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Methoden und Datenanalyse in der Biophysik 1
Techniques and Data Analysis in Biophysics 1

Modul PH2251

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.

Modulversion vom WS 2018/9 (aktuell)

Von dieser Modulbeschreibung gibt es historische Versionen. Eine Modulbeschreibung ist immer so lange gültig, bis sie von einer neuen abgelöst wird.

verfügbare Modulversionen
WS 2018/9WS 2017/8SS 2017

Basisdaten

PH2251 ist ein Semestermodul in Deutsch oder Englisch auf Master-Niveau das im Wintersemester angeboten wird.

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

  • Allgemeiner Spezialfachkatalog Physik
  • Spezifischer Spezialfachkatalog Biophysik

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)
150 h 30 h 5 CP

Inhaltlich verantwortlich für das Modul PH2251 ist Friedrich Simmel.

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

  • Der physikalische Messprozess
    Grundlagen Statistik, Messunsicherheiten und Fehleranalyse, Rauschen in physikalischen Systemen, Datenaufnahme (Sampling-Theorem), Datenfilterung
  • Rasterkraftmikroskopie (AFM)
    Grundlagen Kraftspektroskopie und Abbilden, Messtechnik und Datenaufnahme, Datenanalyse
  • Mikrofluidik
    Grundlagen, Lithografie, Anwendungen

Lernergebnisse

Nach der erfolgreichen Teilnahme an der Vorlesung sind die Studierenden in der Lage

  • grundlegende statistische Methoden anzuwenden.
  •  gemessene Daten und ihre Unsicherheiten kritisch zu betrachten.
  • zu verstehen, wie Rauschen in physikalischen Systemen für Experimente genutzt werden kann.
  • die Grundlagen von Datensampling und –filterung zu kennen und anzuwenden.
  • die Funktionsweise und die vielfältigen Anwendungsgebiete der Rasterkraftmikroskopie zu verstehen.
  • einfache Lithografie-Methoden zu kennen.
  • die theoretischen Grundlagen der Mikrofluidik zu verstehen.

Voraussetzungen

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

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

ArtSWSTitelDozent(en)Termine
VO 2 Methoden und Datenanalyse in der Biophysik 1 Simmel, F.
Mitwirkende: Pirzer, T.
Fr, 11:00–13:00, ZNN 2.003

Lern- und Lehrmethoden

Die Inhalte der Vorlesung werden durch Vortrag, Präsentation und Tafelanschrieb vermittelt.

Die Studierenden sollen in Heimarbeit aktuelle Beispiele aus der aktuellen Forschung selbstständig bearbeiten. Diese werden neben weiteren aktuellen Beispielen in der Vorlesung wissenschaftlich diskutiert. Hierbei sollen die Studierenden die Inhalte der Vorlesung aktiv anwenden, die vorgestellten Beispiele analysieren und eigenständig wissenschaftlich bewerten.

Begleitend sollen die Studierenden Lehrbücher durcharbeiten, welche zur weiteren Vertiefung auch durch wissenschaftliche Fachliteratur ergänzt werden kann.

Medienformen

Vortragsfolien, ergänzende Literatur, die Vortragsfolien werden über Moodle bereit gestellt

Literatur

  • Data Reduction and Error Analysis, Philip R. Bevington and D. Keith Robinson
  • Schaum's Outline. Statistics. Murray R. Spiegel.

Modulprüfung

Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen

Es findet eine mündliche Prüfung von etwa 25 Minuten Dauer statt. Darin wird das Erreichen der im Abschnitt Lernergebnisse dargestellten Kompetenzen mindestens in der dort angegebenen Erkenntnisstufe exemplarisch durch Verständnisfragen und Beispielrechnungen überprüft.

Prüfungsaufgabe könnte beispielsweise sein:

  • Was ist der Unterschied zwischen Nyquist-Rauschen und 1/f-Rauschen?
  • Welche Abbildungsregime gibt es bei der Rasterkraftmikroskopie? Erklären Sie diese!
  • Was bedeuted Doppelemulsion?
  • Nennen Sie einen Signifikanztest und erläutern sie ihn.

Wiederholbarkeit

Eine Wiederholungsmöglichkeit wird am Semesterende angeboten.

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