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Kategorie/Lage im Studienplan Pflichtmodul / Grundlagenstudium 1. Semester
Fachliches Teilgebiet /Beziehung zu Folgemodulen
Experimentalphysik / Voraussetzung fur ExperimentalphysikII-VI und Theoretische Physik II
Dauer des Moduls 1 Semester
Termin des Moduls jedes Wintersemester
Prasenzzeit in h 105Eigenstudium in h 162Prufung in h 3Leistungspunkte 9
VorausgesetzteKenntnisse
Abiturkenntnisse
VermittelteKompetenzen
Grundliches Verstandnis der fundamentalen experimentellen Befunde der klassi-schen Physik und ihrer mathematischen Beschreibung, in diesem Modul auf denGebieten der Mechanik und Warmelehre. Verbunden damit ist ein Uberblick uberdie Entwicklung der Physik bis zum Beginn des 20. Jahrhunderts.Erwerb des Verstandnisses der grundlegenden physikalischen Methoden undArbeitsweisen und der Befahigung, alle weiteren Module des Bachelor-Studienganges in Physik zu absolvieren.
Inhalt Mechanik : Kinematik des Massenpunktes, Newtonsche Dynamik, Krafte, Impuls,Energie und Arbeit, Drehimpuls und Drehmoment, bewegte Bezugssysteme, Sy-steme von Massenpunkten, StoßprozesseMechanik starrer Korper : Kinematik, Statik, Rotation um eine feste Achse, Rota-tion im RaumMechanik deformierbarer Korper : Feste Korper, Hydrostatik, stromende Flussig-keiten und GaseSchwingungen und Wellen: Oszillator, Wellen, AkustikWarmelehre und Thermodynamik : Einfuhrung in die Warmelehre, phanomeno-logische Grundlagen, kinetische Gastheorie, Transporterscheinungen, Grundbe-griffe der Thermodynamik, 2. Hauptsatz der Thermodynamik, Phasenubergangeund reale GaseEinfuhrende physikalische Experimente: Demonstration der experimentellen Me-thode, Messfehler
Prufungsvorleistungen Losung von 50 % der geforderten Ubungsaufgaben
Art, Umfang der Prufung Klausur, 180 Minuten
Regelprufungstermin Prufungszeitraum des 1. Semesters
Kategorie/Lage im Studienplan Pflichtmodul / Grundlagenstudium 2. Semester
Fachliches Teilgebiet /Beziehung zu Folgemodulen
Experimentalphysik / Voraussetzung fur ExperimentalphysikIII-VI und Theoretische Physik III
Dauer des Moduls 1 Semester
Termin des Moduls jedes Sommersemester
Prasenzzeit in h 90
Eigenstudium in h 179,5
Prufung in h 0,5
Leistungspunkte 9
VorausgesetzteKenntnisse
Abiturkenntnisse, Theoretische Physik I
VermittelteKompetenzen
Grundliches Verstandnis der fundamentalen experimentellen Befunde der klassi-schen Physik und ihrer mathematischen Beschreibung, in diesem Modul auf denGebieten des Elektromagnetismus und der Optik. Verbunden ist ein Uberblickuber die Entwicklung der Physik bis zum Beginn des 20. Jahrhunderts. Erwerbdes Verstandnisses der grundlegenden physikalischen Methoden und Arbeits-weisen und der Befahigung, alle weiteren Module des Bachelor-Studiengangesin Physik zu absolvieren
Kategorie/Lage im Studienplan Pflichtmodul / Grundlagenstudium 3. Semester
Fachliches Teilgebiet /Beziehung zu Folgemodulen
Experimentalphysik / Voraussetzung fur ExperimentalphysikIV-VI und Theoretische Physik IV
Dauer des Moduls 1 Semester
Termin des Moduls jedes Wintersemester
Prasenzzeit in h 60
Eigenstudium in h 117
Prufung in h 3
Leistungspunkte 6
VorausgesetzteKenntnisse
Experimentalphysik I,II
VermittelteKompetenzen
Die Studierenden sollen- experimentelle Grundlagen der Relativitatstheorie und Quantenmechanik ken-nenlernen- in der Lage sein, die erarbeiteten Zusammenhange und Gesetze qualitativ undquantitativ zu benutzen
Inhalt Relativitatstheorie: Einsteins Relativitatsprinzip, Langenkontraktion, Zeitdilatati-on, Dopplerverschiebung, Lorentztransformation, Relativistische Dynamik und Ki-nematik, Allgemeine Relativitatstheorie, Schwarze LocherQuantentheorie des Lichts: Schwarzkorperstrahlung, Photo- und Compton-EffektTeilchennatur der Materie: Atome, Elektronen, AtommodelleMateriewellen: DeBroglie Hypothese, Wellennatur von Teilchen, Elektronen-beugung, Wahrscheinlichkeitsinterpretation, Wellenpakete, Unscharferelationen,WellenfunktionSchrodingergleichung: Beispiele zur Schrodingergleichung, Potentialstufe undTunneleffekt, 3-dimensionale Schrodingergleichung, Drehimpuls
Prufungsvorleistungen Losung von 50 % der geforderten Ubungsaufgaben
Art, Umfang der Prufung Klausur, 180 Minuten
Regelprufungstermin Prufungszeitraum des 3. Semesters
Die Studierenden sollen- experimentelle Grundlagen der Atom- und Molekulphysik kennenlernen- in der Lage sein, die erarbeiteten Zusammenhange und Gesetze qualitativ undquantitativ zu benutzen
Inhalt Atomphysik : Quantelung von Energie und Drehimpuls im Wasserstoffatom,Stern-Gerlach-Versuch und Elektronenspin, Gesamtdrehimpuls und Spin-Bahn-Kopplung, Relativistische Korrekturen, Wasserstoffatom im Magnetfeld, Zeeman-und Paschen-Back-Effekt, Lambverschiebung, Hyperfeinstruktur, ExotischeAtomeMehrelektronensysteme: Helium-Atom, Pauli-Prinzip, Kopplungsschema furElektronendrehimpulse, Periodensystem der Elemente, Alkaliatome, Edelgase,Hundsche RegelnAtomspektroskopie: Angeregte Atomzustande, induzierte und spontaneUbergange, Ubergangswahrscheinlichkeiten und Auswahlregeln, Paritat ei-nes Zustandes, Lebensdauer von Atomzustanden, Linienbreiten, LaserMolekulphysik : Bindungsmechanismen: ionische, kovalente und Van-der-Waals-Bindung, Beschreibung von [H2+]-Molekulionen und H2-Molekulen, Anregungenzweiatomiger Molekule, Rotationen und Schwingungen zweiatomiger Molekule,Mehratomige Molekule
Prufungsvorleistungen Losung von 50 % der geforderten Ubungsaufgaben
Art, Umfang der Prufung Klausur, 180 Minuten
Regelprufungstermin Prufungszeitraum des 4. Semesters
Kategorie/Lage im Studienplan Pflichtmodul / Grundlagenstudium 5. Semester
Fachliches Teilgebiet /Beziehung zu Folgemodulen
Experimentalphysik /Voraussetzung fur Experimentalphysik VI
Dauer des Moduls 1 Semester
Termin des Moduls jedes Wintersemester
Prasenzzeit in h 60
Eigenstudium in h 117
Prufung in h 3
Leistungspunkte 6
VorausgesetzteKenntnisse
Experimentalphysik I-IV, Theoretische Physik I-IV
VermittelteKompetenzen
Grundliches Verstandnis der fundamentalen Eigenschaften von kondensierterMaterie und Festkorpern und Kennenlernen der wesentlichen experimentellenMethoden. In dieser Vorlesung erkennen die Studierenden insbesondere die Ver-netzung mit dem in den vorangegangenen Modulen zur Experimentalphysik undTheoretischen Physik erarbeiteten Wissen. Ein Seminarvortrag dient zur Entwick-lung eigener wissenschaftlicher Fahigkeiten.
Inhalt Strukturen: Beugung, reziprokes Gitter, Beugung von Wellen und Teilchen am Kri-stallgitter, Bindungsverhaltnisse in Festkorpern, Realstrukturen, Fehlstellen, Ver-setzungenGitterschwingungen: Grundlagen der Elastizitat, Dispersionsbeziehungen, Streu-querschnitte, Zustandsdichten (ein- und mehrdimensional), Spezifische Warme ,Anharmonische EffekteElektronengas: Freies Elektronengas, Dimensionalitat , Leitfahigkeit, Bandermo-dell, Klassifizierung von Festkorpern , Bandstrukturen typischer Elemente, Fer-miflachenHalbleiter : Ladungstragerkonzentration, Ferminiveau, hochdotierte, amorpheHalbleiter, p-n-Ubergang, Solarzelle, TransistorenSupraleiter : BCS-Theorie, High-TcDielektrische Eigenschaften: Polarisierbarkeit , Ferroelektrizitat, PiezoelektrizitatMagnetismus: Klassifizierung, Grundlagen, Spektroskopie
Prufungsvorleistungen Seminarvortrag, Losung von 50 % der geforderten Ubungsaufgaben
Art, Umfang der Prufung Klausur, 180 Minuten
Regelprufungstermin Prufungszeitraum des 5. Semesters
Kategorie/Lage im Studienplan Pflichtmodul / Grundlagenstudium 6. Semester
Fachliches Teilgebiet /Beziehung zu Folgemodulen
Experimentalphysik /keine Folgemodule
Dauer des Moduls 1 Semester
Termin des Moduls jedes Sommersemester
Prasenzzeit in h 60
Eigenstudium in h 117
Prufung in h 3
Leistungspunkte 6
VorausgesetzteKenntnisse
Experimentalphysik I-IV, Theoretische Physik I-IV
VermittelteKompetenzen
Kennenlernen der Grundlagen von Kern-, Teilchen- und AstrophysikErwerb der Fahigkeit, die erarbeiteten Gesetzmaßigkeiten und Konzepte qualita-tiv und quantitativ zu benutzen.
Inhalt Physikalische Grundlagen: Relativistische Kinematik, Beschleuniger und Detek-toren
Kernphysik : Eigenschaften der Kerne, Stabilitat und geometrische Gestalt derKerne, Kernkraft, Aufbau der Kerne, Kerntechnik
Teilchenphysik : Struktur der Nukleonen, Quarkmodell, geladene Leptonen undNeutrinos, Starke und Schwache Wechselwirkung, Austauschteilchen, Paritats-verletzung, Standard-Modell
Astrophysik : Ausdehnung des Universums, Hintergrundstrahlung, Elementensyn-these, Geschichte des Universums, Sternentwicklung, Sonne, Supernova
Prufungsvorleistungen Losung von 50 % der geforderten Ubungsaufgaben
Art, Umfang der Prufung Klausur, 180 Minuten
Regelprufungstermin Prufungszeitraum des 6. Semesters
Zugelassene Hilfsmittel keine
Noten Bewertung nach deutschem Notensystem
7
Modulbezeichnung Grundpraktikum I : Mechanik, W armeModulnummer 12622Modulverantwortliche(r) Hochschullehrer Experimentelle und Angewandte Physik
Kategorie/Lage im Studienplan Pflichtmodul / Grundlagenstudium 2. Semester
Fachliches Teilgebiet /Beziehung zu Folgemodulen
Experimentalphysik /Voraussetzung fur Grundpraktikum II
Dauer des Moduls 1 Semester
Termin des Moduls jedes Sommersemester
Prasenzzeit in h 45
Eigenstudium in h 43
Prufung in h 2
Leistungspunkte 3
VorausgesetzteKenntnisse
Experimentalphysik I
VermittelteKompetenzen
Grundkenntnisse und Fertigkeiten des experimentellen Arbeitens in der Physik,insbesondere durch Messen physikalischer Großen und Uberprufen physikali-scher Gesetzmaßigkeiten auf den Gebieten der Mechanik und WarmelehreKennenlernen grundlegender Messverfahren und wichtiger Meßgerate,Versuchsplanung und -aufbau, Durchfuhrung und Protokollierung von Messun-gen, Auswertung von Messergebnissen einschließlich Fehlerberechnung, kriti-sche Bewertung und Diskussion der Ergebnisse.
Inhalt Pendelbewegung, freie und erzwungene Schwingungenelastische Eigenschaften von Festkorpern, Schallwellen in FestkorpernRotation starrer KorperStromungen in Flussigkeiten und GasenZustandsgleichungen idealer und realer Gase
Prufungsvorleistungen Erfolgreiche Bearbeitung der geforderten Praktikumsexperimente
Art, Umfang der Prufung Prufungspraktikum, 120 Minuten
Regelprufungstermin Prufungszeitraum des 2. Semesters
Kategorie/Lage im Studienplan Pflichtmodul / Grundlagenstudium 3. Semester
Fachliches Teilgebiet /Beziehung zu Folgemodulen
Experimentalphysik /Voraussetzung fur Grundpraktikum III
Dauer des Moduls 1 Semester
Termin des Moduls jedes Wintersemester
Prasenzzeit in h 45
Eigenstudium in h 43
Prufung in h 2
Leistungspunkte 3
VorausgesetzteKenntnisse
Experimentalphysik I, II, Grundpraktikum I
VermittelteKompetenzen
Weiterentwicklung von Kenntnissen und Fertigkeiten des experimentellen Arbei-tens in der Physik durch Messen physikalischer Großen und Uberprufen physi-kalischer Gesetzmaßigkeiten auf den Gebieten der Elektrizitat, des Magnetismusund der OptikKennenlernen von Messverfahren zur Bestimmung der Parameter elektrischerund magnetischer Felder, der elektrischen Eigenschaften von Festkorpern sowieder Funktionsweise optischer Gerate
Kategorie/Lage im Studienplan Pflichtmodul / Grundlagenstudium 4. Semester
Fachliches Teilgebiet /Beziehung zu Folgemodulen
Experimentalphysik /Voraussetzung fur Fortgeschrittenenpraktika I, II
Dauer des Moduls 1 Semester
Termin des Moduls jedes Sommersemester
Prasenzzeit in h 45
Eigenstudium in h 43
Prufung in h 2
Leistungspunkte 3
VorausgesetzteKenntnisse
Experimentalphysik I-III, Grundpraktikum I, II
VermittelteKompetenzen
Weiterentwicklung von Kenntnissen und Fertigkeiten des experimentellen Ar-beitens in der Physik durch Messen physikalischer Großen und Uberprufenphysikalischer Gesetzmaßigkeiten auf den Gebieten der Relativitatstheorie, derQuanten- und AtomphysikVerstandnis des Welle-Teilchen-Dualismus von Licht und MaterieKennenlernen von grundlegenden Messverfahren und wichtigen Messgeraten zurBestimmung der Eigenschaften von Elementarteilchen, Atomen und Quanten
Kategorie/Lage im Studienplan Pflichtmodul / Grundlagenstudium, 5. Semester
Fachliches Teilgebiet /Beziehung zu Folgemodulen
Experimentalphysik /Voraussetzung fur Fortgeschrittenenpraktikum II
Dauer des Moduls 1 Semester
Termin des Moduls jedes Wintersemester
Prasenzzeit in h 60
Eigenstudium in h 119,5
Prufung in h 0,5
Leistungspunkte 6
VorausgesetzteKenntnisse
Experimentalphysik I-IV, Grundpraktikum I-III
VermittelteKompetenzen
Grundlegende Experimente zu analogen und digitalen Schaltungen der elektro-nischen Messtechnik, Informationsverarbeitung und -ubertragung.
Inhalt Ubertragungseigenschaften linearer und nichtlinearer Vierpoleanaloge Schaltungen mit Operationsverstarkern zur Erzeugung Stabilisierungund selektiven Messung von Signalendigitale Signalverarbeitung, Ubertragung und Steuerung
Prufungsvorleistungen Ausgearbeitete und benotete Arbeiten zu den im Rahmen des Prakti-kums angebotenen Versuchen
Art, Umfang der Prufung Mundliche Prufung, 30 Minuten
Regelprufungstermin Prufungszeitraum des 5. Semesters
Kategorie/Lage im Studienplan Pflichtmodul / Grundlagenstudium, 6. Semester
Fachliches Teilgebiet /Beziehung zu Folgemodulen
Experimentalphysik /keine Folgemodule
Dauer des Moduls 1 Semester
Termin des Moduls jedes Semester
Prasenzzeit in h 60
Eigenstudium in h 119,5
Prufung in h 0,5
Leistungspunkte 6
VorausgesetzteKenntnisse
Experimentalphysik I-V, Grundpraktikum I-III, Fortgeschrittenenpraktikum I
VermittelteKompetenzen
Kennenlernen, Nachweis, Analyse und Interpretation physikalischer Prozesse,Posterprasentation und Vortragstechnik
Inhalt Spektroskopie von VielteilchensystemenNichtlineare ProzesseSensorikAnalyse elementarer und komplexer physikalischer Prozesse
Prufungsvorleistungen Protokolle zu den im Rahmen des Praktikums angebotenen Experimen-ten, eine Posterprasentation
Art, Umfang der Prufung mundliche Prufung, 30 Minuten, bestehend aus einem 20-minutigenVortrag uber ein ausgewahltes im Praktikum durchgefuhrtes Experi-ment und einer 10-minutigen Befragung
Regelprufungstermin Prufungszeitraum des 6. Semesters
Kategorie/Lage im Studienplan Pflichtmodul / Grundlagenstudium 1. Semester
Fachliches Teilgebiet /Beziehung zu Folgemodulen
Theoretische Physik / Voraussetzung fur Theoretische PhysikII-VI und Experimentalphysik I (Einfuhrungspraktikum)
Dauer des Moduls 1 Semester
Termin des Moduls jedes Wintersemester
Prasenzzeit in h 60
Eigenstudium in h 118
Prufung in h 2
Leistungspunkte 6
VorausgesetzteKenntnisse
Abiturkenntnisse
VermittelteKompetenzen
Die Studierenden erwerben Kenntnisse der zum Verstandnis der TheoretischenPhysik, insbesondere der Mechanik und Elektrodynamik, erforderlichen mathe-matischen Grundlagen. Neben grunlegendem Wissen zur Wahrscheinlichkeits-und Fehlerrechnung werden die erforderlichen Fertigkeiten im Umgang mit Vek-toralgebra und -analysis sowie mit gewohnlichen Differentialgleichungen ent-wickelt.
Inhalt Wahrscheinlichkeits- und Fehlerrechnung: Wahrscheinlichkeitsbegriff, Mittelwert,Varianz, Korrelationen, systematische und statistische Fehler, Fehlerfortpflan-zung
Am Beispiel der Mechanik von Massenpunktsystemen erwerben die Studieren-den Kenntnisse zur Entwicklung physikalischer Modelle sowie verschiedenertheoretisch-mathematischer Methoden zu deren Behandlung. Aufbauend auf derNewtonschen Grundgleichung sind das insbesondere das Hamiltonprinzip, dieLagrangesche und Hamiltonsche Beschreibung der Mechanik. Die Studierendenerkennen dabei deren Bedeutung fur das Gesamtsystem der Physik, insbeson-dere die Bezuge zu Feldtheorie, Statistik und Quantenmechanik.
Am Beispiel des elektromagnetischen Feldes erlernen die Studierenden grund-legende Konzepte der Feldtheorie und spezielle mathematische Fahigkeiten zuderen Umsetzung. Sie vertiefen ihre Kenntnisse zu den fundamentalen Begrif-fen Kraftfeld, Potenzial und Wechselwirkung und lernen effektive Methoden wiez.B. systematische Naherungsverfahren aber auch solche zur Losung speziellerProbleme kennen. Die Studierenden lernen, wie sich die Energie- und Impulser-haltung, die Potenziale und Fragen der Eichung aus den Maxwellschen Gleichun-gen ergeben. Spezielle Kentnisse werden bei der Beschreibung statischer Felder,elektromagnetischer Wellen und Medien erworben. Die Studierenden erkennendie Lorentz-Invarianz der Elektrodynamik und lernen, wie sich daraus eine relati-vistische Mechanik deduzieren lasst.
Inhalt Grundbegriffe und Grundgleichungen: Ladungen und Strome, Maxwellsche Glei-chungen, Energie und Impuls, Potenziale und Eichung, Medienelektrodynamik
Theoretische Physik I-III, Experimentalphysik III, Mathematik I-IV
VermittelteKompetenzen
Die Studierenden erwerben Kenntnisse zu den grundlegenden Konzepten derQuantenphysik. Neben erkenntnistheoretischem Wissen erlernen sie auch metho-dische Fahigkeiten, insbesondere zu algebraische Methoden, Naherungsverfahrenund im Umgang mit Grundmodellen der Mikrophysik wie harmonischer Oszillator,Stufenpotentiale, Drehimpuls und Wasserstoffatom. Es wird ein tieferes Verstand-nis von Fragen wie Unscharferelation, Messprozess, Spin, Ununterscheidbarkeitvon Teilchen erworben.
Inhalt Zustande und Operatoren: Quantenmechanische Systeme, Dualismus Welle-Korpuskel, Ubergangswahrscheinlichkeit und Wahrscheinlichkeitsamplitude, Ba-sissysteme und Darstellungen, Orts-und Impulsdarstellung, Zustandsfunktion,Messprozess und Operatorbegriff, lineare Operatoren und Hilbertraum, Darstel-lung von Operatoren, Ortsdarstellung, Vertauschungsrelationen, Unscharferelati-on, Beispiel: Linearer harmonischer Oszillator.
Zeitliche Entwicklung und Schrodingergleichung: Schrodingergleichung, Stati-onare Zustande, Kastenpotenzial, Potenzialschwelle, Zeitabhangige Prozesse,Zeitliche Anderung von Zustanden und Operatoren in der Quantenphysik
Drehimpuls und Wasserstoffatom: Algebraische Behandlung des Drehimpulses inder Quantenmechanik, Bahndrehimpuls, Spin, Bewegung im Zentralkraftfeld, Was-serstoffatom
Identische Teilchen: Prinzip der Ununterscheidbarkeit identischer Teilchen, Ba-siszustande fur Fermionen und Bosonen, Austauschwechselwirkung und Pauli-Prinzip
Prufungsvorleistungen Losung von 50 % der geforderten Ubungsaufgaben
Art, Umfang der Prufung Klausur, 180 Minuten
Regelprufungstermin Prufungszeitraum des 4. Semesters
Kategorie/Lage im Studienplan Pflichtmodul / Grundlagenstudium 5. Semester
Fachliches Teilgebiet /Beziehung zu Folgemodulen
Theoretische Physik /Voraussetzung fur Theoretische Physik VI
Dauer des Moduls 1 Semester
Termin des Moduls jedes Wintersemester
Prasenzzeit in h 60
Eigenstudium in h 118
Prufung in h 2
Leistungspunkte 6
VorausgesetzteKenntnisse
Experimentalphysik I, Theoretische Physik I-IV
VermittelteKompetenzen
Im Kurs erwerben die Studierenden grundlegende Kenntnisse der Thermody-namik. Das betrifft die empirischen Hauptsatze, den Zusammenhang zwischenEnergie und Entropie und die Modelle des idealen und realen Gases. Die Stu-dierenden sollen die Bedeutung thermodynamischer Potenziale erkennen undsie bei der Beschreibung verschiedener Modellsysteme und thermodynamischerProzesse anwenden. Weiterhin erwerben sie Grundkenntnisse der Theorie derPhasenubergange und kritischen Phanomene, sowie der klassischen statisti-schen Physik.
Inhalt Hauptsatze der Thermodynamik : Zustandsgroßen, thermodynamische Prozes-se, 1. Hauptsatz und innere Energie, Kreisprozesse, 2. Hauptsatz und Entropie,
Grundlegende thermodynamische Beziehungen: Gibbssche Fundamentalglei-chung, thermische und kalorische Zustandsgleichung, Gibbs-Duhem-Relation,Absolutwert der Entropie und 3. Hauptsatz, chemisches Potenzial
Thermodynamische Potenziale: Freie Energie und Enthalpie, Planck-Massieusche Funktionen, Maxwell-Relationen, Gleichgewichts- und Stabi-litatsbedingungen, Phasendiagramm Einkomponentensysteme, van-der-Waals-Modell und Maxwell-Konstruktion, Phasenubergange und EhrenfestscheGleichungen, kritische Exponenten
Kategorie/Lage im Studienplan Pflichtmodul / Grundlagenstudium 6. Semester
Fachliches Teilgebiet /Beziehung zu Folgemodulen
Theoretische Physik /keine Folgemodule
Dauer des Moduls 1 Semester
Termin des Moduls jedes Sommersemester
Prasenzzeit in h 60
Eigenstudium in h 119,5
Prufung in h 0,5
Leistungspunkte 6
VorausgesetzteKenntnisse
Theoretische Physik I-V
VermittelteKompetenzen
Im Kurs erwerben die Studierenden grundlegende Kenntnisse in StatistischerPhysik mit dem Schwerpunkt Quantenstatistik. Das Verstandnis der theoretischenGrundlagen der Behandlung von Fermi- und Bose-Systemen soll sie in der La-ge versetzen, sie auf einfache Modellsysteme anzuwenden. Die Studierendenerlernen Methoden zur Behandlung idealer und realer Quantensysteme und er-halten Kenntnisse zu numerischen Verfahren. Grundkenntnisse der Theorie derPhasenubergange und kritischen Phanomene werden erworben.
Inhalt Quantenstatistik : statistische Gesamtheiten, Dichteoperator, Entropie und Zu-standsgleichungen
Ideale Quantengase: Fermi- und Bose-Statistik, Pauli-Prinzip, 2. Quantisie-rung und Besetzungszahldarstellung, spezielle Fermi- und Bose-Systeme, Bose-Einstein-Kondensation, Grundlagen der Dichtefunktionaltheorie (reale Systeme)
Theorie realer Gase: Mayersche Clusterentwicklung, Fugazitats- und Dichteent-wicklung, Paarverteilungsfunktion und Strukturfaktor, Thermodynamik, Simulati-onsverfahren
Theorie der Phasenbergange und kritischen Phanomene: Thermodynamik imMagnetfeld, Paramagnetismus, Ising-Modell, Mean- Field-Methode, Heisenberg-Modell
Prufungsvorleistungen Losung von 50 % der geforderten Ubungsaufgaben
Art, Umfang der Prufung Mundliche Prufung, 30 Minuten
Regelprufungstermin Prufungszeitraum des 6. Semesters
Die Studierenden erwerben Kenntnisse uber die Grundlagen der Linearen Alge-bra und Analytischen Geometrie, die sie fur Anwendungen in der Vektor- undTensorrechnung, der Differential- und Integralrechnung und der Theorie der Dif-ferentialgleichungen benotigen.
Inhalt - Komplexe Zahlen- Vektorraume- Matrizenrechnung- lineare Gleichungssysteme- Determinanten- Eigenwerte und Eigenvektoren- Hauptachsentransformation, Jordansche Normalform- Kurven und Flachen 2. Ordnung
Prufungsvorleistungen 1 bestandenes Testat
Art, Umfang der Prufung Klausur, 120 Minuten
Regelprufungstermin Prufungszeitraum des 1. Semesters
Die Studierenden lernen die grundlegenden Begriffe wie Folge, Reihe, Grenz-wert, Stetigkeit, Ableitung und Integral kennen und erwerben die Fahigkeit zumsicheren Umgang mit ihnen.
Inhalt Naturliche, reelle und komplexe Zahlenkonvergente Folgen und Reihen, Grenzwert und Stetigkeit von FunktionenDifferenzierbare Funktionen, Taylorformel, lokale ExtremaRiemannsches Integral, Hauptsatz der Differential- und Integralrechnung,IntegrationsmethodenFunktionenreihen (Potenzreihen, Fourierreihen)
Prufungsvorleistungen erfolgreiche Bearbeitung der Ubungsaufgaben
Art, Umfang der Prufung Klausur, 120 Minuten
Regelprufungstermin Prufungszeitraum des 1. Semesters
Zugelassene Hilfsmittel Formelsammlungen
Noten Bewertung nach deutschem Notensystem
20
Modulbezeichnung Analysis II: Funktionen von mehreren Ver anderlichenModulnummer 12642Modulverantwortliche(r) Hochschullehrer Institut fur Mathematik
Die Studierenden erwerben grundlegende Kenntnisse der Differential- und Inte-gralrechnung fur Funktionen von mehreren Veranderlichen und lernen Losungs-methoden fur lineare gewohnliche Differentialgleichungen kennen.
Inhalt Differentialrechnung fur Funktionen mit mehren Veranderlichen ( partielle Ablei-tungen, totale Differenzierbarkeit)Gewohnliche Differentialgleichungen (Existenz- und Eindeutigkeitssatze, Funda-mentalsysteme, elementare Losungsmethoden)Mehrdimensionales Riemann-Integral, Kurven- und Oberflachenintegrale, Inte-gralsatze von Gauss und Stokes
Prufungsvorleistungen erfolgreiche Bearbeitung der Ubungsaufgaben
Art, Umfang der Prufung Klausur, 120 Minuten
Regelprufungstermin Prufungszeitraum des 2. Semesters
Kategorie/Lage im Studienplan Pflichtmodul / Grundlagenstudium, 3. Semester
Fachliches Teilgebiet /Beziehung zu Folgemodulen
Mathematik /Voraussetzung fur Analysis IV, Theoretische Physik IV-VI,
Dauer des Moduls 1 Semester
Termin des Moduls jedes Wintersemester
Prasenzzeit in h 60
Eigenstudium in h 118 (119,5)
Prufung in h 2 (0.5)
Leistungspunkte 6
VorausgesetzteKenntnisse
Analysis I,II
VermittelteKompetenzen
Die Studierenden erwerben Kenntnisse uber die Grundbegriffe der Funktionen-theorie und die Grundlagen der Theorie linearer Operatoren in einem Hilber-traum. Dabei erlangen sie insbesondere die Fahigkeit, mit komplexen Funktionenzu arbeiten.
Prufungsvorleistungen erfolgreiche Bearbeitung der Ubungsaufgaben
Art, Umfang der Prufung Klausur im Umfang von 120 Minuten oder mundliche Prufung im Um-fang von 30 Minuten (wird vom Hochschullehrer vor Beginn der Lehr-veranstaltungen bekanntgegeben)
Regelprufungstermin Prufungszeitraum des 3. Semesters
Kategorie/Lage im Studienplan Pflichtmodul / Grundlagenstudium, 4. Semester
Fachliches Teilgebiet /Beziehung zu Folgemodulen
MathematikVoraussetzung fur Theoretische Physik V, VI
Dauer des Moduls 1 Semester
Termin des Moduls jedes Sommersemester
Prasenzzeit in h 90
Eigenstudium in h 178 (179,5)
Prufung in h 2 (0,5)
Leistungspunkte 9
VorausgesetzteKenntnisse
Analysis I-III
VermittelteKompetenzen
Die Studierenden werden befahigt, mit Distributionen mathematisch korrekt um-zugehen. Sie werden mit Methoden zur Losung von partiellen Differentialglei-chungen vertraut gemacht und lernen Losbarkeitssatze fur einige wichtige Auf-gaben der mathematischen Physik kennen.
Inhalt Distributionen: regulare und singulare Distributionen, Differentiation von Distribu-tionen, Faltung, Fouriertransformation temperierter Distributionen, SobolevraumePartielle Differentialgleichungen: Quasilineare Differentialgleichungen 1. Ord-nung, lineare partielle Differentialgleichungen 2. Ordnung, Eigenschaften harmo-nischer Funktionen, Randwertaufgaben fur die Laplace-Gleichung, Anfangswert-aufgaben bzw. Randwertaufgaben fur Diffusions- und Wellengleichung
Prufungsvorleistungen erfolgreiche Bearbeitung der Ubungsaufgaben
Art, Umfang der Prufung Klausur im Umfang von 120 Minuten oder mundliche Prufung im Um-fang von 30 Minuten, (wird vom Hochschullehrer vor Beginn der Lehr-veranstaltungen bekanntgegeben)
Regelprufungstermin Prufungszeitraum des 4. Semesters