Experimentalphysik inkl. Praktikum
Experimental Physics with lab course

Modul PH9028

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

PH9028 ist ein Semestermodul in Deutsch auf Bachelor-Niveau das im Wintersemester 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)
210 h 105 h 7 CP

Inhaltlich verantwortlich für das Modul PH9028 ist Hendrik Dietz.

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

Inhalt der Vorlesung:
• Größen und Einheiten
• Mechanik von Massenpunkten, Kräfte, Newtonsche Axiome, Bewegungsgleichungen
• Mechanik starrer Körper, Drehbewegungen, Trägheitsmomente, Drehimpuls, Drehmoment
• Arbeit, Energie, Leistung, Energieerhaltung, Impuslerhaltung
• Wärmelehre
• Strömungsfelder, Diffusion
• Temperaturfelder, Wärmeleitung


Inhalt des Praktikums:
• Messen, statistische Theorie der Messunsicherheiten
• Mechanik (Waage, Schwingung und Resonanz)
• Wärmelehre (Zustandsgleichung realer Gase, Wärmeleitung, Brennstoffzelle)
• Optik (Spektralphotometrie, Mikroskop)
• Elektrizitätslehre (Elektrische Grundschaltungen, Wechselstrom, Elektrolyse)

Lernergebnisse

Nach der Teilnahme an der Modulveranstaltung ist der Studierende in der Lage, Konzepte der klassischen Physik (Mechanik, Elektrizitätslehre, Wärmelehre, Optik) anzuwenden, die Zusammenhänge mathematisch zu beschreiben, durch Messungen zu überprüfen und kritisch zu bewerten. In der Vorlesung werden die Zusammenhänge hergeleitet und die mathematischen Modelle vertieft. In der begleitenden Übung wird das Lösen physikalischer Probleme trainiert.

Voraussetzungen

Voraussetzung für den Erfolg sind ausreichende Kenntnisse elementarer mathematischer Grundlagen:
• elementare Funktionen (Gerade, Parabel, Winkelfunktionen, Exponentialfunktion, Logarithmus)
• Ableitungsregeln
• algebraische Umwandlungen, Auflösen von Gleichungen
• rechtwinkliges Dreieck, Sinus, Tangens, Satz von Pythagoras
• Bogen- und Gradmaß
• Umwandlung von Einheiten und Größenordnungen
• Oberflächen und Volumen einfacher Körper
• Dreisatz, Prozentrechnen
• Umgang mit Zehnerpotenzen
• Taschenrechnerpraxis

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

ArtSWSTitelDozent(en)Termine
VU 4 Experimentalphysik 1 für WZW Iglev, H.
Mitwirkende: Gerling, T.
Dienstag, 10:15–12:00
sowie Termine in Gruppen
PR 3 Physikalisches Praktikum für WZW (Blockpraktikum) Scharnagl, C. einzelne oder verschobene Termine
sowie Termine in Gruppen
PR 3 Physikalisches Praktikum für WZW (Semesterpraktikum) Scharnagl, C. einzelne oder verschobene Termine
sowie Termine in Gruppen

Lern- und Lehrmethoden

Die Lerninhalte werden in einer wöchentlich stattfindenden Vorlesung vermittelt. In den vorlesungsbegleitenden Übungen werden Aufgaben in kleinen Gruppen besprochen und Problemlösungsstrategien trainiert.
Im Praktikum werden die theoretischen Grundlagen durch die Durchführung und Auswertung von Versuchen in Zweiergruppen vertieft, technische und labortechnische Arbeitsweisen geübt und die Messergebnisse kritisch bewertet.

Medienformen

Skript, Übungsblätter und Versuchsbeschreibungen stehen in elektronischer Form zur Verfügung.
Die Inhalte der Vorlesung werden durch Versuchsvorführungen vertieft und erläutert.

Literatur

  • Skript zur Vorlesung
  • Versuchsbeschreibungen
  • Paul A. Tipler: Physik. Spektrum Lehrbuch, 3. korr. Nachdruck 2000
  • D. Giancoli: Physik, Pearson Verlag, 1. Auflage 2011
  • Halliday, Resnick, Walker: Physik, Wiley-VCH, 1. Nachdruck 2005
  • Ulrich Haas: Physik für Pharmazeuten und Mediziner. Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft WVG, 6. bearb. U. erw. Auflage 2002

Modulprüfung

Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen

Die Modulprüfung besteht aus zwei Teilen. Inhalte von Vorlesung und Übung werden in einer 90-minütigen schriftlichen Klausur geprüft. Die im Praktikum erworbenen Fähigkeiten und Kenntnisse werden in einem praktischen Prüfung geprüft, die mit der schriftlichen Erstellung eines benoteten Versuchsprotokolls abschließt. Diese praktische Prüfung dauert 240 Minuten und umfasst die Durchführung, Dokumentation, Auswertung und Diskussion eines Experimentes sowie die schriftliche Beantwortung von Fragen zu physikalischen Grundlagen, Durchführung und Versuchsaufbau.
Die Prüfungen zu Vorlesung und Praktikum finden an unterschiedlichen Terminen statt. Die praktische Prüfung findet jeweils am Ende des belegten Praktikumskurses statt.
Das Modul schließt mit einer Prüfungsleistung ab. Die Gewichtung beider Prüfungen erfolgt nach dem Schlüssel: 4/7 Klausur, 3/7 Praktische Prüfung.

Wiederholbarkeit

Eine Wiederholungsmöglichkeit wird im Folgesemester angeboten.

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 Experimentalphysik 1 (WZW)
Mi, 19.4.2017, 16:00 bis 17:30 4214.U1.034
HO 30
HO 20
HO 10
zusätzlicher Raum: Mensa bis 15.1.2017 (Abmeldung bis 12.4.2017)

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.