Höhere Physik 2
Advanced Physics 2

Modul PH9106

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

PH9106 ist ein Semestermodul in Deutsch auf Master-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)
300 h 90 h 10 CP

Inhaltlich verantwortlich für das Modul PH9106 ist Christine Papadakis.

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

  • Festkörperphysik: strukturelle, elektronische und optische Eigenschaften, Materialklassen, kooperative Phänomene wie Magnetismus und Supraleitung
  • Kernphysik: Atomkerne, Mesonen, Zerfallprozesse, fundamentale Wechselwirkungen, Teilchen-Beschleuniger und -Detektoren
  • Symmetrien der Elementarteilchen, Hadronen, ß-Zerfall
  • Physikalische Prinzipien und die technische Umsetzung von ausgewählten Experimenten in der Festkörper-, Kern- und Teilchen-Physik
  • Aktuelle wissenschaftliche Entwicklungen in den behandelten Themengebieten

Lernergebnisse

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

  1. die quantenphysikalischen Aspekte in der Festkörperphysik nachzuvollziehen und zu erläutern;
  2. die Mateterialklassen und Bandstrukturtypen hinsichtlich ihrer physikalischen Besonderheiten zu verstehen und zu erklären;
  3. die optischen Eigenschaften von verschiedenen Festkörpern mit quantenphysikalischen Aspekten nachzuvollziehen;
  4. die elektrische Leitfähigkeit von Festkörpern bei verschiedenen Temperaturen zu verstehen und zu erläutern;
  5. spezielle Halbleiterbauelemente zu kennen;
  6. magnetische und supraleitende Eigenschaften als kooperative Phänomene zu beschreiben;
  7. für die Untersuchung physikalischer Fragestellungen in der Festkörperphysik, Kern- und Teilchenphysik relevante Experimentieraufbauten nachzuvollziehen und zu skizzieren;
  8. den Aufbau des Atomkerns zu verstehen und zu beschreiben;
  9. verschiedene Klassen von Elementarteilchen und Zerfallprozessen nachzuvollziehen;
  10. fundamentale Wechselwirkungen, ihre relevanten Energie- und Längenskalen zu verstehen und zu erläutern.

Voraussetzungen

Kenntnisse in Physik auf dem Niveau des erfolgreich absolvierten Bachelorstudiengangs "Berufliche Bildung" mit Unterrichtsfach Physik

Höhere Physik 1 (PH9105)

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

ArtSWSTitelDozent(en)Termine
VU 6 Höhere Physik 2 Ulrich, A. Freitag, 08:00–12:00
sowie Termine in Gruppen

Lern- und Lehrmethoden

thematisch strukturierte Vorlesung mit Querverweisen zwischen verschiedenen Themen um universelle Konzepte der Physik aufzuzeigen

wissenschaftliche Diskussion, Einbeziehung der Studierenden

Medienformen

Tafelanschrieb, Präsentationen, Filme, Animationen, Laborbesichtigungen

frei verfügbare Vorlesungsmitschrift

Übungsaufgaben

Literatur

Jedes umfangreiche Standard-Lehrbuch über Physik, das Kern- und Elementarteilchenphysik abdeckt.

Konzepte der Festkörperphysik können P. Hofmann, Solid State Physics – An Introduction oder C. Kittel - Introduction to Solid State Physics entnommen werden.

F. Embacher, Mathematische Grundlagen für das Lehramtsstudium Physik

Modulprüfung

Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen

Die Lernergebnisse werden entweder anhand einer schriftlichen Klausur bestehend aus Verständnisfragen sowie kurzen Rechenbeispielen oder anhand einer mündlichen Prüfung bestehend aus Verständnisfragen sowie kurzen quantitativen Abschätzungen überprüft. Die/der Studierende muss dabei nachweisen, dass sie/er die Grundlagen der Festkörperphysik sowie der Kern- und Teilchenphysik durchdrungen hat und korrekt mit den entsprechenden physikalischen Größen umgehen kann.

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.