Vertiefung Experimentalphysik 2 (LB-Technik)
Experimental Physics 2 Major (LB-Technik)

Modul PH9104

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 2015/6 (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 2015/6WS 2010/1

Basisdaten

PH9104 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.

  • Module der Physik für Lehramtsstudierende

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 60 h 5 CP

Inhaltlich verantwortlich für das Modul PH9104 ist Franz Pfeiffer.

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

  • Definition: Kondensierte Materie
  • Struktur von Festkörpern
  • Struktur von Kristallen; Struktur wichtiger Stoffklassen
  • Reziprokes Gitter und Beugung; Methoden zur Strukturbestimmung
  • Gitterschwingungen; technische Anwendungen; HF-Oberflächenwellenfilter
  • Mikroskopische Erklärung der thermischen Eigenschaften von Festkörpern; dazu: Grundlagen der Statistik, Verteilungsfunktionen
  • Anharmonische Effekte in Festkörpern; Wärmeausdehnung und Wärmeleitung
  • Elektronengas, Metallbindung, Ionenkristall, Glühemission
  • Elektronische Bandstruktur; Klassifikation der Materialien anhand ihrer Bandstruktur; experimentelle Methoden zur Bestimmung der Bandstruktur
  • Grundlagen der Halbleiterphysik
  • Dioden, photonische Bauelemente, Transistoren
  • Kerne und Kernmodelle
  • Bindung von Kernen; Kernspaltung und Kernfusion; radioaktiver Zerfall
  • Teilchen: Materieteilchen und Trägerteilchen von Kräften
  • Ausblick: Jenseits des Standardmodells

Lernergebnisse

Nach erfolgreicher Teilnahme an dem Modul ist der/die Studierende in der Lage:

  1. mikroskopische Vorstellungen der Struktur wichtiger Stoffklassen zu kennen
  2. die Bedeutung von Realraum- und Reziprokraum-Methoden zur Strukturuntersuchung zu kennen
  3. die thermischen und elektrischen Transportprozesse auf atomarer Basis zu verstehen
  4. die Bandstruktur als Limes von Molekülorbitalen sehr großer Moleküle beim Übergang von Molekülen zum Festkörper zu verstehen
  5. Datenbanken zur geometrischen und elektronischen Struktur zu nutzen
  6. ein mikroskopisches Verständnis der Vorgänge in Halbleiterbauelementen zu entwickeln
  7. das Basiswissen zur Kern- und Teilchenphysik zu beherrschen
  8. Querverbindungen über unterschiedliche Themen hinweg zu erkennen und anzuwenden

Voraussetzungen

PH9101 Grundlagen der Experimentalphysik I

PH9102 Grundlagen der Experimentalphysik II

PH9110 Mathematische Methoden der Physik 1

PH9111 Mathematische Methoden der Physik 2

PH9103 Vertiefung Experimentalphysik 1

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

ArtSWSTitelDozent(en)Termine
VU 4 Vertiefung Experimentalphysik 2 (LB-Technik) Herzen, J. Freitag, 09:00–13:00
sowie Termine in Gruppen

Lern- und Lehrmethoden

Vortrag, Präsentation, Filme, begleitende Vorführung von Experimenten und Datenbanken

Laborbesuche und Exkursionen

Medienformen

Tafelanschrieb bzw. Präsentation

Literatur

  • Halliday, Resnick, Parker: Halliday Physik, Bachelor Edition, Wiley-VCH (Taschenbuch Weinheim 2007; geb. Ausgabe 2009)
  • Meschede:Gerthsen Physik, Springer (Berlin 2006)
  • Giancoli: Physik, Pearson Education (München 2009)
  • Tipler, Mosca et al.: Physik, Spektrum Akademischer Verlag (Heidelberg 2009)
  • Demtröder: Experimentalphysik (2 - 4), Springer (Berlin 2008 - 2010)
  • Hering, Martin, Stohrer: Physik für Ingenieure, Springer (Berlin 2008)
  • Kopitzki, Herzog: Einführung in die Festkörperphysik, Vieweg & Teubner (Wiesbaden 2007)
  • Hunklinger: Festkörperphysik, Oldenburg (München 2009)
  • Kittel: Einführung in die Festkörperphysik, Oldenburg (München 2005)
  • Dobrinski, Krakau, Vogel: Physik für Ingenieure, Vieweg & Teubner (Wiesbaden 2009)
  • Müller: Grundlagen der Halbleiter-Elektronik, Springer (Berlin 2008)

Modulprüfung

Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen

Das Erreichen der angestrebten Lernergebnisse muss in einer schriftlichen Klausur oder mündlichen Prüfung nachgewiesen werden.

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.