Höhere Physik 2 (MBB integriert)
Advanced Physics 2 (MBB integrated)

Modul PH9119

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

PH9119 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)
270 h 90 h 9 CP

Inhaltlich verantwortlich für das Modul PH9119 ist Andreas Ulrich.

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 zu verstehen und die daraus resultierenden Anwendungen in Optik / Optoelektronik zu erklären;
  4. die elektrische Leitfähigkeit von Festkörpern bei verschiedenen Temperaturen zu verstehen und zu erläutern;
  5. spezielle Halbleiterbauelemente, ihre Funktionsweise und technische Bedeutung zu verstehen und verständlich darzustellen;
  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. die verschiedene Klassen von Elementarteilchen und Zerfallprozessen zu kennen und zu beurteilen, in welchem Fall welche Teilchen / Zerfallsprozesse relevant sind;
  10. fundamentale Wechselwirkungen, ihre relevanten Energie- und Längenskalen zu verstehen und zu erläutern.
  11. universelle Konzepte und Methoden der Physik zu erkennen und selbständig Zusammenhänge zwischen verschiedenen Bereichen der Physik herzustellen.

Voraussetzungen

Höhere Physik 1 (PH9118)

Lehrveranstaltungen, Lern- und Lehrmethoden und Literaturhinweise

Lehrveranstaltungen und Termine

ArtSWSTitelDozent(en)Termine
VU 6 Höhere Physik 2 Ulrich, A. Fr, 08:00–12:00, PH II 127
sowie Termine in Gruppen

Lern- und Lehrmethoden

In der thematisch strukturierten Vorlesung werden die Lerninhalte präsentiert, dabei werden insbesondere mit Querverweisen zwischen verschiedenen Themen die universellen Konzepte der Physik aufgezeigt. In wissenschaftlichen Diskussionen werden die Studierenden mit einbezogen und das eigene analytisch-physikalische Denkvermögen gefördert.

In der Übung werden anhand von Problembeispielen und (Rechen-)Aufgaben die Lerninhalte vertieft und eingeübt, sodass die Studierenden das Gelernte selbständig erklären und anwenden können.

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 anhand einer mündlichen Prüfung von ca. 30 Minuten Dauer 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.  Insbesondere ist es in diesem Studienabschnitt wichtig nachzuweisen, dass die/der Studierende Zusammenhänge zwischen den verschiedenen Gebieten der Physik erfasst hat und selbständig damit umgehen und seine Gedanken dazu weiterentwickeln kann. Dies kann mit einem (sich entwickelnden) Prüfungsgespräch am effizientesten überprüft 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.