP) Signal- und Systemtheorie (SS) (6 CP) Curriculum Compulsory subjects in specialization: Akustik (SS) (6 CP) And two oft he following (= 12 CP) Advanced Topics Speech and Audio Processing (WS, 5.04.4586)(6 CP) Prinzipien der Signalverarbeitung in Hörgeräten (WS, 5.04.4204) (3 CP) & Statistical Signal Processing (WS, 5.04.4209) (3 CP) Akustische Messtechnik II (SS) (3 CP) & Angewandte Psychophysik (WS, 5.04.4203) (3 CP) Processing and analysis of biomedical data (WS, 5.04.4207) (6 CP) Machine Learning - Probabilistic Unsupervised Learning (WS, 5.04.4213) (6 CP) Informationsverarbeitung und Kommunikation (SS) (6 CP) Specialization in Renewable Energies requires the following: Curriculum Compulsory lectures in engineering sciences: two of the following lectures (=12CP) Energy Systems I (WS, 5.06.501) & Energy Systems II (SS) (6 CP) Energy Storage I (WS, 5.06.411) & Energy Storage II (SS) (6 CP) Fuzzy-Regelung und kuenstliche neuronale Netze in Robotik und Automation (SS) (6 CP) Halbleiterphysik (WS, 5.04.4041) & Organische Halbleiter und organischeanorganische Hybridsysteme (SS) (6 CP) Compulsory subjects in specialization: three of the following lectures (=18CP) Advanced Computational Fluid Dynamics and Wind Turbine Aerodynamics (WS, 5.04.4079) & Statistik der Turbulenz (SS) (6 CP) Advanced Topics in Wind Energy (WS, 5.04.4235) (6 CP) Aeroelastics Simulation of Wind Turbines (SS) & Design of Wind Energy Systems (SS) (6 CP) Physikalische Grundlagen der Photovoltaik (WS, 5.04.4063) (6 CP) Solar Energy Systems - Electric and Thermal (WS, 5.06.300) (6 CP) Wind Energy I (WS, 5.04.4061) & Wind Energy II (SS) (6 CP) Specialization in Laser & Optics requires the following: Curriculum Compulsory lectures in engineering sciences: Applied Photonics I (WS, 5.04.4661 Spectrophysics) und Applied Photonics II (WS, 5.04.457 Fundamentals of Optics) (= 12 CP) Compulsory subjects in specialization: three of the following (= 18 CP) Biophotonics and Spectroscopy (SS) (6 CP) Laser Design and Beam Guiding (SS) (6 CP) Laser Material Processing (WS) (6 CP) -22-
Fiber Technology and Integrated Optics (WS, 5.04.664) (6 CP) Physics with Ultrashort Pulses and Intense Light (SS) (6 CP) A specialization in Biomedical Physics with certification as Medical Physician, i.e. the Fachanerkennung DGMP (Deutsche Gesellschaft für Medizinische Physik e.v.) requires the following: Curriculum Gruppe A1: mdst. 60 WB-Punkte N1. Anatomie und Physiologie Physiologie der Tiere und 05.02.271 Menschen (3 von 6!) Neurokognition 05.04.4022 (Neurophysik) Einführung in die Biomedizinische Physik 05.04.317 und Neurophysik 6 (48) Gruppe A2: mdst. 60 WB-Punkte, mdst. 2 Fächer CP N3. Biomathematik/nformatik/Computional Physics 02.01.302 Standard und System für Kommunikation in der Medizin CP (WP) Semester 3 (24) WS 3 (24) SS 6 (48) WS SS, Bachelor N4. Medizintechnik/ Biomedical engeneering 02.01.305 Medizintechnik 6 (48) WS Gruppe B: Spezialgebiet mdst 120 WB-Punkte CP N6. Strahlentherapie 05.04.4641 Medizinische Strahlentherapie 3 (24) SS 05.04.4221 Grundkurs im Strahlenschutz 3 (24) WS, Bachelor 05.04.4242 Selected Topics on Medical Radiation Physics 3 (24) SS 05.04.4222 Spezialkurs Strahlenschutzseminar 6 (48) WS N9. Klinische Audiologie 05.04.4021 Psychophysik und Audiologie (PPAA) 6 (48) WS 05.04.4203 Angewandte Psychophysik 3 (24) WS 05.04.4586 Advanced Topics Speech and Audio Processing 6 (48) WS Wahlgebiete, soweit nicht Spezialgebiet; -23-
mdst 120 WB-Punkte. mdst 2 Gebiete mit mdst je 20 WB-Punkten N10. Klinische Anwendungen von Lasern Klinische Anwendung von 05.04.662 Lasern 3 (24) SS N11. Klinisch-medizinische Optik 05.04.663 Medizinische Optik 3 (24) WS N14. Physikalische Messtechniken in der Medizin 05.04.4041 Signal- und Systemtheorie 6 (48) SS 05.04.4012 Informationsverarbeitung und Kommunikation 6 (48) SS 05.04.663 Akustische Messtechnik 3 (24) SS 05.04.4052 Optische Messtechnik 3 (24) SS N17. Bilderzeugung und Bildverarbeitung in der Medizin 05.04.4021 Bildgebende Verfahren 3 (24) SS WS: Winter Semester, SS: Summer Semester -24-
Advanced Physics I lectures: Module title: Advanced Physics I phy612, MM2 Fluiddynamik (WS I, SS II, 5.04.4071) Winter and Summer Prof. Dr. B. Poppe, Prof. Dr. B. Struve Prof. Dr. Peinke German or English Master, 1 nd semester Teaching Methods/ semester Lecture / 4 Excersise / 2 Workload: Attendance: 56 hours Self study: 124 hours Credit points: 6 Prerequisites acc. syllabus Recommended prerequisites: Fluiddynamik 1: Grundgleichungen: Navier-Stokes- Gleichung, Kontinuitätsgleichung, Bernoulli-Gleichung; Wirbel- und Energiegleichungen; Laminare Flüsse und Stabilitätsanalyse; exakte Lösungen, Anwendungen Fluiddynamik 2: Reynolds-Gleichung, Schließungsproblem und Schließungsansätze, Turbulenzmodelle: Kaskadenmodelle - Stochastische Modelle. 1 Klausur oder 1 Referat oder 1 mündliche Prüfung oder 1 Hausarbeit Script, board, beamer Literature: D. J. Tritton: Physical fluid dynamics. Clarendon Press, Oxford, 2003 G. K. Batchelor: An introduction to fluid dynamics. Cambridge University Press, Cambridge, 2002 U. Frisch: Turbulence: the legacy of A. N. Kolmogorov. Cambridge University Press, Cambridge, 2001 J. Mathieu, J. Scott: An introduction to turbulent flow. Cam- bridge University Press, Cambridge, 2000 P.A. Davidson: turbulence Oxford 2004-25-
Module title: Advanced Physics I phy611, MM2 Fouriertechniken in der Physik (WS, 5.04.4651) Winter Prof. Dr. B. Poppe, Prof. Dr. B. Struve Prof. Dr. M. Wollenhaupt German or English Master, 1 nd semester Teaching Methods/ semester Lecture / 2 Workload: Attendance: 28 hours Self study: 62 hours Credit points: 3 Prerequisites acc. syllabus Recommended Basic lectures in theoretical physics prerequisites: Die Studierenden kennen die Definition der Fouriertransformation und haben Beispiele dazu kennen gelernt. Sie kennen die Eigenschaften und Theoreme der Fouriertransformation, können diese anwenden und physikalische Vorgänge in der Zeit- und Frequenzdomäne beschreiben. Sie gewinnen vertiefte Einsichten über physikalische Vorgänge mit Hilfe der Analyse in der Frequenzdomäne und sind in der Lage, Fouriermethoden auf physikalische Probleme anzuwenden, z.b. Techniken zur Lösung der zeitabhängigen Schrödingergleichung. Sie haben darüber hinaus Beispiele aus der aktuellen englischsprachigen physikalischen Fachliteratur kennen gelernt. Motivation: Anwendungen der Fouriertransformation in der Physik. Beispiele für Fourierpaare, Eigenschaften der FT: Symmetrien. Wichtige Theoreme, Verschiebung, Differentiation, Faltungssatz, Unschärferelation. Beispiele zum Faltungssatz: Frequenzkamm, Hilberttransformation, Autokorrelationsfunktion. Methoden der Zeit/Frequenzanalyse / Wignerverteilung. FT in höheren Dimensionen: Tomographie. Diskrete FT, Samplingtheorem. Anwendungen in der Quantenmechanik 1 Klausur oder 1 Referat oder 1 mündliche Prüfung oder 1 Hausarbeit Board, beamer Literature: R. Bracewell: The Fourier Transform and its Applications, McGraw-Hill, 3. Auflage (1999) T. Butz: Fouriertransformation für Fußgänger, Vieweg+Teubner, 7. Auflage (2011) D. W. Kammler: A First Course in Fourier Analysis, Cam- bridge University Press (2008) M. Wollenhaupt, A. Assion and T. Baumert: Springer Handbook of Lasers and Optics, Springer, Chapter 12, 2. Auflage (2012) L. Cohen: Time Frequency Analysis, Prentice Hall (1995) -26-
Weitere spezielle Literatur wird in der Vorlesung bekannt gegeben. -27-
Module title: Advanced Physics I phy612, MM2 Hochenergie-Strahlenphysik (WS, 5.04.4642) Winter Prof. Dr. B. Poppe, Prof. Dr. B. Struve Prof. Dr. B. Poppe, Dr. H. K. Looe, Dr. N. Chofor German or English Master, 1nd semester Teaching Methods/ semester Lecture / 2 Workload: Attendance: 28 hours Self study: 62 hours Credit points: 3 Prerequisites acc. syllabus Recommended prerequisites: Experimentalphysik I-V, Kern- und Elementarteilchenphysik Grundlegendes Verständnis der physikalischen Grundlagen der Hochenergie-Strahlenphysik (im Energiebereich ab ca. 106 ev). Die Studierenden sollen die universellen Ansätze der physikalischen Beschreibung der Erzeugung, Beschleuni- gung, Wechselwirkung und Detektion hochenergetischer Strahlung disziplinübergreifend kennen lernen. Grundlagen der Hochenergie-Strahlenphysik, Strahlenarten in Umwelt, Kosmos und Medizin, Kosmische Strahlung, Grundlagen der Astroteilchenphysik, irdische und kosmische Beschleuniger, Wechselwirkung von Strahlung mit Materie, Detektionsmechanismen und Dosimetrie, Technische Reali- sierungen zur Beschleunigung und Detektion. 1 Klausur oder 1 Referat oder 1 mündliche Prüfung oder 1 Hausarbeit Beamer Literature: H. Krieger: Strahlungsmessung und Dosimetrie, Springer Verlag, Wiesbaden, 2013 Grupen: Astroparticle Physics, Springer Verlag, Heidelberg, 2005 Falkenburg, Rhode (Eds.): From Ultra Rays to Astroparticles, Springer Verlag, Heidelberg, 2012-28-
Module title: Advanced Physics I phy612, MM2 Photonics (WS, 5.04.4668) Winter Prof. Dr. B. Poppe, Prof. Dr. B. Struve Prof. Dr. H. Brückner, Prof. Dr. B. Struve English (German) Master 1 st semester Teaching Methods/ semester Lecture: 4 hrs/week, practical applications included in lecture Workload: Attendance: 56 hrs Self-study: 124 hrs Credit points: 6 Prerequisites acc. syllabus Recommended Basic knowledge on optics, electrodynamics and atomic prerequisites: physics Starting from basics, the module yields advanced knowledge of the physics of lasers, of optical radiation with matter, optoelectronic principles and components as, e.g. laser beams, different laser types, light emitters, detectors, modulators. The students acquire skills in working with lasers and optoelectronic components. Fundamentals of lasers (optical gain, optical resonator, laser beams), laser types, laser safety; electronic bandstructures in matter, semiconductor junctions, radiation laws, light emitting diodes, photodetectors, solar cells 1 hr written examination or 30 min oral examination or experimental work or homework or presentation Script, blackboard, transparencies, computer presentation, practical laboratory work Literature: C. Breck Hitz, J. J. Ewing, J. Hecht, Introduction to Laser Technology, 2012, Wiley Press F. Träger (ed.), Handbook of Laser and Optics, 2 nd. ed. 2012, Springer Verlag, Berlin Saleh, Teich: Fundamentals of Photonics, John Wiley & Sons Ebeling: Integrierte Optoelektronik, Springer Verlag Original literature according indication during course -29-
Module title: Advanced Physics I phy612, MM2 Theoretische Physik (Teilchen und Felder I & II) (WS, 5.04.221) Winter Prof. Dr. B. Poppe, Prof. Dr. B. Struve Prof. D. M. Holthaus, Prof. Dr. A. Engel German Master, 1 nd semester Teaching Methods/ semester Lecture / 4 Exercise / 2 Workload: Attendance: 84 hours Self study: 186 hours Credit points: 9 Prerequisites acc. syllabus Recommended prerequisites: Analysis I und IIa, Lineare Algebra, Einführung in die Theoretische Physik Die Studierenden erwerben Kenntnisse über grundlegende Kon- zepte und Methoden der klassischen Mechanik und der klassi- schen Elektrodynamik. Sie erwerben Fertigkeiten zur selbständi- gen Lösung von Beispielproblemen sowie Kompetenzen zur Anwendung der theoretischen Konzepte auf typische Situationen, auch in experimentellen Bereichen. Lagrangeformalismus der klassischen Mechanik, Hamiltonsches Prinzip, Hamiltonformalismus, Phasenraum, Liouvillescher Satz, Maxwell-Gleichungen im Vakuum, Energie und Impuls des elek- tromagnetischen Feldes, Eichinvarianz, elektromagnetische Wel- len, spezielle Relativitätstheorie 1 Klausur oder 1 Referat oder 1 mündliche Prüfung oder 1 Hausarbeit Board, beamer Literature: L. D. Landau, E. M. Lifshitz: Lehrbuch der theoretischen Physik, Harri Deutsch, Frankfurt. Band 1: Mechanik, Band 2: Klassische Feldtheorie H. Goldstein, C. P. Poole, J. L. Safko: Classical Mechanics. Addison Wesley, Reading (Mass.) Th. Fliessbach: Mechanik - Lehrbuch zur Theoretischen Physik Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg F. Kuypers: Klassische Mechanik. Wiley-VCH, Weinheim D. Jackson: Classical Electrodynamics. John Wiley, New York D. J. Griffiths: Introduction to Electrodynamics. Prentice Hall, Upper Saddle River (NJ) -30-
Module title: Teaching Methods/semester Workload: Credit points: 3 Prerequisitesacc. syllabus Recommended prerequisites: Literature: Syllabus M.Sc. Advanced Physics I / II phy612, MM2 / phy613, MM3 Ultrakurzzeitspektroskopie Winter or Summer Prof. Dr. Poppe, Prof. Dr. Struve, NN Prof. Dr. C. Lienau, Dr. M. Silies Deutsch / Englisch Master, 1 st semester or 2 st semester VL / SE / Ü: 2 SWS Attendance: 28 hrs Self study: 62 hrs Experimentalphysik I - V, Theoretische Physik I, II Angestrebte Lernergebnisse Die Studierenden erwerben grundlegende experimentelle und theoretische Kenntnisse über die Erzeugung, Charakterisierung und Anwendung ultrakurzer Lichtimpulse auf dem Gebiet der Quantenoptik. Anhand der angeleiteten und selbständigen Analyse aktueller Forschungsarbeiten werden die Studierenden in aktuelle Themen und Methoden aus dem Gebiet der Ultrakurzzeitphysik eingeführt. Sie erlernen das kritische Lesen und die Diskussion aktueller englischsprachiger Fachliteratur. Dadurch erlangen die Studierenden erste Erfahrung bei der Konzeption, Durchführung und wissenschaftlichen Analyse physikalischer Experimente mit Ultrakurzpulslasern. Die erworbenen Kenntnisse sollen eine solide Grundlage für zukünftige eigenständige wissenschaftliche Arbeiten bilden. Grundlagen der Licht-Materie-Wechselwirkung, Physik von Ultrakurzpuls-Lasern, experimentelle Techniken der Femtosekundenspektroskopie, Wechselwirkung von Materie mit ultrakurzen Lichtimpulsen, Ausgewählte Beispiele der Ultrakurzzeitspektroskopie von Atomen, Molekülen und Festkörpern, Materie in hochintensiven Laserfeldern, Attosekundenphysik 1 Klausur oder 1 Referat oder 1 mündliche Prüfung oder 1 Hausarbeit Tafel, Beamerpräsentation, z.t. Vorlesungsexperimente J.-C. Diels, W. Rudolph: Ultrashort Laser Pulse Phenomena: Fundamentals, Techniques, and Applications on a Femtosecond Time Scale, Academic Press, San Diego, 1997 R. Trebino: Frequency-Resolved Optical Gating: The Measurement of Ultrashort Light Pulses, Springer, Netherlands, 2002 C. Rulliere: Femtosecond Laser Pulses, Springer, Berlin, 2004 o A. M. Weiner, Ultrafast Optics, Wiley, New York, 2009-31-
Advanced Physics II lectures: Module title: Advanced Physics II phy613, MM3 Kern- und Elementarteilchenphysik Summer Prof. Dr. Poppe, N.N. Prof. Dr. B. Poppe, Dr. H.K. Looe, Dr. N. Chofor German Master, 2 nd semester Teaching Methods/ semester Lecture / 2 Workload: Attendance: 28 hours Self study: 62 hours Credit points: 3 Prerequisites acc. syllabus Recommended prerequisites: Experimental physics I-V, theoretical physics 1-III Die Studierenden erwerben Kenntnisse über die grundlegenden Prinzipien und messtechnischen Methoden der Kern- und Elementarteilchenphysik sowie der dazugehörigen theoretischen Modelle (Feldtheorien). Sie erlangen Fertigkeiten zur Analyse kern- und teilchenphysikalischer Probleme, zur Einordnung neuer Experimente und Publikationen sowie zur selbständigen Beurtei- lung neuerer Entwicklungen. Sie erwerben Kompetenzen zur fundierten Einordnung der neuen Entwicklungen im Bereich der Kern- und Elementarteilchenphysik sowie zur Vernetzung mit den Kennt- nissen aus den bisherigen Vorlesungen zur Experimental- und theoretischen Physik. Außerdem erlangen sie Kompetenzen zur gesellschaftspolitischen Einordnung der Konsequenzen von physi- kalischer Forschung. Phänomenologie der Kerne und Kernmodelle, Kernstrahlung, Teil- chendetektoren, Beschleunigungsprinzipien, Teilchenzoo, Standardmodell der Elementarteilchenphysik, Einführung in die Physik jenseits des Standardmodells (GUT und Superstringtheorien). Studierende, die einen tiefergehenden Einblick in die Materie erwerben möchten, wird zusätzlich der Besuch der Vorlesung "Einführung in die Astrophysik" empfohlen. Aufgrund der hohen Dynamik der Forschungsergebnisse in beiden Bereichen wird in der Vorlesung mehrfach ein Überblick über neuere Publikationen gegeben. 1 Klausur oder 1 Referat oder 1 mündliche Prüfung oder 1 Hausarbeit Beamer Literature: Jörn Bleck-Neuhaus, Elementare Teilchen, Springer Verlag Wolfgang Demtröder, Experimentalphysik IV, Kern-, Teilchen und Astrophysik, Springer Verlag Das & Ferbel, Introduction to Nuclear and Particle -32-
Physics World, Scientific Historisch wichtige Original-PublikationenGgf. aktuelle Publikationen aus dem Physik Journal, Physics Today etc. -33-
Module title: Teaching Methods/semester Workload: Syllabus M.Sc. Advanced Physics II phy613, MM3 Plasma Physics Summer or Winter Prof. Dr. Poppe, N.N. Prof. Dr. Ulrich Teubner English (German) Master, 2 nd semester Lecture: 2 hrs/week Attendance: 28 hrs Self study: 62 hrs Credit points: 3 Prerequisitesacc. syllabus Recommended prerequisites: Atomic Physics Literature: Due to their important role in nature and due to the lot of applications, students should acquire a basic understanding of plasmas as the fourth state of matter. They will learn how plasmas could be generated, characterized and applied to solve physical and technical problems. Introduction into the field of plasmas, basic concepts, plasma parameters, kinetics, collisions, collisionless plasmas, atomic processes, plasma waves, transport processes, plasma dynamics, shock waves, plasma radiation and spectroscopy, diagnostics, generation of plasmas, applications, such as fusion, plasma sources for EUV-lithography etc. max. 1hr written examination or max 45min oral examination or experimental work and laboratory reports or presentation or homework blackboard, transparencies F.Chen: Introduction to Plasma Physics and Controlled Fusion (Springer); J.A.Bittencourt: Fundamentals of Plasma Physics (Springer); Further literature according indication during course -34-
Module title: Advanced Physics II phy613, MM3 Theoretische Physik (Quantenmechanik) Summer Prof. Dr. B. Poppe, NN Prof. D. J. Kunz-Drolshagen German Master, 2 nd semester Teaching Methods/ semester Lecture / 4 Exercise / 2 Workload: Attendance: 84 hours Self study: 186 hours Credit points: 9 Prerequisites acc. syllabus Recommended prerequisites: Einführung in die Theoretische Physik, Klassische Teilchen und Felder I Die Studierenden erwerben Kenntnisse über die grundlegenden Konzepte und Methoden der nichtrelativistischen Quantenmechanik. Sie erlangen Fertigkeiten zur Anwendung dieser Kenntnisse auf fundamentale Beispiele wie Zustände in Potentialtöpfen, den har- monischen Oszillator, Zentralfeldprobleme und periodische Potentiale. Sie erwerben Kompetenzen zur selbstständigen Bearbeitung quantenmechanischer Probleme, zur Präsentation der Lösungs- wege, zum Erkennen von Zusammenhängen zwischen Mechanik und Quantenmechanik sowie zur Interpretation des abstrakten mathematischen Formalismus. Schrödingergleichung, Unschärferelation, Messprozess, Darstellungstheorie, Drehimpulse, Spin, Wasserstoffatom, Systeme identischer Teilchen, Störungstheorie 1 Klausur oder 1 Referat oder 1 mündliche Prüfung oder 1 Hausarbeit Board, beamer Literature: C. Cohen-Tannoudji, B. Diu, F. Laloë: Quantenmechanik. De Gruyter, Berlin F. Schwabl: Quantenmechanik: eine Einführung. Springer, Berlin B. H. Bransden, C. J. Joachain: Quantum mechanics. Prentice Hall, Harlow D. J. Griffiths: Introduction to Quantum Mechanics Prentice Hall, New Jersey -35-
Module title: Teaching Methods/semester Workload: Credit points: 3 Prerequisitesacc. syllabus Recommended prerequisites: Literature: Syllabus M.Sc. Advanced Physics I / II phy612, MM2 / phy613, MM3 Ultrakurzzeitspektroskopie Winter or Summer Prof. Dr. Poppe, Prof. Dr. Struve, NN Prof. Dr. C. Lienau, Dr. M. Silies Deutsch / Englisch Master, 1 st semester or 2 st semester VL / SE / Ü: 2 SWS Attendance: 28 hrs Self study: 62 hrs Experimentalphysik I - V, Theoretische Physik I, II Angestrebte Lernergebnisse Die Studierenden erwerben grundlegende experimentelle und theoretische Kenntnisse über die Erzeugung, Charakterisierung und Anwendung ultrakurzer Lichtimpulse auf dem Gebiet der Quantenoptik. Anhand der angeleiteten und selbständigen Analyse aktueller Forschungsarbeiten werden die Studierenden in aktuelle Themen und Methoden aus dem Gebiet der Ultrakurzzeitphysik eingeführt. Sie erlernen das kritische Lesen und die Diskussion aktueller englischsprachiger Fachliteratur. Dadurch erlangen die Studierenden erste Erfahrung bei der Konzeption, Durchführung und wissenschaftlichen Analyse physikalischer Experimente mit Ultrakurzpulslasern. Die erworbenen Kenntnisse sollen eine solide Grundlage für zukünftige eigenständige wissenschaftliche Arbeiten bilden. Grundlagen der Licht-Materie-Wechselwirkung, Physik von Ultrakurzpuls-Lasern, experimentelle Techniken der Femtosekundenspektroskopie, Wechselwirkung von Materie mit ultrakurzen Lichtimpulsen, Ausgewählte Beispiele der Ultrakurzzeitspektroskopie von Atomen, Molekülen und Festkörpern, Materie in hochintensiven Laserfeldern, Attosekundenphysik 1 Klausur oder 1 Referat oder 1 mündliche Prüfung oder 1 Hausarbeit Tafel, Beamerpräsentation, z.t. Vorlesungsexperimente J.-C. Diels, W. Rudolph: Ultrashort Laser Pulse Phenomena: Fundamentals, Techniques, and Applications on a Femtosecond Time Scale, Academic Press, San Diego, 1997 R. Trebino: Frequency-Resolved Optical Gating: The Measurement of Ultrashort Light Pulses, Springer, Netherlands, 2002 C. Rulliere: Femtosecond Laser Pulses, Springer, Berlin, 2004 o A. M. Weiner, Ultrafast Optics, Wiley, New York, 2009-36-
Module title: Advanced Physics II phy613, MM3 Ultrashort Laser Pulses Summer or Winter Prof. Dr. Poppe, N.N. Prof. Dr. Ulrich Teubner English (German) Master, 2 st semester Teaching Methods/semester Lecture / 4 Exercise / 2 Workload: Attendance: 84 hours Self study: 186 hours Credit points: 9 Prerequisitesacc. syllabus Recommended Laser Physics prerequisites: Students will get competences on the special aspects on ultrashort laser pulses which do not play a role in standard optics or laser physics. Starting from basics, the module yields advanced knowledge of the physics of femtosecond light pulses and their interaction with matter, as well as the physics of femtosecond lasers. The students will obtain skills to work with such lasers, in particular, on generation, handling, measurement, application of femtosecond pulses. Linear and non-linear optics of ultrashort pulses such as: amplitude, phase and spectral phase of the electric field, chirp, phase and group velocity, dispersion, group velocity dispersion, pulse compression, self focusing, self phase modulation, frequency conversion, multi photon effects; femtosecond laser pulse generation with various schemes, measurement of ultrashort pulses max. 1hr written examination or max 45min oral examination or experimental work and laboratory reports or presentation or homework blackboard, transparencies Literature: A.W.Weiner: Ultrafast Optics (Wiley); J.-C. Diels, W. Rudolph, Ultrashort laser pulse phenomena (Academic Press); Further literature according indication during course -37-
Module title: Teaching Methods/semester Workload: Credit points: 6 Prerequisitesacc. syllabus Recommended prerequisites: Syllabus M.Sc. Advanced Physics II phy613, MM3 Quantenoptik Summer Prof. Dr. Poppe, Prof. Dr. Struve, NN PD Dr. Svend-Age Biehs Deutsch Master, 1 st semester or 2 st semester VL: 4 SWS Attendance: 56 hours Self study: 124 hours Teilchen und Felder I, Quantenmechanik I Die Studierenden erwerben grundlegende Kenntnisse auf dem Gebiet der theoretischen Quantenoptik. Sie lernen zwischen den Eigenschaften klassischer und quantisierter Lichtfelder zu unterscheiden. Im Mittelpunkt stehen vor allem die Quanteneigenschaften des Lichts, sowie dessen Wechselwirkung mit Materie. Die erworbenen Kenntnisse sollen eine solide Grundlage für zukünftige selbständige wissenschaftliche Arbeiten bilden. Die Veranstaltung richtet sich an Studierende mit Interesse an theoretischen Fragestellungen der Quantenoptik. Die notwendigen Kenntnisse der klassischen Elektrodynamik werden zu Beginn wiederholt. Im Zentrum der Lehrveranstaltung stehen vor allem: die Quantisierung des elektromagnetischen Feldes, die Photonenstatistik verschiedener Quantenzustände, quantenmechanische Kohärenz, die Auswirkungen der Vakuumfluktuationen am Beispiel der Casimir-Kraft und die quantenmechanische Beschreibung der Licht-Materie-Wechselwirkung. 1 Klausur oder 1 Referat oder 1 mündliche Prüfung oder 1 Hausarbeit Tafel, Beamer Literature: Claude Cohen-Tannoudji, Jacques Dupont-Roc und Gilbert Grynberg: Photons and Atoms, Wiley-VCH, 2004 Christopher C. Gerry und Peter L. Knight: Introductory Quantum Optics, Cambridge University Press, 2008 Leonard Mandel und Emil Wolf: Optical Coherence and Quantum Optics, Cambridge University Press, 2008 Peter W. Milonni: The Quantum Vacuum, Academic Press, 1994-38-
Theoretical Methods lectures: Module title: Theoretical Methods phy611, MM1 Computational Fluid Dynamics (CFD I & II), SS, 5.04.4072-4075 Summer Prof. Dr. Poppe, N.N Prof. Dr. J. Peinke, Dr. S. Albensoeder, Dr. B. Stoevesandt German or English Master, 3 nd semester Teaching Methods/ semester Lecture / 2 Excersise / 2 Workload: Attendance: 56 hours Self study: 124 hours Credit points: 6 Prerequisites acc. syllabus Recommended prerequisites: Fluid Dynamics I Deeper understanding of the fundamental equations of fluid dynamics. Overview of numerical methods for the solution of the fundamental equations of fluid dynamics. Confrontation with complex problems in fluiddynamics. To become acquainted with different, widely used CFD models that are used to study complex problems in fluid dynamics. Ability to apply these CFD models to certain defined problems and to critically evaluate the results of numerical models. CFD I:The Navier-Stokes equations, filtering / averaging of Navier- Stokes equations, introduction to numerical methods, finite- differences, finite-volume methods, linear equation systems, NS-solvers, RANS, URANS, LES, DNS, turbulent flows, incompressible flows, compressible flows, efficiency and accuracy. CFD II: Introduction to different CFD models, such as OpenFOAM and PALM. Application of these CFD models to defined problems from rotor aerodynamics and the atmospheric boundary layer. 1 Klausur oder 1 Referat oder 1 mündliche Prüfung Board, beamer Literature: J.H. Ferziger, M. Peric, Computational Methods for Fluid Dynamics, Springer, 2002 C. Hirsch, Numerical Computation of Internal and External Flows: Introduction to the Fundamentals of CFD, Vol 1: Fundamentals of Computational Fluid Dynamics, 2nd edi- tion, Butterworth-Heinemann, Amsterdam, P. Sagaut, Large Eddy Simulation for Incompressible Flows, Springer, Berlin, 1998 J. Fröhlich, Large Eddy Simulationen turbulenter Strömungen, Teubner, Wiesbaden, 2006 (in German) -39-
Module title: Theoretical Methods phy611, MM1 Computerorientierte theoretische Physik, WS, 5.04.874 Winter Prof. Dr. Poppe, N.N Prof. Dr. Hartmann German Master, 3 nd semester Teaching Methods/ semester Lecture / 3 Excersise / 1 Workload: Attendance: 56 hours Self study: 124 hours Credit points: 6 Prerequisites acc. syllabus Recommended prerequisites: Theoriemodule des Bachelor-Studiums, Kenntnisse einer höheren Programmiersprache (vorzugsweise C) Erweiterung und Abrundung der Ausbildung in theoretischer Physik durch den Erwerb solider und vertiefter Kenntnisse fortgeschrittener Konzepte und Methoden der theoretischen Physik. Die Studieren- den erwerben je nach gewählter Veranstaltung Kenntnisse auf den Gebieten Vertiefung des Verständnisses der nicht-relativistischen Quantenmechanik, Grundlagen der relativistischen Quantenme- chanik, grundlegende numerische Methoden der theoretischen Physik, Algorithmen und Datenstrukturen im wissenschaftlichen Rechnen, Debugging, Grundlagen der allgemeinen Relativitätstheo- rie, Aspekte der Astrophysik und Kosmologie. Sie erlangen Fertig- keiten im sicheren Umgang mit modernen Methoden der theoreti- schen Physik wie Diagrammentwicklungen, Molekulardynamikund Monte-Carlo-Simulationen und differentialgeometrischen Konzepten, in der quantitative Analyse von fortgeschrittenen Problemen der theoretischen Physik und in der Weiterentwicklung der physika- lischen Intuition. Sie erweitern ihre Kompetenzen zur erfolgreichen Bearbeitung anspruchsvoller Probleme der theoretischen Physik mit modernen analytischen und numerischen Methoden, zur eigen- ständigen Erarbeitung von Zugängen zu aktuellen Entwicklungen der theoretischen Physik und zum Verständnis übergreifender Kon- zepte und Methoden der theoretischen Physik und der Naturwissenschaften allgemein. Debugging, Datenstrukturen, Algorithmen, Zufallszahlen, Daten- analyse, Perkolation, Monte-Carlo-Simulationen, Finite-Size Scaling, Quanten-Monte-Carlo, Molekulardynamik-Simulationen, ereignisgetriebene Simulationen, Graphen und Algorithmen, genetische Algorithmen, Optimierungsprobleme 1 Klausur oder 1 Referat oder 1 mündliche Prüfung Board, beamer Literature: T. H. Cormen, S. Clifford, C.E. Leiserson, und R.L. Rivest: Intro- duction to Algorithms. MIT Press, 2001 K. Hartmann: Practical guide to computer simulation. -40-