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Biophysics

Module PH9052

This module handbook serves to describe contents, learning outcome, methods and examination type as well as linking to current dates for courses and module examination in the respective sections.

Basic Information

PH9052 is a semester module in German language at Bachelor’s level which is offered in winter 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 workloadContact hoursCredits (ECTS)
210 h 105 h 7 CP

Responsible coordinator of the module PH9052 is Matthias Rief.

Content, Learning Outcome and Preconditions

Content

Theoretische Modulinhalte:
- Optische Mikroskopie: Lupe, Mikroskop
- Prisma, Gitter
- Wellengleichung, Fouriertrafo, Korrelation
- Auflösungsvermögen
- Abbildungsfehler, Kameras
- Weitere Methoden: DIC, RICM, Phasenkontrast, Dunkelfeld
- Optische Spektroskopie- Molekülspektren
- Fluoreszenz, FCS
- Mikroskopiemethoden unterhalb des Abbe-Limit (STED, PALM, STORM)
- Biophysikalische Methoden (Einzelmolekülmethoden)
- Leben bei niedrigen Reynoldszahlen
- Molekulare Biomechanik
- Physik der Nervenleitung

Praktische Modulinhalte:
- Abbildende 'Atomic Force' Mikroskopie,
- Einzelmolekül-Förster Resonanztransfer,
- Biophysikalische Eigenschaften von Lipid-Doppelmembranen, Membran-Peptidporen,
- Lichtmikroskopie und Superresolutionsmikroskopie,
- Einzelmolekül-Proteinentfaltung,
- Molekulare Linear- und Rotationsmotoren,
- Optische Pinzette,
- DNA-Origamistrukturbildung,
- Rheometrie,
- Molekulardynamik

Learning Outcome

Nach der Teilnahme an der Modulveranstaltung sind die Studierenden in der Lage, wichtige optische und biophysikalische Messmethoden theoretisch zu verstehen, die Funktionsprinzipien wiederzugeben und die wissenschaftlichen Einsatzgebiete einzuordnen. Die Studierenden sind in der Lage, experimentelle Aufbauten und in vitro-Systeme physikalisch zu beschreiben. Des Weiteren können die Studierenden biophysikalische Messdaten korrekt protokollieren, auswerten und interpretieren, sowie statistische und systematische Fehler der experimentellen Ergebnisse abschätzen.

Preconditions

Einführung in die Physik und Statistik; Physikalische Chemie 2

Courses, Learning and Teaching Methods and Literature

Courses and Schedule

Learning and Teaching Methods

Das Modul besteht aus zwei Vorlesungsteilen und einem Praktikum mit vorbereitendem Seminar. Die theoretischen Modulinhalte geben ein Rückgrat der Lerninhalte vor, die durch eigenes Literaturstudium (Lehrbücher) vertieft und erweitert werden müssen. Interesse an eigenständiger Vertiefung von präsentiertem Wissen soll ebenso geweckt werden, wie das Bewusstsein für die Notwendigkeit einer kritischen Analyse und der Reproduzierbarkeit. Im vorbereitendem Seminar werden theoretische Grundlagen (sowohl technisch als auch wissenschaftlich) vermittelt und die Studierenden zum Studium der Literatur und der inhaltlichen Auseinandersetzung mit den Themen der Versuche angeregt. Die Inhalte des Praktikums werden durch Experimente vermittelt und durch das Führen eines Laborjournals vertieft. Die Ergebnisbesprechungen klären offene Fragen und zeigen weiterführende Zusammenhänge auf.

Media

PowerPoint-Präsentationen, Computerprogramme, Tafelanschrieb, Praktikumsausrüstung

Literature

Vorlesungsskripte; Praktikumsskript

Lehrbücher:

  • Zinth (Optik)
  • Sackmann Lehrbuch der Biophysik
  • Rob Philips Physical Biology of the Cell

Module Exam

Description of exams and course work

The module exam is a written test of 90 minute duration on the theoretical and practical learning outcomes. In the exam students show their ability to understand important optical and biphysical measuring techniques (microscopic and spectroscopic) from a theoretical perspective, to describe the functional principles, and to classify the scientific ranges of application.

Exam Repetition

The exam may be repeated at the end of the semester.

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