Fortgeschrittene theoretische Physik
Advanced Theoretical Physics

Modul PH1004 [ThPh AEP]

Diese Modulbeschreibung enthält neben den eigentlichen Beschreibungen der Inhalte, Lernergebnisse, Lehr- und Lernmethoden und Prüfungsformen auch Verweise auf die aktuellen Lehrveranstaltungen und Termine für die Modulprüfung in den jeweiligen Abschnitten.

Basisdaten

PH1004 ist ein Semestermodul in Englisch auf Master-Niveau das unregelmäßig angeboten wird.

Das Modul ist Bestandteil der folgenden Kataloge in den Studienangeboten der Physik.

  • Wahlpflichtkatalog "Theorie" im Masterstudiengang "Physics (Applied and Engineering Physics)"
  • Wahlpflichtkatalog "Theorie" im Masterstudiengang Physik (Physik der kondensierten Materie)

Soweit nicht beim Export in einen fachfremden Studiengang ein anderer studentischer Arbeitsaufwand ("Workload") festgelegt wurde, ist der Umfang der folgenden Tabelle zu entnehmen.

GesamtaufwandPräsenzveranstaltungenUmfang (ECTS)
300 h 90 h 10 CP

Inhaltlich verantwortlich für das Modul PH1004 ist Martin Zacharias.

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

This lecture aims at providing an overview of concepts in Theoretical Physics that are highly relevant for modern technology. The lecture will elucidate the physics concepts forming the underpinnings of many up-to date problems in mechanical engineering, dynamical systems, fluid dynamics, deformable media and thermodynamics. The sections presented are

  1. Classical Dynamics: Concepts in Nonlinear Dynamics (from Poincare maps to Fractals)

  2. Classical Dynamics: Hydrodynamics, elasticity and plasticity, linear elasticity theory

  3. Thermodynamics: Gas power and Vapor power engines and their energy efficiency, statistical mechanics of interacting particles

Lernergebnisse

Successful participation enables the student to understand

  1. the principles of nonlinear dynamics and its relevance in mechanical and electrical engineering and in celestial mechanics

  2. methods and tools to analyse dynamical systems, stability and different routes to chaos
  3. the laws and conditions governing laminar and turbulent flow in air and fluids,

  4. the behavior of materials under stress

  5. the functioning and efficiency of realistic heat engines

  6. thermodynamics and transport properties of dense gases and simple liquids

Voraussetzungen

Keine Vorkenntnisse nötig, die über die Zulassungsvoraussetzungen zum Masterstudium hinausgehen.

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

ArtSWSTitelDozent(en)Termine
VU 6 Advanced theoretical physics Zacharias, M.
Mitwirkende: La Rosa, G.Reif, M.Schindler, C.
Montag, 12:00–14:00
Donnerstag, 14:00–16:00
sowie Termine in Gruppen

Lern- und Lehrmethoden

  • Vortrag, Beamerpräsentation, Tafelarbeit,
  • Übungen in Einzel- und Gruppenarbeit, Diskussion und weitergehende Erläuterungen

Medienformen

Vorlesungsskript, Übungsblätter, begleitende Internetseite

Literatur

  • Nonlinear dynamics and chaos. S.H. Strogatz
  • Theoretische Mechanik. H. Stephani, G. Kluge
  • Physics of atoms and molecules. B. Bransden, C. Joachain
  • Theoretical Atomic Physics. Harald Friedrich.

Modulprüfung

Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen

In einer schriftlichen Prüfung werden die Lernergebnisse anhand von Fallbeispielen abgefragt.

Auf die Note einer bestandenen Modulprüfung in der Prüfungsperiode direkt im Anschluss an die Vorlesung wird ein Bonus (eine Zwischennotenstufe "0,3" besser) gewährt, wenn die/der Studierende aktiv am Übungs-/Seminarbetrieb teilgenommen hat.

Wiederholbarkeit

Eine Wiederholungsmöglichkeit wird am Semesterende angeboten.

Kondensierte Materie

Wenn Atome sich zusammen tun, wird es interessant: Grundlagenforschung an Festkörperelementen, Nanostrukturen und neuen Materialien mit überraschenden Eigenschaften treffen auf innovative Anwendungen.

Kern-, Teilchen-, Astrophysik

Ziel der Forschung ist das Verständnis unserer Welt auf subatomarem Niveau, von den Atomkernen im Zentrum der Atome bis hin zu den elementarsten Bausteinen unserer Welt.

Biophysik

Biologische Systeme, vom Protein bis hin zu lebenden Zellen und deren Verbänden, gehorchen physikalischen Prinzipien. Unser Forschungsbereich Biophysik ist deutschlandweit einer der größten Zusammenschlüsse in diesem Bereich.