Wintersemester 2019/20

Integrierter Kurs 3 - Experimentalphysik Vorlesung

Prof. Dr. Gerd Ganteför

Montag, 10:00-11:30 Uhr in R711

Dienstag, 08:15-09:45 Uhr in R711

Mittwoch, 13:30-14:15 Uhr in R711

Freitag, 11:45-13:15 Uhr in R711

Inhalt:

Optik: Licht als elektromagnetische Welle, Polarisation, klassische Modelle der Licht-Materie-Wechselwirkung, Brechungsindex und Dispersion, geometrische Optik, Wellenoptik, Interferenz, Beugung, Streuung
spez. Relativitätstheorie: Relativitätsprinzip und Lorentz-Transformation, Einsteinsche Bewegungsgleichungen
Thermodynamik: Grundgrößen der Thermodynamik (Energie, Entropie, Temperatur, Druck, Volumen, Teilchenzahl, chemisches Potential) und ihre experimentelle Bestimmung, ideale und reale Gase, thermische Eigenschaften der Materie, Hauptsätze der Thermodynamik, Entropie und Irreversibilität, formale Aspekte der Thermodynamik, Phasenübergänge
analytische Mechanik: Formulierungen der Mechanik nach Lagrange und Hamilton, Variationsprobleme, Symmetrien und Erhaltungssätze; Störungsrechnung und Näherungsverfahren

Lernziele:

Die Studierenden sind in der Lage, die in der Vorlesung behandelten Inhalte wiederzugeben und zu erklären. Sie ziehen die Beschreibung von Licht als elektromagnetische Welle zur Erklärung auch unbekannter Effekte heran und können Phänomene der geometrischen Optik mit Hilfe des Wellenmodels erklären und entsprechende Aufgaben lösen. Insbesondere kennen sie unterschiedliche Arten der Wechselwirkung mit Materie und können qualitative und quantitative Vorhersagen über unbekannte Systeme machen.
Sie kennen die grundlegenden Vorhersagen und Rechenmethoden der speziellen Relativitätstheorie und nutzen sie zum Lösen einfacher auch unbekannter Aufgaben. Sie bedienen sich dieser um Beispiele zu erklären, an denen relativistische Effekt beobachtbar sind, und können vorhersagen, ob relativistische Effekte in konkreten Situationen berücksichtigt werden müssen.
Die Studierenden nutzen die makroskopische Beschreibung der Thermodynamik zur Beschreibung bekannter und unbekannter Systeme. Sie können den Begriff der Entropie erklären und anhand von Beispielen veranschaulichen.
Sie können die Methoden der analytischen Mechanik auf einfache mechanische Systeme anwenden und deren Verhalten vorhersagen. Die Unterschiede der Beschreibung nach Lagrange und Hamilton können sie erklären.
Sie können Aufgaben zu allen genannten Bereichen und Kompetenzniveaus selbständig lösen und sich dazu geeigneter mathematischer Hilfsmittel bedienen. Bei allen Themen nutzen sie geeignete Fachsprache sowie mathematische Methoden.

Informationen zur Klausur:

Dienstag, 18. Februar 2020, 8:00 Uhr bis 11:00 Uhr im R 711

Hilfsmittel: tba

Informationen zum Übungsbetrieb:

Mi, 08:15-9:45 Uhr, P602

Mi, 10:00-11:30 Uhr, P601, P602 und P1012

Mi, 15:15-16:45 Uhr, P912

Kern- und Elementarteilchen Vorlesung

Prof. Dr. Christof Niedermayer

Dienstag, 13:30-15:00Uhr P603 

Inhalt:

Die Kernphysik erklärt die Eigenschaften der Atomkerne, die aus Neutronen und Protonen bestehen. Wie bereits Experimente zu Beginn des letzten Jahrhunderts zeigten, besteht ein Atom hauptsächlich aus leerem Raum. Der größte Teil seiner Masse und die positive Ladung sind auf winzigstem Raum im Atomkern konzentriert. Dieser Kern wird durch die starke Wechselwirkung zusammengehalten und es erfordert große Kräfte, einen Atomkern zu spalten oder zwei Atomkerne so nahe zusammenzubringen, dass sie verschmelzen. Neben dem Lehrbuchwissen vermittelt die Vorlesung aktuelle Aspekte wie die Sicherheit moderner Kernkraftwerke und den Stand der Fusionsforschung. In noch kleinere Bereiche führt die Physik der Elementarteilchen, deren Grundbausteine die Quarks und die Leptonen sind. 

Informationen zur Klausur:

Freitag,  28. Februar 2020, 8:00 Uhr bis 11:00 Uhr im R 711

Hilfsmittel: tba

Informationen zum Übungsbetrieb:

Zu folgenden Übungsterminen kann sich über ZEUS angemeldet werden: 

Di 08:15-09:00, P912

Di 10:00-10:45, P812

Di 15:15-16:00, P812

Download der Vorlesungs- und Übungsmaterialien befindet sich auf ILIAS