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Advanced Lab Course in Physics for M.Ed. Students

Module PH9130 [FOPRA Edu]

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.

Module version of WS 2018/9

There are historic module descriptions of this module. A module description is valid until replaced by a newer one.

Whether the module’s courses are offered during a specific semester is listed in the section Courses, Learning and Teaching Methods and Literature below.

available module versions
WS 2021/2WS 2018/9SS 2011

Basic Information

PH9130 is a semester module in German or English language at Master’s level which is offered every semester.

This Module is included in the following catalogues within the study programs in physics.

  • Physics Modules for Students of Education

If not stated otherwise for export to a non-physics program the student workload is given in the following table.

Total workloadContact hoursCredits (ECTS)
120 h 48 h 4 CP

Responsible coordinator of the module PH9130 in the version of WS 2018/9 was the Dean of Studies at Physics Department.

Content, Learning Outcome and Preconditions

Content

Im Modul Fortgeschrittenenpraktikum (FOPRA) wird der wissenschaftliche Laboralltag von Physikerinnen und Physikern nachgebildet. Die Studierenden durchlaufen die wesentlichen Phasen der physikalischen Forschung von der Vorbereitung und Durchführung von Experimenten über die Auswertung der gewonnenen Daten bis zur Darstellung und Diskussion der eigenen Ergebnisse im Kontext aktueller Veröffentlichungen.

Hierzu führen die Studierenden in Teams aus i.d.R. drei Studierenden vier Versuche aus dem Katalog des Fortgeschrittenenpraktikums gemeinsam durch. Jeder dieser anspruchsvollen Versuche umfasst dabei insbesondere die Vorbereitung mit Hilfe der Versuchsanleitung ergänzt durch Literaturrecherche mit einführender Besprechung mit dem Versuchsbetreuer, die Durchführung des Versuchs mit Anfertigung eines Protokolls, die Anfertigung einer schriftlichen Ausarbeitung der Versuchsergebnisse und eine Abschlussdiskussion der Ergebnisse mit dem Versuchsbetreuer.

Die dezentrale Struktur des Fortgeschrittenenpraktikums ist ein Alleinstellungsmerkmal der Physikausbildung am Campus Garching. Ganz im Sinne der in der Fachausbildung üblichen engen Verbindung von Forschung und Lehre vermittelt das FOPRA auch den Lehramtsstudierenden einen repräsentativen Querschnitt aktueller Forschungsaktivitäten. Die etwa 50 Versuche des Fortgeschrittenenpraktikums sind thematisch in die Arbeitsgruppen des Physik-Departments und der assoziierten Max-Planck-Institute integriert und werden dort auch durchgeführt. Für die Studierenden bietet sich die Gelegenheit, diverse Forschungsgebiete aktiv an vorderster Front kennen zu lernen.

Learning Outcome

Nach Bestehen des Moduls sind die Studierenden in der Lage,

  • sich weitgehend selbständig auf das Thema eines physikalischen Experiments vorzubereiten,
  • unter Anleitung einen komplexen Versuchsaufbau zu bedienen und ein physikalisches Experiment durchzuführen,
  • alle wichtigen experimentellen Daten während des Versuchs zu dokumentieren,
  • die gewonnen Daten auszuwerten, einen wissenschaftlichen Bericht zu verfassen und die Ergebnisse zu diskutieren, und
  • die grundlegenden Methoden der wissenschaftlichen Literaturrecherche anzuwenden.

Preconditions

PH0001, PH0002, PH0003, PH0004

Courses, Learning and Teaching Methods and Literature

Courses and Schedule

TypeSWSTitleLecturer(s)DatesLinks
PR 4 Electronics Lab Course (Analog Circuits) Kleinhans, M.
Responsible/Coordination: Pfleiderer, C.
dates in groups
PR 1 FOPRA Experiment 100: Construction and Operation of a Microfluidic Device Jäkel, A.
Responsible/Coordination: Simmel, F.
PR 1 FOPRA Experiment 102: Femtoscopy Mihaylov, D.
Responsible/Coordination: Fabbietti, L.
PR 1 FOPRA Experiment 22: Laser-Induced Current Transient Technique Sarpey, T.
Responsible/Coordination: Bandarenka, A.
PR 1 FOPRA Experiment 30: Electrocatalysis (Alkaline Water Electrolysis) Garlyyev, B.
Responsible/Coordination: Bandarenka, A.
PR 1 FOPRA Experiment 07: Molecular Motors Englbrecht, F. Kurzbach, S. Raich, M.
Responsible/Coordination: Bausch, A.
current
PR 1 FOPRA Experiment 08: High Resolution X-Ray Diffraction Hoffmann, T.
Responsible/Coordination: Stutzmann, M.
current
PR 1 FOPRA Experiment 09: Capacitive Properties of a Gold/Electrolyte Interface Duportal, M.
Responsible/Coordination: Krischer, K.
current
PR 1 FOPRA Experiment 101: Lithium-Ion Battery Lamprecht, X.
Responsible/Coordination: Bandarenka, A.
PR 1 FOPRA Experiment 12: Introduction to Scanning Electron Microscopy Balden, M. Dörsch, G. Kremer, K.
Responsible/Coordination: Stroth, U.
PR 1 FOPRA Experiment 13: Laser and Non-Linear Optics Schröder, C. Shirvanyan, V.
Responsible/Coordination: Iglev, H.
current
PR 1 FOPRA Experiment 15: Quantum Information Using Nitrogen-Vacancy Centers In Diamond Todenhagen, L. Vogl, D.
Responsible/Coordination: Brandt, M.
PR 1 FOPRA Experiment 16: Josephson Effects in Superconductors Chen, Q. Nojiri, Y.
Responsible/Coordination: Gross, R.
current
PR 1 FOPRA Experiment 20: Cloning and Gene Expression Frank, T. von Schönberg-Roth-Schönberg, S.
Responsible/Coordination: Simmel, F.
PR 1 FOPRA Experiment 21: Lifetime Measurement Klemenz, T.
Responsible/Coordination: Fabbietti, L.
current
PR 1 FOPRA Experiment 26: Silicon-based Photon Detectors in Particle Physics Experiments
Responsible/Coordination: Simon, F.
PR 1 FOPRA Experiment 27: Neutrino Mass Analysis with KATRIN Schwemmer, A.
Responsible/Coordination: Mertens, S.
PR 1 FOPRA Experiment 28: Semiconductor Photoelectrochemistry Kunzelmann, V.
Responsible/Coordination: Sharp, I.
PR 1 FOPRA Experiment 29: Optical Characterization of Hybrid Perovskites Stadlbauer, A.
Responsible/Coordination: Deschler, F.
PR 1 FOPRA Experiment 31: Cooperative Behaviour in Networks of Mechanical Oscillators Wiehl, J.
Responsible/Coordination: Krischer, K.
PR 1 FOPRA Experiment 35: Electron Spectroscopy at Surfaces Piquero-Zulaica, I. Rostami, M.
Responsible/Coordination: Barth, J.
current
PR 1 FOPRA Experiment 42: Atomic Force Microscopy Grott, S.
Responsible/Coordination: Müller-Buschbaum, P.
current
PR 1 FOPRA Experiment 45: Optical Properties of Semiconductor Quantum-Wells Busse, D. Moser, P.
Responsible/Coordination: Finley, J.
current
PR 1 FOPRA Experiment 50: Photovoltaics Pantle, F.
Responsible/Coordination: Stutzmann, M.
current
PR 1 FOPRA Experiment 60: Positron-Lifetime Measurements in Solids Burwitz, V.
Responsible/Coordination: Hugenschmidt, C.
current
PR 1 FOPRA Experiment 61: Neutron Scattering at FRM II Georgii, R.
Responsible/Coordination: Müller-Buschbaum, P.
current
PR 1 FOPRA Experiment 63: Gamma Spectroscopy Ponnath, L.
Responsible/Coordination: Fabbietti, L.
current
PR 1 FOPRA Experiment 65: Positron Emission Tomography (PET) Gutsmiedl, E.
Responsible/Coordination: Paul, S.
current
PR 1 FOPRA Experiment 72: Laser-Trapping Microscope (Bacterial Flagella) Englbrecht, F. Ritzer, D.
Responsible/Coordination: Bausch, A.
current
PR 1 FOPRA Experiment 73: DNA Origami Honemann, M. Kube, M. Willner, E.
Responsible/Coordination: Dietz, H.
current
PR 1 FOPRA Experiment 75: Particle Physics with the Computer Serksnyte, L.
Responsible/Coordination: Fabbietti, L.
current
PR 1 FOPRA Experiment 77: Detector Physics (Simulation versus Experiment) Jenegger, T.
Responsible/Coordination: Fabbietti, L.
current
PR 1 FOPRA Experiment 79: X-Ray Computed Tomography Birnbacher, L. Hammel, J. Noichl, W. Viermetz, M.
Responsible/Coordination: Pfeiffer, F.
current
PR 1 FOPRA Experiment 85: Colour-Magnitude Diagrams of Star Clusters: Determining Their Relative Ages Stanciu, I.
Responsible/Coordination: Bishop, S.
current
PR 1 FOPRA Experiment 86: Measurement of the Fermi Energy by the Angular Correlation of Gamma-Radiation from Annihilation of Electron-Positron Pairs Ketels, J.
Responsible/Coordination: Hugenschmidt, C.
current
PR 1 FOPRA Experiment 88: Wave Phenomena in a Double Plasma Experiment Dörsch, G. Dux, R. Wendler, D. Zito, A.
Responsible/Coordination: Stroth, U.
PR 0.1 Instruction for the Advanced Lab Course (FOPRA) Schönert, S. Sharp, I. eLearning
current

Learning and Teaching Methods

Die Studierenden führen sechs Versuche aus dem Katalog des Fortgeschrittenenpraktikums in Teams aus i.d.R. drei Studierenden gemeinsam durch. Jeder Versuch umfasst dabei insbesondere

  • die Vorbereitung des Versuchs mit Hilfe der Versuchsanleitung ergänzt durch Literaturrecherche mit einführender Besprechung mit der/m Versuchsbetreuer(in),
  • die Durchführung des Versuchs mit Anfertigung eines Protokolls,
  • die Anfertigung einer schriftlichen Ausarbeitung der Versuchsergebnisse und
  • eine Abschlussdiskussion der Ergebnisse mit der/m Versuchsbetreuer(in).

Media

Diverse experimentelle Aufbauten und Gerätschaften, manuelle und rechnergestützte Messwerterfassung

Literature

Versuchsanleitungen und darin genannte weiterführende Literatur

Module Exam

Description of exams and course work

Das Modul Physikalisches Fortgeschrittenenpraktikum für Lehramtsstudierende (FOPRA) wird als Studienleistung erbracht. Hierzu müssen vier Einzelversuche des FOPRA erfolgreich durchgeführt werden.

Die Bewertung der einzelnen Laborleistung (bestanden/nicht bestanden) erfolgt durch den jeweiligen Betreuer, wobei das Erreichen der angestrebten Lernergebnisse im Fokus der Bewertung liegt. Beispielsweise wird also darauf geachtet, ob sich die Studierenden weitgehend selbständig auf das Thema des physikalischen Experiments vorbereitet haben, ob sie in der Lage waren unter Anleitung einen komplexen Versuchsaufbau zu bedienen und ein physikalisches Experiment durchzuführen, ob sie alle wichtigen experimentellen Daten während des Versuchs dokumentiert haben oder ob sie in der Lage waren, die gewonnen Daten auszuwerten und einen den wissenschaftlichen Ansprüchen genügenden Bericht zu verfassen. Der Workload der vier FOPRA-Versuche beträgt 120 Stunden und somit 4 Credits. Dies entspricht einem Arbeitsaufwand von 30 Stunden pro Versuch bei etwa 12 Präsenz-Stunden, wobei 8 Stunden für die Durchführung und etwa 4 Stunden für Vor- und Nachbesprechung bzw. Diskussion anfallen. In einer „kumulativen Betrachtung“ könnte man einem einzelnen Versuch somit 1 Credit zuordnen.

Exam Repetition

There is a possibility to take the exam in the following semester.

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