Module des Studiums für das Lehramt an Gymnasien im Fach ... · Literatur/Lernmaterialien • Dennery + Krzywicki, "Mathematics for Physicists", Dover • Arfken, "Mathematical Methods

Modulhandbuch Lehramt Physik, Vorlage für Senatsausschuss Lehre, 30.04.2010

1

Stand: 22.04.2010

Module des Studiums für das Lehramt an Gymnasien

im Fach Physik an der Universität Stuttgart Wintersemester 2010/2011


2

Inhaltsverzeichnis

MATHEMATISCHE METHODEN DER PHYSIK 3

GRUNDLAGEN DER EXPERIMENTALPHYSIK FÜR LEHRAMT I+II 4

GRUNDLAGEN DER EXPERIMENTALPHYSIK FÜR LEHRAMT III 6

PHYSIKALISCHES PRAKTIKUM FÜR LEHRAMT I 8

GRUNDLAGEN DER THEORETISCHEN PHYSIK FÜR LEHRAMT I 9

GRUNDLAGEN DER THEORETISCHEN PHYSIK FÜR LEHRAMT II 11

GRUNDLAGEN DER FACHDIDAKTIK - PHYSIK 13

FORTGESCHRITTENE EXPERIMENTALPHYSIK FÜR LEHRAMT 15

VERTIEFUNGSMODUL FÜR LEHRAMT I 17

PHYSIKALISCHES PRAKTIKUM FÜR LEHRAMT II 19

PHYSIKALISCHES PRAKTIKUM FÜR LEHRAMT III 20

HAUPTSEMINAR LEHRAMT - PHYSIK IM ALLTAGSBEZUG 22

VERTIEFUNGSMODUL LEHRAMT II - FORTGESCHRITTENE THEORETISCHE PHYSIK ODER EXPERIMENTALPHYSIK 23

a) Fortgeschrittene Theoretische Physik 23

b) Fortgeschrittene Experimentalphysik 24

FACHDIDAKTISCHES SEMINAR PHYSIK MIT DEMONSTRATIONSVERSUCHEN 26

PHYSIKALISCHES PRAKTIKUM FÜR LEHRAMT BEIFACH 28

FORTGESCHRITTENE EXPERIMENTALPHYSIK FÜR LEHRAMT BEIFACH 30


3

Mathematische Methoden der Physik Modulbeschreibung Erläuterung Modulname Mathematische Methoden der Physik Kürzel 08 1100 301 Leistungspunkte (LP) 6 LP Semesterwochenstunden (SWS) 4 SWS Moduldauer (Anzahl der Semester) 1 Semester

Turnus jährlich im Wintersemester Sprache deutsch Modulverantwortlicher Dr. Roth; ITAP, Pfaffenwaldring 57, 6.150, Tel.: 65258

e-mail: [email protected] Dozenten Dr. Roth Verwendbarkeit/Zuordnung zum Curriculum

Gymnasiales Lehramt im Fach Physik Pflichtmodul, 1. Fachsemester

Voraussetzungen Lernziele Die Studierenden verfügen über die mathematischen Methoden, welche zur

Lösung von Aufgaben in der Mechanik und Elektrodynamik benötigt werden und können diese anwenden.

Inhalt • Gewöhnliche Differentialgleichungen • Lineare Algebra • Vektoranalysis

Literatur/Lernmaterialien • Dennery + Krzywicki, "Mathematics for Physicists", Dover

• Arfken, "Mathematical Methods for Physicists", Academic Press Lehrveranstaltung und Lehrformen Mathematische Methoden der Physik

Vorlesung, 3 SWS, und Übungen, 1 SWS Abschätzung des Arbeitsaufwandes

Vorlesung Präsenzstunden: 2,25 h (3 SWS)*14 Wochen Vor- u. Nachbereitung: 2 h pro Präsenzstunde Übungen Präsenzstunden: 0,75 h ( 1SWS)*14 Wochen Vor- u. Nachbereitung: 4 h pro Präsenzstunde Prüfung incl. Vorbereitung

31,5 h63,0 h

10,5 h42,0 h

33 h 180 h

Studien- und Prüfungsleistungen Studienleistungen: Lösung von Übungsaufgaben Prüfungsleistungen: lehrveranstaltungsbegleitende Prüfung, Art und Umfang der LBP wird vom Dozenten zu Beginn der Veranstaltung bekannt gegeben

Grundlage für ... Theoretische Physik-Module Medienform Tafelanschrieb, z.T. Handouts Bezeichnung der zugehörigen Modulprüfung/en und Prüfnummer/n

Mathematische Methoden der Physik für Lehramt; Prüfnummer: 10110

Import-Export (von/nach) von: Fakultät 8 / FB Physik nach: Fakultät 8 / FB Physik


4

Grundlagen der Experimentalphysik für Lehramt I+II Modulbeschreibung Erläuterung Modulname (Untertitel) Grundlagen der Experimentalphysik für Lehramt I + II Kürzel (z.B. x-Stellen für Studiengang) 08 1100 302

Leistungspunkte (LP) 12 LP Semesterwochenstunden (SWS) 12 SWS Moduldauer 2 Semester Turnus jährlich, beginnend jeweils im Wintersemester Sprache deutsch Modulverantwortlicher Prof. Dr. M. Dressel; 1.Phys.Institut, Pfaffenwaldring 57, 3.549, Tel.: 64946

e-mail: [email protected] Dozenten Prof. Dr. M. Dressel, Prof, Dr. C. Bechinger, Prof. Dr. J. Wrachtrup,

Prof. Dr. H. Gießen, Prof. Dr. T. Pfau, Prof. Dr. G. Denninger, Prof. Dr. P. Michler, Prof. Dr. U. Stroth

Verwendbarkeit/Zuordnung zum Curriculum

Gymnasiales Lehramt im Fach Physik Pflichtmodul, 1. und 2. Fachsemester

Voraussetzungen für Vorlesung Elektrodynamik: Modul Mathematische Methoden der Physik und Teil I dieses Moduls

Lernziele Die Studierenden beherrschen die physikalischen Grundlagen der Mechanik, der Thermodynamik und der Elektrodynamik. Sie verfügen über Lösungsstrategien für die Bearbeitung konkreter Probleme in diesen physikalischen Teilgebieten.

Inhalt Teil I: Mechanik und Wärmelehre: • Mechanik starrer Körper • Mechanik deformierbarer Körper • Schwingungen und Wellen • Thermodynamik

Teil II: Elektrodynamik: • Elektrostatik • Materie im elektrischen Feld • stationäre Ladungsströme • Magnetostatik • Induktion, zeitlich veränderliche Felder • Materie im Magnetfeld • Wechselstrom • Maxwellgleichungen • Spezielle Relativitätstheorie • elektromagnetische Wellen im Vakuum

Literatur/Lernmaterialien • Demtröder, Experimentalphysik 1, Mechanik und Wärme, und

Experimentalphysik 2, Elektrizität und Optik, Springer Verlag • Paus, Physik in Experimenten und Beispielen, Hanser Verlag (1995) • Bergmann, Schaefer, Lehrbuch der Experimentalphysik, Band 1,

Mechanik, Akustik, Wärme, und Band 2, Elektromagnetismus, De Gruyter • Feynman, Leighton, Sands, Vorlesungen über Physik, Band 1und Band 2,

Oldenbourg Verlag (1997 • Halliday, Resnick, Walker, Physik, Wiley-VCH • Gerthsen, Physik, Springer Verlag;


5

• Daniel, Physik 1 und 2, de Gruyter, Berlin 1997 Lehrveranstaltung und Lehrformen

Teil I - Mechanik und Wärmelehre: Vorlesung 4 SWS und Übung 2 SWS Teil II - Elektrodynamik Vorlesung: Vorlesung 4 SWS und Übung 2 SWS

Abschätzung des Arbeitsaufwandes

Vorlesung Präsenzstunden: 3 h (4 SWS)*28Wochen Vor- u. Nachbereitung: 1 1/4 h pro Präsenzstunde Übungen für Lehramt: Präsenzstunden: 1,5 h (2 SWS)*28 Wochen Vor- u. Nachbereitung: 1 3/4 h pro Präsenzstunde Prüfung incl. Vorbereitung

84 h105 h

42 h73 h

56 h360 h

Studien- und Prüfungsleistungen Studienleistungen: Lösung von Übungsaufgaben Prüfungsleistungen: lehrveranstaltungsbegleitende Prüfung jeweils nach Teil I und Teil II, Art und Umfang der LBP wird vom Dozenten zu Beginn der Veranstaltung bekannt gegeben

Grundlage für ... Weiterführende Experimentalphysik-Module Medienform Overhead, Projektion, Tafel, Demonstrationen Import-Export (von/nach) von: Fakultät 8 / FB Physik

nach: Fakultät 8 / FB Physik


6

Grundlagen der Experimentalphysik für Lehramt III Modulbeschreibung Erläuterung Modulname (Untertitel) Grundlagen der Experimentalphysik für Lehramt III Kürzel (z.B. x-Stellen für Studiengang) 08 1500 015

Leistungspunkte (LP) 6 LP Semesterwochenstunden (SWS) 6 SWS

Moduldauer (Anzahl der Semester) 1 Semester

Turnus jährlich, jeweils im Wintersemester Sprache deutsch Modulverantwortlicher Prof. Dr. T. Pfau; 5. Physikalisches Institut, Pfaffenwaldring 57, Tel.: 68025





Voraussetzungen Modul Grundlagen der Experimentalphysik für Lehramt I+II Lernziele Die Studierenden verfügen über ein gründliches Verständnis der fundamentalen

experimentellen Befunde der Strahlen- und Wellenoptik. Sie können experimentelle Methoden in der modernen Optik anwenden. Durch Übungsgruppen ist die Kommunikationsfähigkeit und die Methodenkompetenz bei der Umsetzung von Fachwissen gestärkt.

Inhalt • Elektromagnetische Wellen im Medium • Geometrische Optik • Wellenoptik • Welle und Teilchen • Laserprinzip und Lasertypen

Literatur/Lernmaterialien • Demtröder, "Experimentalphysik 2, Elektrizität und Optik", Springer Verlag

• Halliday, Resnick, Walker, "Physik", Wiley-VCH • Bergmann, Schaefer, "Lehrbuch der Experimentalphysik", Band 2,

Elektromagnetismus; Band , Optik, De Gruyter Verlag • Paus, "Physik in Experimenten und Beispielen", Hanser Verlag • Gerthsen, "Physik", Springer Verlag

Lehrveranstaltung und Lehrformen

Grundlagen der Experimentalphysik III: Optik Vorlesung, 4 SWS, und Übungen für Lehramt, 2 SWS


Vorlesung Präsenzstunden: 3 h (4 SWS)*14 Wochen Vor- u. Nachbereitung: 1 1/4 h pro Präsenzstunde Übungen Präsenzstunden: 1,5 h (2 SWS)*14 Wochen Vor- u. Nachbereitung: 1 3/4 h pro Präsenzstunde Prüfung incl. Vorbereitung

42 h52,5 h

21 h36,5 h

28 h180 h


7

Studien- und Prüfungsleistungen

Studienleistungen: Lösung von Übungsaufgaben Prüfungsleistungen: lehrveranstaltunsbegleitende Prüfung Art und Umfang der LBP wird vom Dozenten zu Beginn der Veranstaltung bekannt gegeben.

Grundlage für ... weiterführende Experimentalphysik-Module Medienform Overhead, Projektion, Tafel, Demonstration Import-Export (von/nach) von: Fakultät 8 / FB Physik



8

Physikalisches Praktikum für Lehramt I Modulbeschreibung Erläuterung Modulname (Untertitel) Physikalisches Praktikum für Lehramt I Kürzel (z.B. x-Stellen für Studiengang) 08 1100 304

Leistungspunkte (LP) 6 Semesterwochenstunden (SWS) 3 SWS Moduldauer (Anzahl der Semester) 1 Semester

Turnus jedes Sommersemester Sprache deutsch Modulverantwortlicher Dr. A. Grupp; 2. Phys. Institut, Pfaffenwaldring 57, 5.546, Tel.: 65222

1.151, Tel.: 64810 e-mail: [email protected]

Dozenten Dr. A. Grupp Verwendbarkeit/Zuordnung zum Curriculum

Lehramtsstudiengang Physik, Pflichtmodul, 2. Fachsemester

Voraussetzungen Modul Grundlagen der Experimentalphysik I + II: Teil I (Mechanik und Wärmelehre)

Lernziele Die Studierenden können wesentliche physikalische Grundgesetze anhand ausgesuchter Experimente erfassen und anwenden. Die Studierenden lernen, einzelne Experimente unter Anleitung durchzuführen, die Messdaten zu protokollieren und auszuwerten. Sie sind in der Lage, jedes Experiment mit seinen Ergebnissen in einem schriftlichen Bericht zusammenzufassen.

Inhalt Gebiete der Experimentalphysik: Mechanik, Wärmelehre, Strömungslehre,

Akustik Literatur/Lernmaterialien • Dobrinski, Krakau, Vogel; Physik für Ingenieure; Teubner Verlag

• Demtröder, Wolfgang; Experimentalphysik Bände 1 und 2; Springer Verlag

• Paus, Hans J.; Physik in Experimenten und Beispielen; Hanser Verlag • Halliday, Resnick, Walker; Physik; Wiley-VCH • Bergmann-Schaefer; Lehrbuch der Experimentalphysik; De Gruyter • Paul A. Tipler: Physik, Spektrum Verlag • Cutnell & Johnson; Physics; Wiley-VCH • Linder; Physik für Ingenieure; Hanser Verlag • Kuypers; Physik für Ingenieure und Naturwissenschaftler, Wiley-VHC • Anleitungstexte zum Praktikum, darin aufgeführte Literatur


Physikalisches Praktikum LA I Praktikum, 3 SWS


Präsenzstunden: 10 Versuche a 3 h Vor- u. Nachbereitung: 15 h pro Versuch Summe:

30 h 150 h180 h

Studien- und Prüfungsleistungen Studienleistung: 10 Versuche, Prüfungsleistung: lehrveranstaltungsbegleitende Prüfung: schriftliche Ausarbeitung der Versuche und Kolloquium

Grundlage für ... Modul Physikalisches Praktikum LA II


9

Grundlagen der Theoretischen Physik für Lehramt I Modulbeschreibung Erläuterung Modulname (Untertitel) Theoretische Physik für Lehramt I: Mechanik/Quantenmechanik Kürzel (z.B. x-Stellen für Studiengang) 08 1100 305

Leistungspunkte (LP) 9 LP Semesterwochenstunden (SWS) 6 SWS Moduldauer (Anzahl der Semester) 1 Semester

Turnus jährlich im Sommersemester Sprache deutsch Modulverantwortlicher Prof. Dr. A. Muramatsu, 3. Institut für Theoretische Physik,

Pfaffenwaldring 57, 5.353, Tel. 685 65203; e-mail: [email protected]

Dozenten Prof. Dr. H.-P. Büchler, Prof. Dr. S. Dietrich, Prof, Dr. M. Fähnle, Prof. Dr. R. Hilfer, Prof. Dr. J. Main, Prof. Dr. A. Muramatsu, Prof. Dr. U. Seifert, Prof. Dr. G. Wunner



Voraussetzungen Modul: Mathematische Methoden der Physik für Lehramt Lernziele Die Studierenden verfügen über gründliche Verständnisse der fundamentalen

Begriffe der klassischen Mechanik und der Quantenmechanik. Sie können Probleme der klassischen Mechanik und der Quantenmechanik mathematisch behandeln und lösen.

Inhalt Mechanik: 1. Newtonsche Gleichungen 2. Zwangsbedingungen und generalisierte Koordinaten 3. Variationsprinzipien 4. Lagrangesche und Hamiltonsche Gleichungen 5. Zentralkraftprobleme

Qauntenmechanik: 1. Welle-Teilchen Dualismus 2. Schrödingergleichung 3. Freies Teilchen, Wellenpakete 4. Eindimensionale Potentiale 5. Harmonischer Oszillator 6. Coulombproblem

Literatur/Lernmaterialien • Goldstein, "Klassische Mechanik", AULA-Verlag • Landau-Lifshitz, "Mechanik", Akademie Verlag • Cohen-Tannoudji, "Quantenmechanik", 2 Bände, Gruyter Verlag • Messiah, "Quantenmechanik I und II", Gruyter Verlag • Landau-Lifshitz, "Lehrbuch der Theoretischen Physik", Band III, Deutsch

Verlag Lehrveranstaltung und Lehrformen

Grundlagen der Theoretischen Physik für Lehramt I: Mechanik und Quantenmechanik, Vorlesung, 4 SWS und Übungen, 2 SWS

Abschätzung des Vorlesung


10

Arbeitsaufwandes Präsenzstunden: 3 h (4 SWS)*14 Wochen Vor- u. Nachbereitung: 2 h pro Präsenzstunde Übungen für LA: Präsenzstunden: 1,5 h (2 SWS)*14 Wochen Vor- u. Nachbereitung: 3 h pro Präsenzstunde Prüfung incl. Vorbereitung

42 h84 h

21 h63 h

60 h270 h

Studien- und Prüfungsleistungen Studienleistungen: Übungsaufgaben Prüfungsleistungen: lehrveranstaltungsbegleitende Prüfung, Art und Umfang der LBP wird vom Dozenten zu Beginn der Veranstaltung bekannt gegeben Modulabschlussprüfung, 120-minütige Klausur

Grundlage für ... Weiterführende Theoretische Physik-Module Medienform Tafelanschrieb Import-Export (von/nach) von: Fakultät 8 / FB Physik



11

Grundlagen der Theoretischen Physik für Lehramt II Modulbeschreibung Erläuterung

Modulname (Untertitel) Grundlagen der Theoretischen Physik für Lehramt II: Elektrodynamik und Thermodynamik

Kürzel (z.B. x-Stellen für Studiengang) 08 1800 306


Turnus jährlich im Sommersemester Sprache deutsch

Modulverantwortlicher Prof. Dr. A. Muramatsu, 3. Institut für Theoretische Physik, Pfaffenwaldring 57, 5.353, Tel. 685 65203; e-mail: [email protected]

Dozenten Prof. Dr. H.-P. Büchler, Prof. Dr. S. Dietrich, Prof, Dr. M. Fähnle, Prof. Dr. R. Hilfer, Prof. Dr. J. Main, Prof. Dr. A. Muramatsu, Prof. Dr. U. Seifert, Prof. Dr. G. Wunner



Voraussetzungen Modul Grundlagen der Theoretischen Physik für Lehramt I : Klassische Mechanik und Quantenmechanik

Lernziele

Die Studierenden verfügen über gründliche Verständnisse der mathematisch-quantitativen Beschreibung der Elektro- und Thermodynamik. Sie können Probleme der Elektro- und Thermodynamik selbstständig mathematisch behandeln und dabei die erlernten Rechenmethoden anwenden.

Inhalt

A. Elektrodynamik 1. Maxwellsche Gleichungen 2. Elektrodynamische Potentiale 3. Strahlungstheorie 4. Elektrostatik und Magnetostatik 5. Elektromagnetische Wellen

B. Thermostatistik 1. Grundlagen der statistischen Physik 2. Ensemble Theorie 3. Entropie und Informationstheorie

C. Thermodynamik 1. Hauptsätze 2. Thermodynamische Potentiale

Literatur/Lernmaterialien • Jackson, „Klassische Elektrodynamik“ • Landau-Lifschitz: „Lehrbuch der Theoretischen Physik“, Band 2:

Klassische Feldtheorie, Band 8: Elektrodynamik der Kontinua


Grundlagen der Theoretischen Physik für Lehramt II: Elektrodynamik und Thermodynamik, Vorlesung, 4 SWS, und Übung, 2 SWS


Vorlesung Präsenzstunden: 3 h (4 SWS)*14 Wochen Vor- u. Nachbereitung: 2 h pro Präsenzstunde

42 h84 h


12

Übungen für LA: Präsenzstunden: 1,5 h (2 SWS)*14 Wochen Vor- u. Nachbereitung: 3 h pro Präsenzstunde Prüfung incl. Vorbereitung

21 h63 h

60 h270 h

Studien- und Prüfungsleistungen Studienleistungen: Übungsaufgaben Prüfungsleistungen: lehrveranstaltungsbegleitende Prüfung, Art und Umfang der LBP wird vom Dozenten zu Beginn der Veranstaltung bekannt gegeben

Grundlage für ... Weiterführende Theoretische Physik-Module


13

Grundlagen der Fachdidaktik - Physik Modulbeschreibung Erläuterung Modulname (Untertitel) Grundlagen der Fachdidaktik - Physik Kürzel (z.B. x-Stellen für Studiengang) 08 1100 307


Moduldauer 1 Semester Turnus jährlich Sprache deutsch Modulverantwortlicher Prof. Dr. F. Kranzinger; Staatliches Seminar für Didaktik und Lehrerbildung

(Gymnasium) Hospitalstr. 22-24 70174 Stuttgart

Dozenten Prof. Dr. F. Kranzinger Verwendbarkeit/Zuordnung zum Curriculum

Lehramtsstudiengang Physik, Pflichtmodul, 4. Fachsemester Vorbereitung des Schulpraxissemesters

Voraussetzungen Vorlesungen und Seminare aus dem Bildungswissenschaftlichen Begleitstudium der ersten 3 Semester zur Pädagogischen Psychologie, Didaktik und Methodik, und zu Lehr- / Lernprozessen

Lernziele Die Studierenden 1) lernen – bei einer konsequenten Fokussierung auf das

Handlungsfeld Gymnasium - ein Spektrum an fachdidaktischen Konzepten inklusive methodischer Ansätze und einschlägiger Ergebnisse der Lehr- und Lernforschung kennen

2) erwerben die Fähigkeit, diese Modelle / Theorien in der Praxis anzuwenden und dabei kritisch zu überprüfen

Inhalt 1) Begriffsbildung im Physikunterricht 2) Modellvorstellungen und Modellbildung im Physikunterricht 3) Fachdidaktische Positionen und Ansätze zum Physikunterricht 4) Auf Physikunterricht bezogene Lehr-Lern-Forschung:

Lernvoraussetzungen, Lernschwierigkeiten und Lernprozesse im Physikunterricht, fachbezogene Präkonzepte von Schülerinnen und Schülern, Interessen von Schülerinnen und Schülern mit Genderaspekten, Heterogenität der Schülerschaft im Hinblick auf Planung und Durchführung von Physikunterricht , Evaluierung von Physikunterricht (HF)

Literatur/Lernmaterialien • Kircher, Girwitz, Häußler: Physikdidaktik – Theorie und Praxis, Springer• Paus, Physik in Experimenten und Beispielen, Hanser Verlag (1995)

Lehrveranstaltung und Lehrformen Vorlesung 2 SWS


Präsenzstunden: 1,5 h (2 SWS)*14 Wochen Nachbereitung: je 3 h pro Präsenzstunde Schriftliche Ausarbeitung

21 h63 h

36 h120 h

Studien- und Studienleistung (unbenotet): Präsentation


14

Prüfungsleistungen Prüfungsleistung (benotet): Erstellung einer schriftlichen Arbeit (z.B. Lehranalyse; Unterrichtsentwurf)

Grundlage für ... Schulpraxissemester


15

Fortgeschrittene Experimentalphysik für Lehramt Modulbeschreibung Erläuterung Modulname (Untertitel) Fortgeschrittene Experimentalphysik für Lehramt Kürzel (z.B. x-Stellen für Studiengang) 08 1000 308



Turnus jährlich, beginnend jeweils im Wintersemester Sprache deutsch Modulverantwortlicher Prof. Dr. M. Dressel; 1.Phys.Institut, Pfaffenwaldring 57, 3.549, Tel.: 64946





Voraussetzungen Module Grundlagen der Experimentalphysik Lehramt I + II, III Lernziele Die Studierenden verfügen über ein gründliches Verständnis der Struktur der

Materie bis zur atomaren Skala. Sie kennen die grundlegenden Konzepte der Molekül- und Festkörperphysik und verstehen Molekül- und Materialeigenschaften. Sie verfügen über Grundlagen der Materialwissenschaften. Durch die Teilnahme an den Übungsgruppen ist die Kommunikationsfähigkeit und die Methodenkompetenz bei der Umsetzung von Fachwissen gestärkt.

Inhalt Atome und Kerne: • Struktur der Materie: Elementarteilchen und fundamentale Kräfte • Aufbau und Struktur der Atomhülle, des Atomkerns und der

Nukleonen • Spin, Drehimpulsaddition, Atome in äußeren Feldern (Feinstruktur,

Hyperfeinstruktur, Zeeman- und Stark-Effekt) • Mehrelektronenatome und Aufbau des Periodensystems • Spektroskopische Methoden der Atom- und Kernphysik

Molekülphysik • Elektrische und magnetische Eigenschaften der Moleküle • Chemische Bindung • Molekülspektroskopie (Rotation- und Schwingungsspektren) • Elektronenzustände und Molekülspektren (Franck-Condon Prinzip,

Auswahlregeln) Festkörperphysik

• Bindungsverhältnisse in Kristallen • Reziprokes Gitter und Kristallstrukturanalyse • Kristallwachstum und Fehlordnung in Kristallen • Gitterdynamik (Phononenspektroskopie, Spezifische Wärme,

Wärmeleitung)


16

• Fermi-Gas freier Elektronen • Energiebänder • Halbleiterkristalle

Literatur/Lernmaterialien Atome und Kerne: • Haken/Wolf, "Physik der Atome und Quanten", Springer Verlag • Mayer-Kuckuk, "Atomphysik", Teubner Verlag • Mayer-Kuckuk, "Kernphysik", Teubner Verlag • Demtröder, "Experimentalphysik 3", Springer Verlag • Frauenfelder, Henley, "Subatomic Physics", Oldenburg Verlag • Stierstadt, "Physik der Materie", Wiley-VCH • Hering, "Angewandte Kernphysik", Teubner Verlag

Molekülphysik: • Haken Wolf, Molekülphysik und Quantenchemie, Springer • Atkins, Friedmann, Molecular Quantum Mechanics, Oxford

Festkörperphysik: • Kittel, „Einführung in die Festkörperphysik“, Oldenbourg-Verlag • Ibach/Lüth, „Festkörperphysik, Einführung in die Grundlagen“,

Springer-Verlag • Ashcroft/Mermin: „Festkörperphysik“, Oldenbourg-Verlag • Kopitzki/Herzog, „Einführung in die Festkörperphysik“, Teubner


Teil I - Atome und Kerne: Vorlesung 4 SWS, und Übung 2 SWS Teil II – Molekül- u. Festkörperphysik: Vorlesung 4 SWS und Übung 2 SWS


Vorlesung Präsenzstunden: 3 h (4 SWS)*28Wochen Vor- u. Nachbereitung: 1 1/4 h pro Präsenzstunde Übungen für Lehramt: Präsenzstunden: 1,5 h (2 SWS)*28 Wochen Vor- u. Nachbereitung: 1 3/4 h pro Präsenzstunde Prüfung incl. Vorbereitung

84 h 105 h

42 h73 h

56 h 360 h


Studienleistungen: Lösung von Übungsaufgaben Prüfungsleistungen: lehrveranstaltungsbegleitende Prüfung, Art und Umfang der LBP wird vom Dozenten zu Beginn der Veranstaltung bekannt gegeben

Grundlage für ... weiterführende Experimentalphysik-Module Medienform Overhead, Projektion, Tafel, Demonstration Import-Export (von/nach) von: Fakultät 8 / FB Physik



17

Vertiefungsmodul für Lehramt I Modulbeschreibung Erläuterung Modulname (Untertitel) Vertiefungsmodul Lehramt I – Relativitätstheorie, Astrophysik, Kosmologie Kürzel (z.B. x-Stellen für Studiengang) 08 1000 309



Turnus Jährlich im Sommersemester Sprache deutsch Modulverantwortlicher Prof. Dr. G. Wunner; 1. Institut für Theor. Physik, Pfaffenwaldring 57, 4.353,

Tel.: 64992; e-mail: [email protected] Dozenten Prof. Dr. G. Wunner, Prof. Dr. J. Main, PD. Dr. St. Weßel, Prof. Dr. A.

Muramatsu Verwendbarkeit/Zuordnung zum Curriculum

Gymnasiales Lehramt im Fach Physik, Pflichtmodul 6. Fachsemester

Voraussetzungen Module der ersten 4 Fachsemester Lernziele Die Studierenden verfügen über ein Verständnis der Relativitätstheorie und

der grundlegenden physikalischen Vorgänge im Kosmos.

Inhalt 1. Grundlagen der Sternentstehung und Sternentwicklung, Endstadien von Sternen, Zustandsgleichungen normaler und entarteter Materie, Theorie der Weissen Zwergsterne und der Neutronensterne.

2. Pulsare und Neutronensterne: Beobachtungen und spektakuläre Physik.

3. Steilkurs in Allgemeiner Relativitätstheorie und klassische Tests der ART im Sonnensystem.

4. Das Prunkstück der ART: der Doppelpulsar 1913+16, Gravitationswellen.

5. Kosmologie auf der Grundlage der Allgemeinen Relativitätstheorie (Lösung der Gravitationsgleichungen, kosmologische Rotverschiebung, Weltmodelle mit kosmologischer Konstante)

6. Supernovae und Kosmologie (Abschätzung des Zustands des Universums)

7. Das frühe Universum (Szenarien für die Evolution des Universums) Literatur/Lernmaterialien • Spatschek: Astrophysik (Teubner, 2003)

• Bascheck/Unsöld: Der neue Kosmos (Springer, 1991) • Weigert, Wendker, Wisotzki: Astronomie und Astrophysik (VCH, 2005) • Berry: Kosmologie und Gravitation (Teubner, 1990) • Kaler: Sterne (Spektrum Akad. V. 2000) • Layzer: Das Universum (Spektrum Akad. V. 1998) • Keller: Astrowissen (Franckh Kosmos 2000) • Sexl: Weiße Zwerge, schwarze Löcher (Vieweg 1975) • Rebhan: Theoretische Physik Band 1 ... Relativitätstheorie,

Kosmologie Spektrum Akademischer Verlag (1999) • Goenner: Einführung in die Kosmologie Spektrum Akad. Verlag (1994) • Silk: Die Geschichte des Kosmos Spektrum Akad. Verlag (1999)


18


Vertiefungsmodul Lehramt 1: Relativitätstheorie, Astronomie und Astrophysik, Vorlesung 4 SWS und Übung 2 SWS


Vorlesung Präsenzstunden: 3 h (4 SWS)*14 Wochen Vor- u. Nachbereitung: 1 1/4 h pro Präsenzstunde Übungen Präsenzstunden: 1,5 h (2 SWS)*14 Wochen Vor- u. Nachbereitung: 1 3/4 h pro Präsenzstunde Prüfung incl. Vorbereitung

42 h52,5 h

21 h36,5 h

28 h 180 h


Studienleistung: Lösung von Übungsaufgaben Prüfungsleistung: mündliche Modulabschlussprüfung, 45 Minuten

Grundlage für ... Weiterführende Module


19

Physikalisches Praktikum für Lehramt II Modulbeschreibung Erläuterung Modulname (Untertitel) Physikalisches Praktikum für Lehramt II Kürzel (z.B. x-Stellen für Studiengang) 08 1000 310

Leistungspunkte (LP) 3 LP Semesterwochenstunden (SWS) 1, 5 SWS Moduldauer (Anzahl der Semester) 1 Semester




Lehramtsstudiengang Physik, Pflichtmodul, 6. Fachsemester

Voraussetzungen Module Grundlagen der Experimentalphysik der ersten 4 Fachsemester Lernziele Die Studierenden können wesentliche physikalische Grundgesetze anhand

ausgesuchter Experimente erfassen und anwenden. Die Studierenden lernen, einzelne Experimente unter Anleitung durchzuführen, die Messdaten zu protokollieren und auszuwerten. Sie sind in der Lage, jedes Experiment mit seinen Ergebnissen in einem schriftlichen Bericht zusammenzufassen.

Inhalt Experimente zu den Grundlagen der Gebiete:

Optik, Elektrodynamik, Atomphysik, Kernphysik

Literatur/Lernmaterialien • Dobrinski, Krakau, Vogel; Physik für Ingenieure; Teubner Verlag • Demtröder, Wolfgang; Experimentalphysik Bände 2, 3 und 4; Springer

Verlag • Paus, Hans J.; Physik in Experimenten und Beispielen; Hanser Verlag • Halliday, Resnick, Walker; Physik; Wiley-VCH • Bergmann-Schaefer; Lehrbuch der Experimentalphysik; De Gruyter • Paul A. Tipler: Physik, Spektrum Verlag • Cutnell & Johnson; Physics; Wiley-VCH • Linder; Physik für Ingenieure; Hanser Verlag • Kuypers; Physik für Ingenieure und Naturwissenschaftler, Wiley-VHC • Anleitungstexte zum Praktikum, darin aufgeführte Literatur

Lehrveranstaltung und Lehrformen Physikalisches Praktikum LA I Praktikum, 1,5 SWS


Präsenzstunden: 5 Versuche a 3 h Vor- u. Nachbereitung: 15 h pro Versuch Summe:

15 h75 h90 h

Studien- und Prüfungsleistungen Studienleistung: 5 Versuche, Prüfungsleistung: lehrveranstaltungsbegleitende Prüfung: schriftliche Ausarbeitung der 5 Versuche und Kolloquium

Grundlage für ... Modul Physikalisches Praktikum LA III


20

Physikalisches Praktikum für Lehramt III Modulbeschreibung Erläuterung Modulname (Untertitel) Physikalisches Praktikum für Lehramt III Kürzel (z.B. x-Stellen für Studiengang) 08 1000 311


Turnus Teil I jedes Wintersemester, Teil II jedes Sommersemester Sprache deutsch Modulverantwortlicher Dr. Wolf Wölfel; 2. Phys. Institut, Pfaffenwaldring 57, 4.555, Tel.: 65106

e-mail: [email protected]; 1.552, Tel.: 64812 Dozenten Dr. Wolf Wölfel Verwendbarkeit/Zuordnung zum Curriculum

Lehramtsstudiengang Physik, 7. und 8. Fachsemester

Voraussetzungen Module Grundlagen der Experimentalphysik und Fortgeschrittene Experimentalphysik

Lernziele Die Studierenden können einfache elektronische Schaltungen aufbauen, sowie Experimente an komplexen physikalischen Apparaturen durchführen. Sie sind in der Lage, Messdaten zu erfassen, diese auszuwerten und dies zu protokollieren. Die Studierenden können ein überschaubares wissenschaftliches Projekt einschließlich theoretischer Vorbereitung, Durchführung, Auswertung und Präsentation bearbeiten. Sie beherrschen die Präsentationsformen Poster, Vortrag und schriftliche wissenschaftliche Arbeit.

Inhalt Auswahl aus 15 bis 20 grundlegenden, aber komplexeren Experimenten folgender Gebiete der Physik: • Atom- und Kernphysik • Molekül- und Festkörperphysik • Resonanzphänomene • Optik • Tieftemperaturphysik

Literatur/Lernmaterialien • Dobrinski, Krakau, Vogel; Physik für Ingenieure; Teubner Verlag • Demtröder, Wolfgang; Experimentalphysik Bände 2, 3 und 4; Springer

Verlag • Paus, Hans J.; Physik in Experimenten und Beispielen; Hanser Verlag • Halliday, Resnick, Walker; Physik; Wiley-VCH • Bergmann-Schaefer; Lehrbuch der Experimentalphysik; De Gruyter • Paul A. Tipler: Physik, Spektrum Verlag • Cutnell & Johnson; Physics; Wiley-VCH • Linder; Physik für Ingenieure; Hanser Verlag • Kuypers; Physik für Ingenieure und Naturwissenschaftler, Wiley-VHC • Anleitungstexte zum Praktikum, darin aufgeführte Literatur

Lehrveranstaltung und Lehrformen Physikalisches Praktikum LA III, Teil I+ Teil II Praktikum, jeweils 1 SWS


Präsenzstunden: 6 Versuche a 6 h Vor- u. Nachbereitung: 24 h pro Versuch

36 h144 h


21

180 hStudien- und Prüfungsleistungen Studienleistung : Teil I und II insgesamt 6 Versuche,

Prüfungsleistung: lehrveranstaltungsbegleitende Prüfung: schriftliche Ausarbeitung der 6 Versuche; Kolloquium, alternativ Vortrag oder Poster.

Grundlage für ... Modul Wissenschaftliche Arbeit und Staatsexamen


22

Hauptseminar Lehramt - Physik im Alltagsbezug Modulbeschreibung Erläuterung Modulname (Untertitel) Hauptseminar Lehramt – Physik im Alltagsbezug Kürzel (z.B. x-Stellen für Studiengang) 08 1000 313



Turnus Jährlich im Wintersemester Sprache deutsch Modulverantwortlicher Prof. Dr. M. Dressel; 1.Phys.Institut, Pfaffenwaldring 57, 3.549, Tel.: 64946


Prof. Dr. H. Gießen, Prof. Dr. T. Pfau, Prof. Dr. G. Denninger Verwendbarkeit/Zuordnung zum Curriculum

Gymnasiales Lehramt im Fach Physik, Pflichtmodul 8. Fachsemester

Voraussetzungen Module der ersten 7 Fachsemester Lernziele Die Studierenden können physikalische Grundlagen auf die Erklärung von

Alltagsphänomenen anwenden. Sie verfügen über geeignete Recherche-, Präsentations- und Vortragstechniken.

Inhalt Phänomene der Mechanik, Elektrodynamik, Thermodynamik, Statistik und Quantenmechanik im Alltag

Literatur/Lernmaterialien • Kircher, Girwitz, Häußler: Physikdidaktik – Theorie und Praxis, Springer• Paus, Physik in Experimenten und Beispielen, Hanser Verlag (1995)

Lehrveranstaltung und Lehrformen Hauptseminar Lehramt – Physik im Alltagsbezug, Seminar, 2 SWS


Präsenzstunden: 1,5 h (2 SWS)*14 Wochen Nachbereitung: je 1 h pro Präsenzstunde Vorbereitung des eigenen Seminarvortrags Schriftliche Ausarbeitung

21 h21 h42 h

36 h 120 h


Studienleistung: Präsentation Prüfungsleistung: Bewertung des Vortrags und der schriftlichen Ausarbeitung

Grundlage für ... Schulpraxis


23

Vertiefungsmodul Lehramt II - Fortgeschrittene Theoretische Physik oder Experimentalphysik

a) Fortgeschrittene Theoretische Physik Modulbeschreibung Erläuterung Modulname (Untertitel) Vertiefungsmodul Lehramt II – Fortgeschrittene Theoretische Physik Kürzel (z.B. x-Stellen für Studiengang) 08 1000 314


Turnus Jährlich im Wintersemester Sprache deutsch Modulverantwortlicher Prof. Dr. A. Muramatsu, 3. Institut für Theoretische Physik,

Pfaffenwaldring 57, 5.353, Tel. 685 65203; e-mail: [email protected]

Dozenten Prof. Dr. A. Muramatsu, Prof. Dr. U. Seifert, Prof. Dr. P. Büchler, Prof. Dr. C. Holm, Prof. Dr. G. Wunner, Prof. Dr. M. Fähnle, Prof. Dr. J. Main, Prof. Dr. R. Hilfer


Gymnasiales Lehramt im Fach Physik Beifach, Wahlmodul 9. Fachsemester

Voraussetzungen Theoriemodule der vorhergehenden Fachsemester Lernziele Die Studierenden verfügen über vertiefte und formale Kenntnisse der

Quantentheorie und der Phänomene der Vielteilchenphysik. Sie sind in der Lage, Lösungsansätze in aktuellen Bereichen der Physik selbständig zu entwickeln.

Inhalt Fortgeschrittene Quantentheorie: • Identische Teilchen • Feldquantisierung • Streutheorie • Quantendynamik

Literatur/Lernmaterialien • Fetter-Walecka, QuantumTheory of Many-Particle Systems, McGraw-Hill • Negele-Orland, Quantum Man-Particle Systems, Addison-Wesley • Sakurai, Advanced Quantum Mechanics, Addison-Wesley • Sakurai, Napolitano, Modern Quantum Mechanics, Addison-Wesley

Lehrveranstaltung und Lehrformen Vorlesung 4 SWS und Übungen für LA 2 SWS


Vorlesung Präsenzstunden: 3 h (4 SWS)*14 Wochen Vor- u. Nachbereitung: 1 1/4 h pro Präsenzstunde Übungen für LA Präsenzstunden: 1,5 h (2 SWS)*14 Wochen Vor- u. Nachbereitung: 1 3/4 h pro Präsenzstunde

42 h52,5 h

21 h36,5 h


24

Prüfung incl. Vorbereitung 28 h180 h

Studien- und Prüfungsleistungen Studienleistungen: Lösung von Übungsaufgaben Prüfungsleistungen: lehrveranstaltungsbegleitende Prüfung, Art und Umfang der LBP wird vom Dozenten zu Beginn der Veranstaltung bekannt gegeben.

Grundlage für ... Wissenschaftliche Arbeit und Staatsexamen

b) Fortgeschrittene Experimentalphysik Modulbeschreibung Erläuterung Modulname (Untertitel) Vertiefungsmodul Lehramt II – Fortgeschrittene Experimentalphysik Kürzel (z.B. x-Stellen für Studiengang) 08 1000 315


Turnus Jährlich im Wintersemester Sprache deutsch Modulverantwortlicher Prof. Dr. M. Dressel; 1.Phys.Institut, Pfaffenwaldring 57, 3.549, Tel.: 64946




Gymnasiales Lehramt im Fach Physik Beifach, Wahlmodul 9. Fachsemester

Voraussetzungen Experimentalphysikmodule der vorhergehenden Fachsemester Lernziele Die Studierenden verfügen über ein gründliches Verständnis der

fortgeschrittenen Molekül- und Festkörperphysik. Durch die aktive Teilnahme an den Übungsgruppen ist die Kommunikationsfähigkeit und die Methodenkompetenz bei der Umsetzung von Fachwissen gestärkt.

Inhalt Fortgeschrittene Molekül- und Festkörperphysik • Magnetische Eigenschaften des Festkörpers, Ferromagnetismus,

Spintronics • Supraleitung, Supraflüssigkeit, Kohärenzeffekte, BCS-Theorie,

Hochtemperatur-Supraleiter • Niedrigdimensionale Phänomene, Grenzflächen, Oberflächenphysik

und -technologie, Nanostrukturen • Aktuelle Themen der Physik der kondensierten Materie: korrelierte

Elektronensysteme, organische Materialien • Struktur und Bindungen von Molekülen: Symmetrie, theoretische

Ansätze, Anregungen der Moleküle, Makromoleküle • Experimentelle Methoden der Molekül- und Festkörperphysik

Literatur/Lernmaterialien • Atkins: Physikalische Chemie, VCH-Verlag • Atkins/Friedman: Molecular Quantum Mechanics, Oxford University


25

Press • Ashcroft/Mermin: Festkörperphysik, Oldenbourg-Verlag • Ibach/Lüth, Festkörperphysik, Einführung in die Grundlagen,

Springer-Verlag • Kittel, Einführung in die Festkörperphysik, Oldenbourg-Verlag • Ziman, Prinzipien der Festkörpertheorie, Deutsch-Verlag

Lehrveranstaltung und Lehrformen Vorlesung 4 SWS und Übungen für LA 2 SWS


Vorlesung Präsenzstunden: 3 h (4 SWS)*14 Wochen Vor- u. Nachbereitung: 1 1/4 h pro Präsenzstunde Übungen für LA Präsenzstunden: 1,5 h (2 SWS)*14 Wochen Vor- u. Nachbereitung: 1 3/4 h pro Präsenzstunde Prüfung incl. Vorbereitung

42 h52,5 h

21 h36,5 h

28 h180 h

Studien- und Prüfungsleistungen Studienleistungen: Lösung von Übungsaufgaben Prüfungsleistungen: lehrveranstaltungsbegleitende Prüfung, Art und Umfang der LBP wird vom Dozenten zu Beginn der Veranstaltung bekannt gegeben.

Grundlage für ... Wissenschaftliche Arbeit und Staatsexamen


26

Fachdidaktisches Seminar Physik mit Demonstrationsversuchen Modulbeschreibung Erläuterung Modulname (Untertitel) Fachdidaktisches Seminar Physik mit Demonstrationsversuchen Kürzel (z.B. x-Stellen für Studiengang) 08 1000 315


Turnus Jährlich im Wintersemester Sprache deutsch Modulverantwortlicher Prof. Dr. F. Kranzinger; Staatliches Seminar für Didaktik und Lehrerbildung

(Gymnasium) Hospitalstr. 22-24 70174 Stuttgart

Dozenten Prof. Dr. F. Kranzinger Verwendbarkeit/Zuordnung zum Curriculum

Nachbereitung des Schulpraxissemesters / Vorbereitung der Zweiten Phase der Lehramtsausbildung (Referendariat)

Voraussetzungen Empfehlung: Vorlesungen und Seminare aus dem Bildungswissenschaftlichen Begleitstudium des Hauptstudiums

Lernziele Die Studierenden 1) erwerben die Fähigkeit fachdidaktische Theorien / Konzepte in der

Praxis anzuwenden und dabei kritisch zu überprüfen; 2) erwerben die Fähigkeit, ihr eigens praktisches Tun mit kritischer

Distanz zu reflektieren; 3) können für den jeweiligen pädagogischen Kontext (z.B.

Rahmenbedingungen, Voraussetzungen der Schüler/innen) die Orientierungshilfen, die aus der Theorie zu gewinnen sind, nutzen und können ihre Entscheidungen sowohl in normativer Perspektive, als auch im Hinblick auf die Ziel- / Mittelrelation im Rückgriff auf wissenschaftliche Erkenntnisse begründen.

Inhalt 1. Experimentieren und Computereinsatz im Physikuntericht (Messen, Auswerten, Modellierung)

2. Fachdidaktische Rekonstruktion von Fachinhalten 3. Begriffsbildung im Physikunterricht 4. Modellvorstellungen und Modellbildung iim Physikunterricht 5. Fachdidaktische Positionen und Ansätze zum Physikunterricht 6. Auf Physikunterricht bezogene Lehr-Lern-Forschung:

Lernvoraussetzungen, Lernschwierigkeiten und Lernprozesse im Physikunterricht, fachbezogene Präkonzepte von Schülerinnen und Schülern, Interessen von Schülerinnen und Schülern mit Genderaspekten, Heterogenität der Schülerschaft im Hinblick auf Planung und Durchführung von Physikunterricht, Evaluierung von Physikunterricht

Literatur/Lernmaterialien • Kircher, Girwitz, Häußler: Physikdidaktik – Theorie und Praxis, Springer

• Paus, Physik in Experimenten und Beispielen, Hanser Verlag (1995)


27

Lehrveranstaltung und Lehrformen Seminar, 2 SWS und Demonstrationsübungen 2 SWS


Seminar: Präsenzstunden: 1,5 h (2 SWS)*14 Wochen Vor- u. Nachbereitung: 2 pro Präsenzstunde Demonstrationsübungen: Präsenzstunden: 1,5 h (2 SWS)*14 Wochen Vor- u. Nachbereitung: 3 pro Präsenzstunde Schriftliche Arbeit

21 h42 h

21 h63 h

33 h 180 h

Studien- und Prüfungsleistungen Präsentation Erstellung einer schriftlichen Arbeit (z.B. Lehranalyse; Unterrichtsentwurf)

Grundlage für ... Schulpraxis


28

Physikalisches Praktikum für Lehramt Beifach Modulbeschreibung Erläuterung Modulname (Untertitel) Physikalisches Praktikum für Lehramt Beifach Kürzel (z.B. x-Stellen für Studiengang) 08 1100 317

Leistungspunkte (LP) 9 LP Semesterwochenstunden (SWS) 4,0 SWS Moduldauer (Anzahl der Semester) 2 Semester




Lehramtsstudiengang Physik Beifach, Pflichtmodul, 2. Fachsemester

Voraussetzungen Modul Grundlagen der Experimentalphysik I + II: Teil I (Mechanik und Wärmelehre)

Lernziele Die Studierenden können wesentliche physikalische Grundgesetze anhand ausgesuchter Experimente erfassen und anwenden. Die Studierenden lernen, einzelne Experimente unter Anleitung durchzuführen, die Messdaten zu protokollieren und auszuwerten. Sie sind in der Lage, jedes Experiment mit seinen Ergebnissen in einem schriftlichen Bericht zusammenzufassen.

Inhalt Gebiete der Experimentalphysik:Mechanik, Wärmelehre, Strömungslehre, Akustik

Literatur/Lernmaterialien • Dobrinski, Krakau, Vogel; Physik für Ingenieure; Teubner Verlag • Demtröder, Wolfgang; Experimentalphysik Bände 1 und 2; Springer

Verlag • Paus, Hans J.; Physik in Experimenten und Beispielen; Hanser

Verlag • Halliday, Resnick, Walker; Physik; Wiley-VCH • Bergmann-Schaefer; Lehrbuch der Experimentalphysik; De Gruyter • Paul A. Tipler: Physik, Spektrum Verlag • Cutnell & Johnson; Physics; Wiley-VCH • Linder; Physik für Ingenieure; Hanser Verlag • Kuypers; Physik für Ingenieure und Naturwissenschaftler, Wiley-VHC • Anleitungstexte zum Praktikum, darin aufgeführte Literatur


Physikalisches Praktikum LA I Praktikum, 4 SWS


Teil I: Präsenzstunden: 10 Versuche a 3 h Vor- u. Nachbereitung: 15 h pro Versuch Teil II: Präsenzstunden: 5 Versuche a 3 h Vor- u. Nachbereitung: 15 h pro Versuch Summe:

30 h 150 h

15 h75 h

270 h


29

Studien- und Prüfungsleistungen Studienleistung: 15 Versuche, Prüfungsleistung: lehrveranstaltungsbegleitende Prüfung: schriftliche Ausarbeitung der 15 Versuche und Kolloquium

Grundlage für ... Schulpraxis, Staatsexamen


30

Fortgeschrittene Experimentalphysik für Lehramt Beifach Modulbeschreibung Erläuterung Modulname (Untertitel) Fortgeschrittene für Lehramt Beifach Kürzel (z.B. x-Stellen für Studiengang) 08 1000 318


Turnus Jedes Semester Sprache deutsch Modulverantwortlicher Prof. Dr. M. Dressel; 1.Phys.Institut, Pfaffenwaldring 57, 3.549, Tel.: 64946





Voraussetzungen Module Grundlagen der Experimentalphysik Lehramt I + II, III Lernziele Die Studierenden verfügen über ein gründliches Verständnis der Struktur der

Materie bis zur atomaren Skala. Sie kennen die grundlegenden Konzepte der Molekül- und Festkörperphysik und verstehen Molekül- und Materialeigenschaften. Sie verfügen über Kenntnisse der Grundlagen der Materialwissenschaften. Durch die Teilnahme an den Übungsgruppen ist die Kommunikationsfähigkeit und die Methodenkompetenz bei der Umsetzung von Fachwissen gestärkt.

Inhalt Atome und Kerne: • Struktur der Materie: Elementarteilchen und fundamentale Kräfte • Aufbau und Struktur der Atomhülle, des Atomkerns und der Nukleonen • Spin, Drehimpulsaddition, Atome in äußeren Feldern (Feinstruktur,

Hyperfeinstruktur, Zeeman- und Stark-Effekt) • Mehrelektronenatome und Aufbau des Periodensystems • Spektroskopische Methoden der Atom- und Kernphysik

Molekülphysik • Elektrische und magnetische Eigenschaften der Moleküle • Chemische Bindung • Molekülspektroskopie (Rotation- und Schwingungsspektren) • Elektronenzustände und Molekülspektren (Franck-Condon Prinzip,

Auswahlregeln) Festkörperphysik

• Bindungsverhältnisse in Kristallen • Reziprokes Gitter und Kristallstrukturanalyse • Kristallwachstum und Fehlordnung in Kristallen • Gitterdynamik (Phononenspektroskopie, Spezifische Wärme,

Wärmeleitung) • Fermi-Gas freier Elektronen


31

• Energiebänder • Halbleiterkristalle

Literatur/Lernmaterialien Atome und Kerne: • Haken/Wolf, "Physik der Atome und Quanten", Springer Verlag • Mayer-Kuckuk, "Atomphysik", Teubner Verlag • Mayer-Kuckuk, "Kernphysik", Teubner Verlag • Demtröder, "Experimentalphysik 3", Springer Verlag • Frauenfelder, Henley, "Subatomic Physics", Oldenburg Verlag • Stierstadt, "Physik der Materie", Wiley-VCH • Hering, "Angewandte Kernphysik", Teubner Verlag

Molekülphysik: • Haken Wolf, Molekülphysik und Quantenchemie, Springer • Atkins, Friedmann, Molecular Quantum Mechanics, Oxford

Festkörperphysik: • Kittel, „Einführung in die Festkörperphysik“, Oldenbourg-Verlag • Ibach/Lüth, „Festkörperphysik, Einführung in die Grundlagen“, Springer-

Verlag • Ashcroft/Mermin: „Festkörperphysik“, Oldenbourg-Verlag • Kopitzki/Herzog, „Einführung in die Festkörperphysik“, Teubner


Teil I - Atome und Kerne: Vorlesung (4 SWS), und Übung (2 SWS) ODER Teil II – Molekül- u. Festkörperphysik: Vorlesung (4 SWS) und Übung (2 SWS)


Vorlesung Präsenzstunden: 3 h (4 SWS)*14 Wochen Vor- u. Nachbereitung: 1 1/4 h pro Präsenzstunde Übungen für Lehramt: Präsenzstunden: 1,5 h (2 SWS)*14 Wochen Vor- u. Nachbereitung: 1 3/4 h pro Präsenzstunde Prüfung incl. Vorbereitung

42 h 52,5 h

21 h36,5 h

28 h180 h


Studienleistungen: Lösung von Übungsaufgaben Prüfungsleistungen: lehrveranstaltungsbegleitende Prüfung, Art und Umfang der LBP wird vom Dozenten zu Beginn der Veranstaltung bekannt gegeben

Grundlage für ... Staatsexamen Medienform Overhead, Projektion, Tafel, Demonstration Import-Export (von/nach) von: Fakultät 8 / FB Physik


Module des Studiums für das Lehramt an Gymnasien im Fach ... · Literatur/Lernmaterialien • Dennery + Krzywicki, "Mathematics for Physicists", Dover • Arfken, "Mathematical Methods

Documents