Physics 2 for Geodesists
Module PH9026
Module version of SS 2018
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Whether the module’s courses are offered during a specific semester is listed in the section Courses, Learning and Teaching Methods and Literature below.
| available module versions | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| SS 2022 | SS 2021 | SS 2020 | SS 2019 | SS 2018 | SS 2017 | SS 2013 |
Basic Information
PH9026 is a semester module in German language at Bachelor’s level which is offered in summer semester.
This Module is included in the following catalogues within the study programs in physics.
- Service Modules for Students of other Disciplines
If not stated otherwise for export to a non-physics program the student workload is given in the following table.
| Total workload | Contact hours | Credits (ECTS) |
|---|---|---|
| 150 h | 75 h | 5 CP |
Responsible coordinator of the module PH9026 in the version of SS 2018 was Werner Schindler.
Content, Learning Outcome and Preconditions
Content
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
Learning Outcome
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.
Preconditions
Experimentalphysik 1 für Geodäsie
Mathematik (Geometrie, Algebra, Differential- und Integralrechnung)
Courses, Learning and Teaching Methods and Literature
Courses and Schedule
| Type | SWS | Title | Lecturer(s) | Dates | Links |
|---|---|---|---|---|---|
| VO | 3 | Physics II for Geodesy and Geo-Information | Mertens, S. |
Tue, 15:00–18:15, virtuell |
eLearning |
| UE | 2 | Exercise to Physics II for Geodesy and Geo-Information |
Responsible/Coordination: Mertens, S. |
dates in groups |
eLearning |
Learning and Teaching Methods
Vortrag und Vorlesung
Vorführexperimente
Media
Tafelanschrieb, Powerpoint, Videos
Literature
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)