Mathematische Methoden der Physik 2
Mathematical Methods of Physics 2

Modul PH9111

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

PH9111 ist ein Semestermodul in Deutsch oder Englisch 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)
180 h 75 h 6 CP

Inhaltlich verantwortlich für das Modul PH9111 ist Dietrich Einzel.

Inhalte, Lernergebnisse und Voraussetzungen

Inhalt

Gewöhnliche Differentialgleichungen erster Ordnung

Physikalische Beispiele für Differentialgleichungen, Richtungsfelder, Variablenseparation, homogene und inhomogene Differentialgleichungen, partikuläre Lösung durch Variation der Konstanten, der Relaxator, Näherungsverfahren.

Gewöhnliche Differentialgleichungen zweiter Ordnung

Homogene Differentialgleichungen, lineare Unabhängigkeit der Lösungen: Wronski-Determinante, Abelsche Identität, inhomogene Differentialgleichungen, partikuläre Lösung durch Variation der Konstanten, die Schwingungs-Differentialgleichung ohne und mit Dämpfung.

Variationsrechnung

Euler-Lagrange-Gleichung für eine Variable, Euler-Lagrange-Gleichung für mehrere Variablen, Variationsprobleme mit Nebenbedingungen, Fermat-Prinzip, Hamilton-Prinzip.

Lernergebnisse

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

1.) gewöhnliche Differentialgleichungen erster Ordnung einzuordnen und zu lösen

2.) gewöhnliche Differentialgleichungen zweiter Ordnung zu analysieren und zu lösen

3.) die Methoden der Variationsrechnung zu kennen und anzuwenden.

Voraussetzungen

Mathematische Methoden der Physik 1 (PH9110)

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

ArtSWSTitelDozent(en)Termine
VU 5 Mathematische Methoden der Physik 2 Einzel, D. Montag, 15:00–17:00
sowie Termine in Gruppen

Lern- und Lehrmethoden

Vorlesung: Frontalunterricht

Medienformen

Tafelanschrieb bzw. Präsentation

Literatur

Mathematische Hilfsmittel der Physik, W. Kuhn, H. Stöckel und H. Glaßl, Johann Ambrosius Barth Verlag, Heidelberg, Leipzig, 1995

Mathematische Methoden in der Physik, C. B. Lang, N. Pucker, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg, Berlin, 1998

Der mathematische Werkzeugkasten – Anwendungen in der Natur und Technik, G. Glaeser, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg, Berlin, 2004

Modulprüfung

Beschreibung der Prüfungs- und Studienleistungen

Das Erreichen der angestrebten Lernergebnisse wird in einer schriftlichen Klausur oder in einer mündlichen Prüfung überprüft.

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.