Physik 2 für Geodäten
Physics 2 for Geodesists

Modul PH9026

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

PH9026 ist ein Semestermodul in Deutsch auf Bachelor-Niveau das im Sommersemester angeboten wird.

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

  • Exportmodule für Studierende anderer Fachrichtungen

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 75 h 5 CP

Inhaltlich verantwortlich für das Modul PH9026 ist Friedrich Simmel.

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

Die Vorlesung Physik für Geodäten 2 ist der zweite Teil einer zweiteiligen Experimentalvorlesung, in der die Grundlagen der Physik für Studenten des Studiengangs Geodäsie und Geoinformation dargestellt werden.

Teil 2 der Vorlesung behandelt die Elektrizitätslehre, Optik, sowie Grundzüge der Atom- und Quantenphysik.

Im Detail befasst sich die Vorlesung mit:

1. Elektrizitätslehre

Elektrostatik:

- Ladungen, Coulombsches Gesetz, elektrisches Feld, Gaußsches Gesetz

- elektrisches Potential, Arbeit, Spannung, Poisson-Gleichung

- Felder spezieller Ladungverteilungen: Monopol, Punkt-, Linien-, Flächenladung, Dipole

- Dipole in externen Felder, Kondensatoren, Kapazität, Ladeenergie

- Materie im elektrischen Feld, Polarisation, Dielektrika, Permittivität und Suszeptibilität, Elektrostatik im Medium

Elektrischer Strom:

- Definition, Strom, Stromdichte, Kontinuitätsgleichung

- elektrischer Widerstand und Ohmsches Gesetz

- elektrische Arbeit und Leistung

- Schaltkreise: Kondensatorschaltung, Kirchhoffsche Regeln

Magnetostatik:

- Permanentmagnete und magnetische Felder von Strömen

- Magnetfeldstärke und magnetische Erregung

- Quellfreiheit des magnetischen Feldes und Amperesches Gesetz, Gesetz von Biot Savart

- Felder in Leiterschleifen und Spulen

- Lorentzkraft, magnetischer Dipol im Feld

- Magnetfelder in Materie: Diamagnetismus, Paramagnetismus, Ferromagnetismus

Zeitlich veränderliche Felder:

- Induktion und Induktionsgesetz, Lenzsche Regel, Transformator

- Verschiebungsstrom, Maxwellgleichungen (Zusammenfassung)

- Elektromagnetische Schwingungen, Schwingkreis, Hertzscher Dipol, elektromagnetische Wellen

2. Optik:

- Licht und Lichtgeschwindigkeit, Huygenssches Prinzip, Fermatsches Prinzip

Geometrische Optik:

- Reflexion und Brechung, Totalreflexion, Reflexion und Brechung an sphärischen Oberflächen (Kugelspiegel, Linse)

- Linsen, Linsenschleiferformel, Gaußsche Linsenformel, Abbildung mit Linsen

- Linsenkombinationen und Optische Geräte: Das Auge, Lupe, Fernrohr, Mikroskop

Wellenoptik:

- Dispersion, Polarisation, Brewster-Winkel, Doppelbrechung

- Interferenz an dünnen Schichten, Interferometer, Interferenz am Doppelspalt

- Beugung, Beugung am Spalt, Auflösung und Rayleigh-Kriterium

3. Moderne Physik:

- Atom- und Quantenphysik: Welle-Teilchen-Dualismus, Photoeffekt, Compton-Streuung, Materiewellen

- Unschärferelation, Schrödingergleichung, Tunneleffekt

- Atome und Atomspektren: Bohrsches Atommodell, Bahndrehimpuls, Spin, Aufbau des Periodensystems

- Laser

- Kristalle und Grundzüge der Festkörperphysik: Leiter, Isolatoren, Halbleiter, Diode, Diodenlaser

- Kern- und Teilchenphysik: Bindungsenergie, Bethe-Weizsäcker-Formel, Radioaktivität, Kernspaltung, Standardmodell

Lernergebnisse

Die Studenten sollten nach der Vorlesung einen guten Überblick über die Grundlagen der Elektrizitätslehre und Optik haben und dabei die Fähigkeit zum selbstständigen Lösen von einfachen Problemen aus diesen Bereichen erworben haben.

Die Studenten sollten ferner einen Einblick in die Grundzüge der modernen Physik erlangt haben.

Voraussetzungen

Experimentalphysik 1 für Geodäsie
Mathematik (Geometrie, Algebra, Differential- und Integralrechnung)

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

Lern- und Lehrmethoden

Vortrag und Vorlesung

Vorführexperimente

Medienformen

Tafelanschrieb, Powerpoint, Videos

Literatur

Wolfgang Demtröder Experimentalphysik 2: Elektrizität und Optik, 6. Auflage, Springer-Verlag (2012)

Paul Dobrinski, Gunter Krakau, Anselm Vogel:
Physik für Ingenieure, 12. Auflage,
Teubner (2009)

Ekbert Hering, Rolf Martin, Martin Stohrer
Physik für Ingenieure, 11. Auflage,
Springer-Verlag (2012)

Paul A. Tipler, Gene Mosca: Physik: für Wissenschaftler und Ingenieure, 6. Auflage, Springer-Verlag (2009)

Stephan W. Koch (Herausgeber), David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker
Physik, 2. Auflage, Wiley-VCH (2009)

Modulprüfung

Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen

In einer schriftlichen Prüfung wird der Lernerfolg anhand von Verständnisfragen und Rechenbeispielen überprüft.

Aktuell zugeordnete Prüfungstermine

Derzeit sind in TUMonline die folgenden Prüfungstermine angelegt. Bitte beachten Sie neben den oben stehenden allgemeinen Hinweisen auch stets aktuelle Ankündigungen während der Lehrveranstaltungen.

Titel
ZeitOrtInfoAnmeldung
Prüfung zu Physik 2 für Geodäten
Mo, 6.3.2017, 14:00 bis 15:00 2760
bis 31.1.2017 (Abmeldung bis 2.3.2017)

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.