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Handbuch der ModulelementeBachelorstudiengang Physik
Department PhysikNaturwissenschaftlich-Technische Fakultat
Universitat Siegen
– ENTWURF –
15. September 2017
Inhaltsverzeichnis1 Struktur des Studiums 1
2 Modulubersicht 42.1 Pflichtbereich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42.2 Wahlbereich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42.3 Liste der Module . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
3 Modulbeschreibungen Pflichtbereich 73.1 Experimentalphysik (B-E) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73.2 Theoretische Physik (B-T) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123.3 Mathematik (B-M) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173.4 Praktika (B-P) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213.5 Proseminar (B-S) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243.6 Bachelorarbeit (B-A) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
4 Modulbeschreibungen Wahlbereich 254.1 Methoden der Experimentalphysik (B-WA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254.2 Experimentelle Festkorperphysik (B-WB) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304.3 Experimentelle Quantenoptik und Nano-Optik (B-WC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334.4 Experimentelle Teilchen- und Astroteilchenphysik (B-WD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 354.5 Spezielle Gebiete der theoretischen Physik (B-WE) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 394.6 Quantentheorie und theoretische Quantenoptik (B-WF) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 434.7 Theoretische Teilchenphysik (B-WG) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 454.8 Computermethoden in der Physik (B-WH) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
Handbuch der Modulelemente – Bachelorstudiengang Physik
1 Struktur des StudiumsDer Bachelorstudiengang Physik ist modular aufgebaut. Der Arbeitsaufwand fur die einzelnen Module wird gemaß demEuropean Credit Transfer and Accumulation System (ECTS) durch Leistungspunkte (LP) quantifiziert. Der Gesamt-aufwand fur das Studium betragt 180 LP.
Die Module verteilen sich auf die folgenden Bereiche
(a) Experimentalphysik (5 Module mit 45 LP)
(b) Theoretische Physik (5 Module mit 42 LP)
(c) Mathematik (4 Module mit 33 LP)
(d) Praktika (3 Module mit 18 LP)
(e) Proseminar (1 Modul mit 6 LP)
(f) Wahlbereich (Module mit insgesamt 24 LP)
(g) Bachelorarbeit (1 Modul mit 12 LP)
Auf den folgenden Seiten ist der empfohlene Studienplan fur einen Studienbeginn im Wintersemester bzw. im Sommer-semester dargestellt. Es ist daruber hinaus jedoch moglich, einzelne Veranstaltungen zu einem fruheren oder spaterenZeitpunkt zu belegen, wobei die inhaltlichen Voraussetzungen der einzelnen Module, die in den Modulbeschreibungen inKapiteln 3 und 4 spezifiziert sind, zu berucksichtigen sind. Bei der Ausgestaltung eines individuellen Studienplans gilt esaußerdem zu beachten, dass die Pflichtveranstaltungen in der Physik im jahrlichen Turnus angeboten werden, so dass sichbei einem Studienbeginn im Sommersemester im Vergleich zum Regelstudienbeginn im Wintersemester Verschiebungenergeben. Da die Veranstaltungen des Department Mathematik in jedem Semester stattfinden, konnen diese auch bei einemStudienbeginn im Sommersemester wie empfohlen belegt werden. Die Veranstaltung ”Mathematische Erganzungen“ wirdnach Bedarf, ggf. in Form eines Tutoriums, auch im Sommersemester angeboten.
1
Handbuch der Modulelemente – Bachelorstudiengang Physik
Studienverlaufsplan (Anfang WS)
1. Semester 2. Semester 3. Semester 4. Semester 5. Semester 6. Semester
Exp.-physik 1Mechanik/Thermo
4V/2U (9)
Exp.-physik 2Elektrodyn/Optik
4V/2U (9)
Exp.-physik 3Quanten/Atom
4V/2U (9)
PrufungExp.-physik 1–3
(–)
Math. Erganz.zur Physik
2V/2U (6)
Exp.-physik 4Molekul/Festkorper
4V/2U (9)
Exp.-physik 5Kerne/Teilchen
4V/2U (9)
Th. Physik 1Math. Methoden
4V/2U (9)
Th. Physik 2Mechanik
4V/2U (9)
Th. Physik 3Feldtheorie
4V/2U (9)
Th. Physik 4Quantenmechanik
4V/2U (9)
PrufungTh. Physik 1–4
(–)
Th. Physik 5Statist. Physik
3V/1U (6)
Analysis 1(Dept. Mathematik)
4V/2U (9)
Analysis 2(Dept. Mathematik)
4V/2U (9)
Lineare Algebra(Dept. Mathematik)
4V/2U (9)
Grundprakt. 1
4P (6)
Grundprakt. 2
4P (6)
Proseminar
2S (6)
Fort.-praktikum
4P (6)
B.-Arbeit
(12)
Wahlbereich
(6)
Wahlbereich
(6)
Wahlbereich
(6)
Wahlbereich
(6)
(33) (33) (30) (30) (30) (24)
2
Handbuch der Modulelemente – Bachelorstudiengang Physik
Studienverlaufsplan (Anfang SS)
1. Semester 2. Semester 3. Semester 4. Semester 5. Semester 6. Semester
Exp.-physik 1Mechanik/Thermo
4V/2U (9)
Exp.-physik 2Elektrodyn/Optik
4V/2U (9)
Exp.-physik 3Quanten/Atom
4V/2U (9)
PrufungExp.-physik 1–3
(–)
Math. Erganz.zur Physik
2V/2U (6)
Exp.-physik 4Molekul/Festkorper
4V/2U (9)
Exp.-physik 5Kerne/Teilchen
4V/2U (9)
Th. Physik 1Math. Methoden
4V/2U (9)
Th. Physik 2Mechanik
4V/2U (9)
Th. Physik 3Feldtheorie
4V/2U (9)
Th. Physik 4Quantenmechanik
4V/2U (9)
PrufungTh. Physik 1–4
(–)
Th. Physik 5Statist. Physik
3V/1U (6)
Analysis 1(Dept. Mathematik)
4V/2U (9)
Analysis 2(Dept. Mathematik)
4V/2U (9)
Lineare Algebra(Dept. Mathematik)
4V/2U (9)
Grundprakt. 1
4P (6)
Grundprakt. 2
4P (6)
Proseminar
2S (6)
Fort.-praktikum
4P (6)
B.-Arbeit
(12)
Wahlbereich
(6)
Wahlbereich
(6)
Wahlbereich
(6)
Wahlbereich
(6)
(33) (33) (30) (30) (27) (27)
3
Handbuch der Modulelemente – Bachelorstudiengang Physik
2 Modulubersicht
2.1 Pflichtbereich1. Experimentalphysik (B-E)
(a) Experimentalphysik 1: Klassische Mechanik und Thermodynamik (WS)
(b) Experimentalphysik 2: Elektrodynamik und Optik (SS)
(c) Experimentalphysik 3: Quanten- und Atomphysik (WS)
(d) Experimentalphysik 4: Spektroskopie, Molekul- und Festkorperphysik (SS)
(e) Experimentalphysik 5: Kern- und Teilchenphysik (WS)
2. Theoretische Physik (B-T)
(a) Theoretische Physik 1: Mathematische Methoden der Theoretischen Physik (SS)
(b) Theoretische Physik 2: Theoretische Mechanik (WS)
(c) Theoretische Physik 3: Klassische Feldtheorie (SS)
(d) Theoretische Physik 4: Quantenmechanik (WS)
(e) Theoretische Physik 5: Statistische Physik (SS)
3. Mathematik (B-M)
(a) Mathematische Erganzungen zur Physik (WS und ggf. SS)
(b) Analysis 1 (WS und SS)
(c) Analysis 2 (WS und SS)
(d) Lineare Algebra (WS und SS)
4. Praktika (B-P)
(a) Grundpraktikum 1 (SS)
(b) Grundpraktikum 2 (WS)
(c) Fortgeschrittenenpraktikum (WS)
5. Proseminar (B-S)
(a) Proseminar Physik (SS)
6. Bachelorarbeit (B-A)
(a) Bachelorarbeit
2.2 WahlbereichDer Wahlbereich setzt sich aus acht verschiedenen Themengebieten zusammen, aus denen jeweils mindestens eine Ver-anstaltung pro Jahr angeboten wird. In der nachfolgenden Liste ist jeweils das Studiensemester angegeben, ab dem derBesuch der Veranstaltung empfohlen wird. Neben den aufgefuhrten Modulen werden auch weitere Wahlfacher des De-partments Physik im Wahlbereich anerkannt. Auf Antrag kann der Prufungsausschuss auch Module aus dem Lehrangebotaußerhalb des Departments Physik zulassen.
A. Methoden der Experimentalphysik (B-WA)
(1) Statistische Methoden der Datenanalyse (ab 5. S.)
(2) Elektronikpraktikum (ab 5. S.)
(3) Detektorphysik (ab 5. S.)
(4) Beschleunigerphysik I (ab 5. S.)
(5) Beschleunigerphysik II (ab 6. S.)
4
Handbuch der Modulelemente – Bachelorstudiengang Physik
B. Experimentelle Festkorperphysik (B-WB)
(1) Einfuhrung in die Kristallographie (ab 1. S.)
(2) Physikalische Kristallographie (ab 3. S.)
(3) Moderne Methoden der Rontgenphysik (ab 5. S.)
C. Experimentelle Quantenoptik und Nano-Optik (B-WC)
(1) Optik (ab 3. S.)
(2) Laserspektroskopie (ab 6. S.)
D. Experimentelle Teilchen- und Astroteilchenphysik (B-WD)
(1) Astrophysik (ab 4. S.)
(2) Strahlenschutzphysik (ab 4. S.)
(3) Astroteilchenphysik (ab 5. S.)
(4) Kosmologie (ab 5. S.)
E. Spezielle Gebiete der theoretischen Physik (B-WE)
(1) Kontinuierliche Symmetriegruppen (ab 3. S.)
(2) Nichtlineare Dynamik und Strukturbildung (ab 3. S.)
(3) Stochastische Prozesse (ab 4. S.)
(4) Allgemeine Relativitatstheorie (ab 5. S.)
F. Quantentheorie und theoretische Quantenoptik (B-WF)
(1) Quanteninformationstheorie (ab 6. S.)
(2) Grundlagenprobleme der Quantenmechanik (ab 6. S.)
G. Theoretische Teilchenphysik (B-WG)
(1) Theoretische Teilchenphysik I (ab 6. S.)
H. Schlusselqualifikation: Computermethoden in der Physik (B-WH)
(1) Computereinsatz in der Physik (ab 1. S.)
(2) Wissenschaftliches Programmieren (ab 2. S.)
(3) Computeralgebra in der theoretischen Physik (ab 5. S.)
5
Handbuch der Modulelemente – Bachelorstudiengang Physik
2.3 Liste der Module
Kurzel Modulbezeichnung LP
B-E1 Experimentalphysik 1 9
B-E2 Experimentalphysik 2 9
B-E3 Experimentalphysik 3 9
B-E4 Experimentalphysik 4 9
B-E5 Experimentalphysik 5 9
B-T1 Theoretische Physik 1 9
B-T2 Theoretische Physik 2 9
B-T3 Theoretische Physik 3 9
B-T4 Theoretische Physik 4 9
B-T5 Theoretische Physik 5 6
B-ME Mathematische Erganzungen zur Physik 6
B-M1 Analysis 1 9
B-M2 Analysis 2 9
B-M3 Lineare Algebra 9
B-P1 Grundpraktikum 1 6
B-P2 Grundpraktikum 2 6
B-P3 Fortgeschrittenenpraktikum 6
B-S Proseminar Physik 6
B-A Bachelorarbeit 12
B-WA1 Statistische Methoden der Datenanalyse 9
B-WA2 Elektronikpraktikum 6
B-WA3 Detektorphysik 6
B-WA4 Beschleunigerphysik I 6
B-WA5 Beschleunigerphysik II 3
B-WB1 Einfuhrung in die Kristallographie 6
B-WB2 Physikalische Kristallographie 6
B-WB3 Moderne Methoden der Rontgenphysik 6
B-WC1 Optik 6
B-WC2 Laserspektroskopie 6
B-WD1 Astrophysik 6
B-WD2 Strahlenschutzphysik 6
B-WD3 Astroteilchenphysik 6
B-WD4 Kosmologie 6
B-WE1 Kontinuierliche Symmetriegruppen 6
B-WE2 Nichtlineare Dynamik und Strukturbildung 6
B-WE3 Stochastische Prozesse 6
B-WE4 Allgemeine Relativitatstheorie 6
B-WF1 Quanteninformationstheorie 9
B-WF2 Grundlagenprobleme der Quantenmechanik 9
B-WG1 Theoretische Teilchenphysik I 9
B-WH1 Computereinsatz in der Physik 6
B-WH2 Wissenschaftliches Programmieren 6
B-WH3 Computeralgebra in der theoretischen Physik 3
6
Handbuch der Modulelemente – Bachelorstudiengang Physik
3 Modulbeschreibungen Pflichtbereich
3.1 Experimentalphysik (B-E)
Modulbezeichnung Experimentalphysik 1
ggf. Untertitel Klassische Mechanik und Thermodynamik
Kurzel B-E1
Bemerkung
LSF-Signatur 4PHY10011V, 4PHY10012V
Studiensemester 1
Turnus jedes WS
Moduldauer 1 Semester
Modulverantwortliche(r) Dozent(in) der experimentellen Physik
Lehrform Vorlesung 4 SWS, Ubung 2 SWS
Arbeitsaufwand 270 h (90 h Kontaktzeit, 180 h Selbststudium)
Leistungspunkte 9
Inhaltliche Voraussetzungen keine
Inhalt Physikalische Grundgroßen, KinematikNewtonsche Axiome, Bewegungsgleichungen, GravitationsgesetzKinetische und potentielle Energie, ErhaltungssatzeScheinkrafte, InertialsystemImpuls, StoßprozesseDrehimpuls, DrehmomentKeplersche GesetzeStarrer Korper, Statik und DynamikSchwingungen und WellenFlussigkeitenTemperatur, Druck, GasgesetzeKinetische GastheorieHauptsatze der ThermodynamikWarmekraftmaschinen, Carnot-Prozess
Studien- /Prufungsleistungen Erfolgreiche Teilnahme an den Ubungen als Zulassungsvoraussetzung fur eineabschließende schriftliche oder mundliche Prufung. Die Anforderungen an dieUbungen werden in der Veranstaltung bekannt gegeben.
Medienformen Vorlesung mit Vorfuhrexperimenten, Tafelanschrieb, Elektronische Medien,Ubungen mit Aufgaben zum Selbststudium.
Literatur Bergmann, Schaefer: Experimentalphysik 1Demtroder: Experimentalphysik 1Giancoli: PhysikHalliday: Physik
7
Handbuch der Modulelemente – Bachelorstudiengang Physik
Modulbezeichnung Experimentalphysik 2
ggf. Untertitel Elektrodynamik und Optik
Kurzel B-E2
Bemerkung
LSF-Signatur 4PHY10021V, 4PHY10022V
Studiensemester 2
Turnus jedes SS
Moduldauer 1 Semester
Modulverantwortliche(r) Dozent(in) der experimentellen Physik
Lehrform Vorlesung 4 SWS, Ubung 2 SWS
Arbeitsaufwand 270 h (90 h Kontaktzeit, 180 h Selbststudium)
Leistungspunkte 9
Inhaltliche Voraussetzungen keine
Inhalt Elektrostatik: Ladungen, Coulombgesetz, elektrisches Feld, Gaußscher Satz,Elektrisches Potential, Kapazitat, Elektrischer Dipol, Dielektrizitatskonstante,Polarisation, Ladung des Elektrons, Millikan. Strom, Ohmsches Gesetz,Kirchhoffsche Regeln, Elektrische Leitung in Flussigkeiten und Gasen.
Magnetostatik: Lorentzkraft, Defintion Ampere, Hall-Effekt, Drehmomentim magnetischen Feld, Elektromotor, Ampere’sches Gesetz, Vektorpotential,Biot-Savart-Gesetz. Magnetische Eigenschaften von Materie: Permeabilitat,Suszeptibilitat, Dia-, Para-, Ferromagnetismus.
Zeitlich veranderliche Felder und Strome: Faradaysches Induktionsgesetz,Maxwell-Gleichungen Wechselstrom, Transformator. ElektromagnetischeSchwingungen und Wellen: Schwingkreise, Hertzscher Dipol, Elektro-magnetische Wellen im Vakuum, Energie-, Impulstransport, Polarisation,Elektromagnetische Wellen in Materie, Absorption, Dispersion, Grenzflachen.
Geometrische Optik: Fermatsches Prinzip, Reflektions- und Brechungs-gesetz, Abbildung, Spiegel, Prismen, Linsen, Fernrohr, Mikroskop.
Wellenoptik: Huygensches Prinzip, Fresnelsche Formeln, Brewsterwinkel,Totalreflektion, Doppelbrechung, zeitliche und raumliche Koharenz,Zweistrahl-Interferenz, Doppelspalt, Interferometer, Vielstrahlinterferenz,Beugung: Fraunhofer- und Fresnel-Beugung.
Studien- /Prufungsleistungen Erfolgreiche Teilnahme an den Ubungen als Zulassungsvoraussetzung fur eineabschließende schriftliche oder mundliche Prufung. Die Anforderungen an dieUbungen werden in der Veranstaltung bekannt gegeben.
Medienformen Vorlesung mit Vorfuhrexperimenten, Tafelanschrieb, Elektronische Medien,Ubungen mit Aufgaben zum Selbststudium.
Literatur Bergmann, Schaefer: Experimentalphysik 2Demtroder: Experimentalphysik 2Giancoli: PhysikHalliday: Physik
8
Handbuch der Modulelemente – Bachelorstudiengang Physik
Modulbezeichnung Experimentalphysik 3
ggf. Untertitel Quanten-und Atomphysik
Kurzel B-E3
Bemerkung
LSF-Signatur 4PHY10031V, 4PHY10032V
Studiensemester 3
Turnus jedes WS
Moduldauer 1 Semester
Modulverantwortliche(r) Dozent(in) der experimentellen Physik
Lehrform Vorlesung 4 SWS, Ubung 2 SWS
Arbeitsaufwand 270 h (90 h Kontaktzeit, 180 h Selbststudium)
Leistungspunkte 9
Inhaltliche Voraussetzungen B-ME, B-E1, B-E2
Inhalt Grenzen der klassischen Physik: Teilcheneigenschaften elektromagnet.Strahlung: photoelektrischer Effekt, Compton-Effekt, Plancksches Strahlungs-gesetz, Teilchen als Wellen: Materiewellen und Wellenfunktionen, Interferenzmit Elektronen und Atomen, de Broglie-Wellenlange, Wahrscheinlichkeits-interpretation.
Grundlagen der Quantenphysik: Stern-Gerlach-Experiment (Richtungs-quantelung, Zufall, Superposition), Messprozess in der QM, Verschrankung,Einstein-Podolsky-Rosen, Bell-Ungleichung, Grundlegende Elemente derQuanten-Informationsverarbeitung. Quantenstruktur der Atome (Bohr,Franck-Hertz etc.), Heisenbergsche Unscharfe-Relation, Kastenpotential,Schrodingergleichung.
Grundlagen des Atombaus: Wasserstoffatom, Elektronenspin, Feinstruk-tur, Zeeman-Effekt, Elektronenspinresonanz, Stark-Effekt, Emission undAbsorption elektromagnet. Strahlung, Hyperfeinstruktur, Schalenmodell,Mehr-Elektronen-Systeme, Periodensystem.
Studien- /Prufungsleistungen Erfolgreiche Teilnahme an den Ubungen als Zulassungsvoraussetzung fur eineabschließende schriftliche oder mundliche Prufung. Die Anforderungen an dieUbungen werden in der Veranstaltung bekannt gegeben.
Medienformen Vorlesung mit Vorfuhrexperimenten, Tafelanschrieb, Elektronische Medien,Ubungen mit Aufgaben zum Selbststudium.
Literatur Gerthsen: PhysikDemtroder: Experimentalphysik 3Haken, Wolf: Atom und Quantenphysik
9
Handbuch der Modulelemente – Bachelorstudiengang Physik
Modulbezeichnung Experimentalphysik 4
ggf. Untertitel Spektroskopie, Molekul- und Festkorperphysik
Kurzel B-E4
Bemerkung
LSF-Signatur 4PHY10041V, 4PHY10042V
Studiensemester 4
Turnus jedes SS
Moduldauer 1 Semester
Modulverantwortliche(r) Dozent(in) der experimentellen Physik
Lehrform Vorlesung 4 SWS, Ubung 2 SWS
Arbeitsaufwand 270 h (90 h Kontaktzeit, 180 h Selbststudium)
Leistungspunkte 9
Inhaltliche Voraussetzungen B-ME, B-E1, B-E2, B-E3
Inhalt Moderne Methoden der Spektroskopie: Laser: Grundlagen, Resonator,Kurzpuls-Laser, Licht-Materie-Wechselwirkung, Laserspektroskopie mithoher spektraler, zeitlicher und raumlicher Auflosung. Lichtkrafte.
Molekulphysik: Molekulbindung, H+2 , H2, Elektronische Zustande zwei-
atomiger Molekule, Rotation und Schwingungen zweiatomiger Molekule,Wellenpakete, Mehratomige Molekule.
Festkorperphysik: Struktur von Einkristallen, Experimentelle Methoden zurStrukturbestimmung, Rontgenspektren, Rontgenbeugung, Reale Kristalle,Moßbauer-Effekt, Freies Elektronengas, Elektronen im periodischen Potential,Supraleitung, Nichtmetallische Leiter, Elektronenemission, Reine Element-halbleiter, Dotierte Halbleiter, Anwendungen von Halbleitern.
Studien- /Prufungsleistungen Erfolgreiche Teilnahme an den Ubungen als Zulassungsvoraussetzung fur eineabschließende schriftliche oder mundliche Prufung. Die Anforderungen an dieUbungen werden in der Veranstaltung bekannt gegeben.
Medienformen Vorlesung mit Vorfuhrexperimenten, Tafelanschrieb, Elektronische Medien,Ubungen mit Aufgaben zum Selbststudium.
Literatur Gerthsen: PhysikDemtroder: Laser SpectroscopyHaken, Wolf: Molekulphysik und QuantenchemieEichler, Eichler: LaserKittel: Festkorperphysik
10
Handbuch der Modulelemente – Bachelorstudiengang Physik
Modulbezeichnung Experimentalphysik 5
ggf. Untertitel Kern- und Teilchenphysik
Kurzel B-E5
Bemerkung
LSF-Signatur 4PHY10051V, 4PHY10052V
Studiensemester 5
Turnus jedes WS
Moduldauer 1 Semester
Modulverantwortliche(r) Dozent(in) der experimentellen Physik
Lehrform Vorlesung 4 SWS, Ubung 2 SWS
Arbeitsaufwand 270 h (90 h Kontaktzeit, 180 h Selbststudium)
Leistungspunkte 9
Inhaltliche Voraussetzungen B-ME, B-E1, B-E2, B-E3
Inhalt Kernmassen, KernspinKernkrafte, SchalenmodellKernzerfalle, α, β, γ-ZerfallKernresonanzabsorptionKernreaktion, Kernfusion, KernspaltungIsospinformalismusQuarkmodell, HadronenWechselwirkung von Teilchen mit MaterieSymmetrien, CP-VerletzungDirac-Gleichung, Quantenelektrodynamik, Feynman-DiagrammeQuark-Parton Modell, StrukturfunktionenSchwache Wechselwirkung, CKM-MatrixQuantenchromodynamik
Studien- /Prufungsleistungen Erfolgreiche Teilnahme an den Ubungen als Zulassungsvoraussetzung fur eineabschließende schriftliche oder mundliche Prufung. Die Anforderungen an dieUbungen werden in der Veranstaltung bekannt gegeben.
Medienformen Vorlesung mit Tafelanschrieb, Elektronische Medien, Ubungen mit Aufgabenzum Selbststudium.
Literatur Mayer-Kuckuk: KernphysikBerger: Elementarteilchenphysik
11
Handbuch der Modulelemente – Bachelorstudiengang Physik
3.2 Theoretische Physik (B-T)
Modulbezeichnung Theoretische Physik 1
ggf. Untertitel Mathematische Methoden der Theoretischen Physik
Kurzel B-T1
Bemerkung
LSF-Signatur 4PHY10111V, 4PHY10112V
Studiensemester 2
Turnus jedes SS
Moduldauer 1 Semester
Modulverantwortliche(r) Dozent(in) der theoretischen Physik
Lehrform Vorlesung 4 SWS, Ubung 2 SWS
Arbeitsaufwand 270 h (90 h Kontaktzeit, 180 h Selbststudium)
Leistungspunkte 9
Inhaltliche Voraussetzungen keine
Inhalt Vektoranalysis und IntegralsatzeFunktionen komplexer Variablen, Analytizitat, ResiduensatzEinfuhrung in die Fourier-AnalyseIntegraltransformationen von Fourier, Laplace und MellinSpezielle Differentialgleichungen und spezielle FunktionenOrthogonale FunktionensystemeEinfuhrung in Partielle DifferentialgleichungenFunktionale und Variationsrechnung
Studien- /Prufungsleistungen Erfolgreiche Teilnahme an den Ubungen als Zulassungsvoraussetzung fur eineabschließende schriftliche oder mundliche Prufung. Die Anforderungen an dieUbungen werden in der Veranstaltung bekannt gegeben.
Medienformen Vorlesung mit Tafelanschrieb, Ubungen mit Aufgaben zum Selbststudium.
Literatur Lang, Pucker: Mathematische Methoden in der PhysikGroßmann: Mathematischer Einfuhrungskurs fur die PhysikChow: Mathematical Methods for Physicists: A Concise IntroductionBronstein, Semendjajew: Taschenbuch der Mathematik
12
Handbuch der Modulelemente – Bachelorstudiengang Physik
Modulbezeichnung Theoretische Physik 2
ggf. Untertitel Theoretische Mechanik
Kurzel B-T2
Bemerkung
LSF-Signatur 4PHY10121V, 4PHY10122V
Studiensemester 3
Turnus jedes WS
Moduldauer 1 Semester
Modulverantwortliche(r) Dozent(in) der theoretischen Physik
Lehrform Vorlesung 4 SWS, Ubung 2 SWS
Arbeitsaufwand 270 h (90 h Kontaktzeit, 180 h Selbststudium)
Leistungspunkte 9
Inhaltliche Voraussetzungen B-ME, B-T1, B-M1
Inhalt Newtonsche AxiomeKoordinatensysteme, Transformationen, ZwangsbedingungenLagrangeformalismus, Hamiltonsches PrinzipErhaltungssatze, Noether-TheoremZweikorperproblemRotierende Bezugssysteme, starre KorperSysteme von Massenpunkten, kleine SchwingungenHamiltonformalismus, kanonische Transformationen, PoissonklammernHamilton-Jacobi-TheorieSpezielle Relativitatstheorie
Studien- /Prufungsleistungen Erfolgreiche Teilnahme an den Ubungen als Zulassungsvoraussetzung fur eineabschließende schriftliche oder mundliche Prufung. Die Anforderungen an dieUbungen werden in der Veranstaltung bekannt gegeben.
Medienformen Vorlesung mit Tafelanschrieb, Ubungen mit Aufgaben zum Selbststudium.
Literatur Fließbach: MechanikGoldstein, Poole, Safko: Klassische MechanikNolting: Grundkurs Theoretische Physik 1+2Kuypers: Klassische MechanikScheck: Theoretische Physik 1Landau-Lifschitz: Mechanik (Bd. I)Arnold: Mathematische Methoden der klassischen Mechanik
13
Handbuch der Modulelemente – Bachelorstudiengang Physik
Modulbezeichnung Theoretische Physik 3
ggf. Untertitel Klassische Feldtheorie
Kurzel B-T3
Bemerkung
LSF-Signatur 4PHY10131V, 4PHY10132V
Studiensemester 4
Turnus jedes SS
Moduldauer 1 Semester
Modulverantwortliche(r) Dozent(in) der theoretischen Physik
Lehrform Vorlesung 4 SWS, Ubung 2 SWS
Arbeitsaufwand 270 h (90 h Kontaktzeit, 180 h Selbststudium)
Leistungspunkte 9
Inhaltliche Voraussetzungen B-ME, B-T1, B-T2, B-E1, B-M1, B-M2, B-M3
Inhalt Felder und Feldgleichungen im VakuumElektrostatik und MagnetostatikGreensche Funktionen, Koordinatensysteme, MultipolentwicklungWellen, Eichinvarianz, EnergietransportElektrostatik und -dynamik in MaterieRelativistische Formulierung der ElektrodynamikPrinzipien der allgemeinen Relativitatstheorie
Studien- /Prufungsleistungen Erfolgreiche Teilnahme an den Ubungen als Zulassungsvoraussetzung fur eineabschließende schriftliche oder mundliche Prufung. Die Anforderungen an dieUbungen werden in der Veranstaltung bekannt gegeben.
Medienformen Vorlesung mit Tafelanschrieb, Ubungen mit Aufgaben zum Selbststudium.
Literatur Jackson: Klassische ElektrodynamikFließbach: ElektrodynamikNolting: Grundkurs Theoretische Physik 3Scheck: Theoretische Physik 3Landau-Lifschitz: Klassische Feldtheorie (Bd. II)
14
Handbuch der Modulelemente – Bachelorstudiengang Physik
Modulbezeichnung Theoretische Physik 4
ggf. Untertitel Quantenmechanik
Kurzel B-T4
Bemerkung
LSF-Signatur 4PHY10141V, 4PHY10142V
Studiensemester 5
Turnus jedes WS
Moduldauer 1 Semester
Modulverantwortliche(r) Dozent(in) der theoretischen Physik
Lehrform Vorlesung 4 SWS, Ubung 2 SWS
Arbeitsaufwand 270 h (90 h Kontaktzeit, 180 h Selbststudium)
Leistungspunkte 9
Inhaltliche Voraussetzungen B-ME, B-T1, B-T2, B-T3, B-E1, B-E2, B-M1, B-M2, B-M3
Inhalt Zustandsraum, SuperpositionsprinzipObservable und WahrscheinlichkeitsinterpretationDirac-Formalismus und Wellenfunktionen in Orts- und ImpulsraumHamiltonoperator und SchrodingergleichungEinfache quantenmechanische Systeme: Harmonischer Oszillator, H-AtomKorrespondenzprinzip und UnscharferelationenDrehimpulsalgebra und Clebsch-Gordan-KoeffizientenStationare und zeitabhangige StorungstheorieStreutheorie
Studien- /Prufungsleistungen Erfolgreiche Teilnahme an den Ubungen als Zulassungsvoraussetzung fur eineabschließende schriftliche oder mundliche Prufung. Die Anforderungen an dieUbungen werden in der Veranstaltung bekannt gegeben.
Medienformen Vorlesung mit Tafelanschrieb, Ubungen mit Aufgaben zum Selbststudium.
Literatur Schwabl: QuantenmechanikCohen-Tannoudji: QuantenmechanikMessiah: QuantenmechanikFließbach: QuantenmechanikNolting: Grundkurs Theoretische Physik 5
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Handbuch der Modulelemente – Bachelorstudiengang Physik
Modulbezeichnung Theoretische Physik 5
ggf. Untertitel Statistische Physik
Kurzel B-T5
Bemerkung
LSF-Signatur 4PHY10151V, 4PHY10152V
Studiensemester 6
Turnus jedes SS
Moduldauer 1 Semester
Modulverantwortliche(r) Dozent(in) der theoretischen Physik
Lehrform Vorlesung 3 SWS, Ubung 1 SWS
Arbeitsaufwand 180 h (60 h Kontaktzeit, 120 h Selbststudium)
Leistungspunkte 6
Inhaltliche Voraussetzungen B-ME, B-T1, B-T2, B-T3, B-T4, B-E1, B-E2, B-M1, B-M2, B-M3
Inhalt Grundlagen der WahrscheinlichkeitstheorieDichtematrix in der Quantenstatistik, Entropie, Statistische EnsemblesVergleich von klassischer und quantenmechanischer FormulierungFundamentalbeziehung und Hauptsatze, Thermodynamische PotentialeIdeale Quantengase und SpinsystemeReale Gase und Theorie der Phasenubergange
Studien- /Prufungsleistungen Erfolgreiche Teilnahme an den Ubungen als Zulassungsvoraussetzung fur eineabschließende schriftliche oder mundliche Prufung. Die Anforderungen an dieUbungen werden in der Veranstaltung bekannt gegeben.
Medienformen Vorlesung mit Tafelanschrieb, Ubungen mit Aufgaben zum Selbststudium.
Literatur Fließbach: Statistische PhysikNolting: Grundkurs Theoretische Physik 6Landau-Lifschitz: Statistische Physik Teil 1 (Bd. V)Schwabl: Statistische Mechanik
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Handbuch der Modulelemente – Bachelorstudiengang Physik
3.3 Mathematik (B-M)
Modulbezeichnung Mathematische Erganzungen zur Physik
ggf. Untertitel
Kurzel B-ME
Bemerkung
LSF-Signatur 4PHY10101V, 4PHY10102V
Studiensemester 1
Turnus jedes WS (wird ggf. auch in Form eines Tutoriums im SS angeboten)
Moduldauer 1 Semester
Modulverantwortliche(r) Dozent(in) der theoretischen Physik
Lehrform Vorlesung 2 SWS, Ubung 2 SWS
Arbeitsaufwand 180 h (60 h Kontaktzeit, 120 h Selbststudium)
Leistungspunkte 6
Inhaltliche Voraussetzungen keine
Inhalt Reelle und komplexe ZahlenElementare FunktionenVektorraume und MatrizenVektoralgebraEigenvektoren und EigenwerteDifferentialrechnungTaylorentwicklungIntegralrechnungGewohnliche Differentialgleichungen
Studien- /Prufungsleistungen Erfolgreiche Teilnahme an den Ubungen als Zulassungsvoraussetzung fur eineabschließende schriftliche oder mundliche Prufung. Die Anforderungen an dieUbungen werden in der Veranstaltung bekannt gegeben.
Medienformen Vorlesung mit Tafelanschrieb, Ubungen mit Aufgaben zum Selbststudium.
Literatur Großmann: Mathematischer Einfuhrungskurs fur die PhysikPapula: Mathematik fur Ingenieure und NaturwissenschaftlerJanich: Analysis fur Physiker und IngenieureFischer, Kaul: Mathematik fur PhysikerTeubner Taschenbuch der Mathematik
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Handbuch der Modulelemente – Bachelorstudiengang Physik
Modulbezeichnung Analysis 1
ggf. Untertitel
Kurzel B-M1
Bemerkung
LSF-Signatur 4MATHP110V, 4MATHP111V
Studiensemester 1
Turnus jedes Semester
Moduldauer 1 Semester
Modulverantwortliche(r) Dozent(in) der Mathematik
Lehrform Vorlesung 4 SWS, Ubung 2 SWS
Arbeitsaufwand 270 h (90 h Kontaktzeit, 180 h Selbststudium)
Leistungspunkte 9
Inhaltliche Voraussetzungen keine
Inhalt Reelle und komplexe Zahlen, axiomatische CharakterisierungFolgen, Reihen, KonvergenzkriterienStetigkeit reeller FunktionenHauptsatz uber stetige Funktionen auf abgeschlossenen IntervallenDifferenzierbarkeit reeller FunktionenMittelwertsatz, Taylorentwicklung, ExtremwerteReihen von Funktionen, gleichmaßige KonvergenzPotenzreihen, analytische FunktionenExponentialfunktion, LogarithmusTrigonometrische und hyperbolische FunktionenLineare Differentialgleichungen mit konstanten KoeffizientenRiemann-Integration, Hauptsatz der Differential- und IntegralrechnungIntegrationstechniken
Studien- /Prufungsleistungen Erfolgreiche Teilnahme an den Ubungen als Zulassungsvoraussetzung fur eineabschließende schriftliche oder mundliche Prufung. Die Anforderungen an dieUbungen werden in der Veranstaltung bekannt gegeben.
Medienformen Vorlesung mit Tafelanschrieb, Ubungen mit Aufgaben zum Selbststudium.
Literatur Behrends: AnalysisForster: Analysis 1Heuser: Lehrbuch der Analysis 1Konigsberger: Analysis 1Knopp, v. Mangoldt: Einfuhrung in die hohere MathematikWalter: Analysis
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Handbuch der Modulelemente – Bachelorstudiengang Physik
Modulbezeichnung Analysis 2
ggf. Untertitel
Kurzel B-M2
Bemerkung
LSF-Signatur 4MATHA410V, 4MATHA411V
Studiensemester 2
Turnus jedes Semester
Moduldauer 1 Semester
Modulverantwortliche(r) Dozent(in) der Mathematik
Lehrform Vorlesung 4 SWS, Ubung 2 SWS
Arbeitsaufwand 270 h (90 h Kontaktzeit, 180 h Selbststudium)
Leistungspunkte 9
Inhaltliche Voraussetzungen B-M1
Inhalt Normierte, endlich-dimensionale reelle Vektorraume, euklidische RaumeTopologische Grundbegriffe, Abgeschlossenheit, Kompaktheit, VollstandigkeitPartielle und totale Differenzierbarkeit von reellwertigen FunktionenImplizite Funktionen, UmkehrfunktionTaylor-Formel in mehreren VeranderlichenExtremwerte von Funktionen in mehreren Variablen (mit Nebenbedingungen)Kurvenintegrale
Studien- /Prufungsleistungen Erfolgreiche Teilnahme an den Ubungen als Zulassungsvoraussetzung fur eineabschließende schriftliche oder mundliche Prufung. Die Anforderungen an dieUbungen werden in der Veranstaltung bekannt gegeben.
Medienformen Vorlesung mit Tafelanschrieb, Ubungen mit Aufgaben zum Selbststudium.
Literatur Behrends: AnalysisForster: Analysis 2Heuser: Lehrbuch der Analysis 2Konigsberger: Analysis 2Knopp, v. Mangoldt: Einfuhrung in die hohere MathematikWalter: Analysis
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Handbuch der Modulelemente – Bachelorstudiengang Physik
Modulbezeichnung Lineare Algebra
ggf. Untertitel
Kurzel B-M3
Bemerkung
LSF-Signatur 4MATHR403V, 4MATHR404V
Studiensemester 1
Turnus jedes Semester
Moduldauer 1 Semester
Modulverantwortliche(r) Dozent(in) der Mathematik
Lehrform Vorlesung 4 SWS, Ubung 2 SWS
Arbeitsaufwand 270 h (90 h Kontaktzeit, 180 h Selbststudium)
Leistungspunkte 9
Inhaltliche Voraussetzungen keine
Inhalt Algebraische Grundbegriffe: Gruppen, Ringe, KorperVektorraume: Erzeugendensysteme, BasisLineare Abbildungen: Darstellung durch Matrizen, MatrizenrechnungLosen von linearen Gleichungssystemen, RangDeterminanten: Permutationen, Entwicklungssatz, Produktsatz
Studien- /Prufungsleistungen Erfolgreiche Teilnahme an den Ubungen als Zulassungsvoraussetzung fur eineabschließende schriftliche oder mundliche Prufung. Die Anforderungen an dieUbungen werden in der Veranstaltung bekannt gegeben.
Medienformen Vorlesung mit Tafelanschrieb, Ubungen mit Aufgaben zum Selbststudium.
Literatur Fischer: Lineare AlgebraKersten: Analytische Geometrie und Lineare AlgebraKlingenberg: Lineare Algebra und analytische Geometrie
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Handbuch der Modulelemente – Bachelorstudiengang Physik
3.4 Praktika (B-P)
Modulbezeichnung Grundpraktikum 1
ggf. Untertitel
Kurzel B-P1
Bemerkung
LSF-Signatur 4PHY10074V
Studiensemester 2
Turnus jedes SS
Moduldauer 1 Semester
Modulverantwortliche(r) Dozent(in) der experimentellen Physik
Lehrform Praktikum 4 SWS
Arbeitsaufwand 180 h (60 h Kontaktzeit, 120 h Selbststudium)
Leistungspunkte 6
Inhaltliche Voraussetzungen B-E1
Inhalt Einfuhrung in die FehlerrechnungGekoppelte PendelErzwungene SchwingungenTorsionVerhaltnis der Warmekapazitaten cp/cVFrequenzgang von WechselstromwiderstandenLinsenKalorimetrie
Studien- /Prufungsleistungen Die durchgefuhrten Versuche und die Protokolle mit Auswertung werden te-stiert. Die Anforderungen an die Protokolle werden in der Veranstaltung be-kannt gegeben.
Medienformen Angeleitetes Experimentieren, Tafelarbeit, elektronische Medien.
Literatur Bergmann, Schaefer: Experimentalphysik 1Demtroder: Experimentalphysik 1Halliday: PhysikEichler, Kronfeldt, Sahm: Das neue physikalische Grundpraktikum
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Handbuch der Modulelemente – Bachelorstudiengang Physik
Modulbezeichnung Grundpraktikum 2
ggf. Untertitel
Kurzel B-P2
Bemerkung
LSF-Signatur 4PHY10084V
Studiensemester 3
Turnus jedes WS
Moduldauer 1 Semester
Modulverantwortliche(r) Dozent(in) der experimentellen Physik
Lehrform Praktikum 4 SWS
Arbeitsaufwand 180 h (60 h Kontaktzeit, 120 h Selbststudium)
Leistungspunkte 6
Inhaltliche Voraussetzungen B-E1, B-E2, B-P1
Inhalt PolarisationBeugungMikroskopAbsorption von β- und γ-StrahlungStrahlenschutzbelehrungFranck-Hertz-VersuchBestimmung der Elementarladung nach MillikanBestimmung des Planckschen WirkungsquantumsBestimmung der spezifischen Ladung des ElektronsAtomspektrenElektromagnetische Schwingkreise
Studien- /Prufungsleistungen Die durchgefuhrten Versuche und die Protokolle mit Auswertung werden te-stiert. Die Anforderungen an die Protokolle werden in der Veranstaltung be-kannt gegeben.
Medienformen Angeleitetes Experimentieren, Tafelarbeit, elektronische Medien.
Literatur Bergmann, Schaefer: ExperimentalphysikDemtroder: ExperimentalphysikHalliday: PhysikEichler, Kronfeldt, Sahm: Das neue physikalische Grundpraktikum
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Handbuch der Modulelemente – Bachelorstudiengang Physik
Modulbezeichnung Fortgeschrittenenpraktikum
ggf. Untertitel
Kurzel B-P3
Bemerkung
LSF-Signatur 4PHY10094V
Studiensemester 5
Turnus jedes WS
Moduldauer 1 Semester
Modulverantwortliche(r) Dozent(in) der experimentellen Physik
Lehrform Praktikum 4 SWS
Arbeitsaufwand 180 h (60 h Kontaktzeit, 120 h Selbststudium)
Leistungspunkte 6
Inhaltliche Voraussetzungen B-ME, B-E1, B-E2, B-E3, B-E4
Inhalt LaserinterferometrieMikrokontrollerMonte-Carlo-SimulationenElektrodynamische Falle fur ionisierte TeilchenKosmische Strahlung, Luftschauer, Cherenkovlicht, MyonzerfallCharakteristika unterschiedlicher physikalischer Systeme und MethodenUbergreifende Fragestellungen der Experimentalphysik
Studien- /Prufungsleistungen Die durchgefuhrten Versuche und die Protokolle mit Auswertung werden te-stiert. Die Anforderungen an die Protokolle werden in der Veranstaltung be-kannt gegeben.
Medienformen Anleitung zum selbstandigen Experimentieren, Tafelarbeit, elektronische Me-dien.
Literatur Bergmann, Schaefer: ExperimentalphysikDemtroder: ExperimentalphysikHalliday: Physik
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Handbuch der Modulelemente – Bachelorstudiengang Physik
3.5 Proseminar (B-S)
Modulbezeichnung Proseminar Physik
ggf. Untertitel
Kurzel B-S
Bemerkung
LSF-Signatur 4PHY10063V
Studiensemester ab 4. Semester
Turnus jedes SS
Moduldauer 1 Semester
Modulverantwortliche(r) Dozent(in) der experimentellen Physik
Lehrform Seminar 2 SWS
Arbeitsaufwand 180 h (30 h Kontaktzeit, 150 h Selbststudium)
Leistungspunkte 6
Inhaltliche Voraussetzungen B-E1, B-E2, B-E3
Inhalt Themen aus dem Kanon der Experimentalphysik 1-3
Studien- /Prufungsleistungen Vortrag
Medienformen Vortrag, elektronische Medien
Literatur Wird in der Veranstaltung bekannt gegeben.
3.6 Bachelorarbeit (B-A)
Modulbezeichnung Bachelorarbeit
ggf. Untertitel
Kurzel B-A
Bemerkung
Studiensemester 6
Moduldauer 1 Semester
Modulverantwortliche(r) Dozent(in) der Physik
Lehrform Betreutes Projekt
Arbeitsaufwand 360 h
Leistungspunkte 12
Inhaltliche Voraussetzungen Alle Module aus dem Pflichtbereich
Inhalt Themenstellung je nach Ausrichtung der Arbeit
Studien- /Prufungsleistungen Benotete schriftliche Arbeit
Medienformen Angeleitete Projektarbeit
Literatur Abhangig vom gewahlten Themengebiet
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Handbuch der Modulelemente – Bachelorstudiengang Physik
4 Modulbeschreibungen Wahlbereich
4.1 Methoden der Experimentalphysik (B-WA)
Modulbezeichnung Statistische Methoden der Datenanalyse
ggf. Untertitel
Kurzel B-WA1
Bemerkung entspricht dem Modul M-WA1 des Masterstudiengangs
LSF-Signatur 4PHY91011V, 4PHY91012V
Studiensemester ab 5. Semester
Turnus jahrlich mind. eine Veranstaltung aus Wahlbereich B-WA
Moduldauer 1 Semester
Modulverantwortliche(r) Dozent(in) der experimentellen Physik
Lehrform Vorlesung 3 SWS, Ubung 3 SWS
Arbeitsaufwand 270 h (90 h Kontaktzeit, 180 h Selbststudium)
Leistungspunkte 9
Inhaltliche Voraussetzungen B-E1, B-E2, B-ME, B-M1, B-M3
Inhalt Beschreibung von Daten, Deskriptive StatistikFundamentale Konzepte und Begriffe der StatistikWahrscheinlichkeitsdichteverteilungenMonte-Carlo-MethodeParameterschatzungHypothesentestsKonfidenzintervalle und AusschlußgrenzenEreignisklassifikationSystematische UnsicherheitenMultivariate Methoden
Studien- /Prufungsleistungen Regelmaßige Teilnahme an den Ubungen als Voraussetzung fur eine abschlie-ßende schriftliche oder mundliche Prufung.
Medienformen Vorlesung mit Tafelanschrieb, elektronische Medien, Ubungen mit Aufgabenzum Selbststudium, praktische Ubungen mit Datenanalysesoftware auf demRechner.
Literatur Barlow: Statistics – A Guide to the Use of Statistical Methods in the PhysicalSciencesBevan: Statistical Data Analysis for the Physical SciencesBlobel, Lohrmann: Statistische und numerische Methoden der DatenanalyseBohm, Zech: Introduction to Statistics and Data Analysis for PhysicistsBrandt: Datenanalyse fur Naturwissenschaftler und IngenieureCowan: Statistical Data Analysis
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Handbuch der Modulelemente – Bachelorstudiengang Physik
Modulbezeichnung Elektronikpraktikum
ggf. Untertitel
Kurzel B-WA2
Bemerkung entspricht dem Modul M-WA2 des Masterstudiengangs
LSF-Signatur 4PHY91021V, 4PHY91022V
Studiensemester ab 5. Semester
Turnus jahrlich mind. eine Veranstaltung aus Wahlbereich B-WA
Moduldauer 1 Semester
Modulverantwortliche(r) Dozent(in) der experimentellen Physik
Lehrform Vorlesung 2 SWS, Ubung 4 SWS
Arbeitsaufwand 180 h (90 h Kontaktzeit, 90 h Selbststudium)
Leistungspunkte 6
Inhaltliche Voraussetzungen B-E2
Inhalt Einfuhrung in PSPICEPassive Bauelemente: Widerstand, Kondensator, SpuleEinfuhrung in die HalbleiterphysikDiodenschaltungenTransistorschaltungenFeldeffekttransistorenOperationsverstarker
Studien- /Prufungsleistungen Regelmaßige Teilnahme an den Ubungen als Voraussetzung fur eine abschlie-ßende schriftliche oder mundliche Prufung.
Medienformen Vorlesung mit Tafelanschrieb, elektronische Medien, Simulationen am PC undpraktische Ubungen mit diskreten Bauelementen.
Literatur Duyan, Hahnloser, Traeger: PSPICEHering, Bressler, Gutekunst: Elektronik fur IngenieureHorowitz, Hill: The Art of ElectronicsTietze, Schenk: Halbleiter-Schaltungstechnikv.Wangenheim: PC-Simulation elektronischer Grundschaltungen
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Handbuch der Modulelemente – Bachelorstudiengang Physik
Modulbezeichnung Detektorphysik
ggf. Untertitel
Kurzel B-WA3
Bemerkung entspricht dem Modul M-WA3 des Masterstudiengangs
LSF-Signatur 4PHY91031V, 4PHY91032V
Studiensemester ab 5. Semester
Turnus jahrlich mind. eine Veranstaltung aus Wahlbereich B-WA
Moduldauer 1 Semester
Modulverantwortliche(r) Dozent(in) der experimentellen Teilchenphysik
Lehrform Vorlesung 3 SWS, Ubung 1 SWS
Arbeitsaufwand 180 h (60 h Kontaktzeit, 120 h Selbststudium)
Leistungspunkte 6
Inhaltliche Voraussetzungen B-E1, B-E2, B-E3, B-E4
Inhalt Wechselwirkung zwischen Teilchen und MaterieDetektoreigenschaftenGasgefullte DetektorenFestkorperdetektorenTeilchenidentifikationMedizinische Anwendungen
Studien- /Prufungsleistungen Regelmaßige Teilnahme an den Ubungen als Voraussetzung fur eine abschlie-ßende schriftliche oder mundliche Prufung.
Medienformen Vorlesung mit Tafelanschrieb, elektronische Medien, Ubungen mit Aufgabenzum Selbststudium.
Literatur Grupen, Schwartz: Particle DetectorsGrupen, Buvat: Handbook of Particle Detection and ImagingKolanowksi, Wermes: Teilchendetektoren
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Handbuch der Modulelemente – Bachelorstudiengang Physik
Modulbezeichnung Beschleunigerphysik I
ggf. Untertitel
Kurzel B-WA4
Bemerkung
LSF-Signatur 4PHY81031V, 4PHY81032V
Studiensemester ab 5. Semester
Turnus jahrlich mind. eine Veranstaltung aus Wahlbereich B-WA
Moduldauer 1 Semester
Modulverantwortliche(r) Dozent(in) der experimentellen Teilchenphysik
Lehrform Vorlesung 2 SWS, Praktikum 2 SWS, Exkursion (Blockveranstaltung)
Arbeitsaufwand 180 h (60 h Kontaktzeit, 120 h Selbststudium)
Leistungspunkte 6
Inhaltliche Voraussetzungen B-E1, B-E2, B-T2, B-P1, B-P2
Inhalt Historie und Anwendungen der BeschleunigerKomponenten der BeschleunigerNormalleitende und supraleitende HF ResonatorenMagnete, Strahldiagnose, InjektionssystemeLongitudinale Strahldynamik, PhasenfokussierungLineare, transversale StrahldynamikTransportmatrizen, Twiss Parameter, StrahleigenschaftenPeriodische Systeme und StrahlstabilitatChromatische EffekteSynchrotronstrahlung, StrahlungseffektePraktikum: Messung/Simulation von Resonatoren, MagnetenExperimente an einem BeschleunigerExkursion: Besichtigung mehrerer Beschleuniger
Studien- /Prufungsleistungen Regelmaßige Teilnahme an den Ubungen als Voraussetzung fur eine abschlie-ßende schriftliche oder mundliche Prufung.
Medienformen Vorlesung mit Tafelanschrieb, elektronische Medien, Ubungen mit Aufgabenzum Selbststudium.
Literatur Wille: The Physics of Particle AcceleratorsWiedemann: Particle Accelerator PhysicsWangler: RF Linear AcceleratorsEdwards, Syphers: An Introduction to the Physics of High Energy Accelerators
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Handbuch der Modulelemente – Bachelorstudiengang Physik
Modulbezeichnung Beschleunigerphysik II
ggf. Untertitel Supraleitende HF Systeme
Kurzel B-WA5
Bemerkung entspricht dem Modul M-WA4 des Masterstudiengangs
LSF-Signatur 4PHY91041V, 4PHY91042V
Studiensemester ab 6. Semester
Turnus jahrlich mind. eine Veranstaltung aus Wahlbereich B-WA
Moduldauer 1 Semester
Modulverantwortliche(r) Dozent(in) der experimentellen Teilchenphysik
Lehrform Vorlesung 1 SWS, Praktikum 1 SWS (Blockveranstaltung)
Arbeitsaufwand 90 h (30 h Kontaktzeit, 60 h Selbststudium)
Leistungspunkte 3
Inhaltliche Voraussetzungen B-WA4
Inhalt Ruckblick Kupfer HF Kavitaten und deren Grenzen (Verluste, HOMs)Vorteile der supraleitenden ResonatorenEinfuhrung in die SupraleitungTheorie der supraleitenden HF SystemePraktische Limits und LosungenProduktion und Behandlung von SHF SystemenHOM Dampfer, Tuner, MagnetschildePraktikum: Simulationen von SHF Systemen
Studien- /Prufungsleistungen Auswertung des Praktikumberichts
Medienformen Vorlesung mit Tafelanschrieb, elektronische Medien, Ubungen mit Aufgabenzum Selbststudium.
Literatur Padamsee, Knobloch, Hays: Superconducting RF for Particle Accelerators
29
Handbuch der Modulelemente – Bachelorstudiengang Physik
4.2 Experimentelle Festkorperphysik (B-WB)
Modulbezeichnung Einfuhrung in die Kristallographie
ggf. Untertitel
Kurzel B-WB1
Bemerkung
LSF-Signatur 4PHY83011V, 4PHY83012V
Studiensemester ab 1. Semester
Turnus jahrlich mind. eine Veranstaltung aus Wahlbereich B-WB
Moduldauer 1 Semester
Modulverantwortliche(r) Dozent(in) der experimentellen Festkorperphysik
Lehrform Vorlesung 2 SWS, Ubung 2 SWS
Arbeitsaufwand 180 h (60 h Kontaktzeit, 120 h Selbststudium)
Leistungspunkte 6
Inhaltliche Voraussetzungen keine
Inhalt Der Symmetriebegriff, 2D Symmetrielemente, 2D Bravaisgitter3D Bravaisgitter, 3D Symmetrieelemente, 7 KristallsystemeEinfuhrung in die 32 KristallklassenWullsches Netz, Stereographische ProjektionKristallsymmetrie, Stereographische ProjektionEinfuhrung in die 230 RaumgruppenBeispiele von RaumgruppensymmetrieInternational Tables of X-ray Crystallography
Studien- /Prufungsleistungen Regelmaßige Teilnahme an den Ubungen als Voraussetzung fur eine abschlie-ßende schriftliche oder mundliche Prufung.
Medienformen Vorlesung mit Tafelanschrieb, elektronische Medien, Ubungen mit Aufgabenzum Selbststudium.
Literatur Kleber: Einfuhrung in die KristallographieKittel: Einfuhrung in die Festkorperphysik
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Handbuch der Modulelemente – Bachelorstudiengang Physik
Modulbezeichnung Physikalische Kristallographie
ggf. Untertitel
Kurzel B-WB2
Bemerkung
LSF-Signatur 4PHY83021V, 4PHY83022V
Studiensemester ab 3. Semester
Turnus jahrlich mind. eine Veranstaltung aus Wahlbereich B-WB
Moduldauer 1 Semester
Modulverantwortliche(r) Dozent(in) der experimentellen Festkorperphysik
Lehrform Vorlesung 2 SWS, Ubung 2 SWS
Arbeitsaufwand 180 h (60 h Kontaktzeit, 120 h Selbststudium)
Leistungspunkte 6
Inhaltliche Voraussetzungen B-ME, B-E1, B-T1
Inhalt Tensoreigenschaften der KristalleSymmetrieelemente in TensorformTesnorreduktion infolge der Wirkung von SymmetrieelementenTensoreigenschaften 1.Stufe - PyroelektrizitatTensoreigenschaften 2.Stufe - Verzerrungsstensor, SpannungstensoreTensoreigenschaften 3.Stufe - PiezoelastizitatTensoreigenschaften 4.Stufe - ElastizitatstensorTensoren hoherer StufeAllgemeine Zusammenhangen zwischen Tensoreigenschaften
Studien- /Prufungsleistungen Regelmaßige Teilnahme an den Ubungen als Voraussetzung fur eine abschlie-ßende schriftliche oder mundliche Prufung.
Medienformen Vorlesung mit Tafelanschrieb, elektronische Medien, Ubungen mit Aufgabenzum Selbststudium.
Literatur Nye: Physical properties of crystals
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Handbuch der Modulelemente – Bachelorstudiengang Physik
Modulbezeichnung Moderne Methoden der Rontgenphysik
ggf. Untertitel
Kurzel B-WB3
Bemerkung entspricht dem Modul M-WB1 des Masterstudiengangs
LSF-Signatur 4PHY93011V, 4PHY93012V
Studiensemester ab 5. Semester
Turnus jahrlich mind. eine Veranstaltung aus Wahlbereich B-WB
Moduldauer 1 Semester
Modulverantwortliche(r) Dozent(in) der experimentellen Festkorperphysik
Lehrform Vorlesung 2 SWS, Ubung 2 SWS
Arbeitsaufwand 180 h (60 h Kontaktzeit, 120 h Selbststudium)
Leistungspunkte 6
Inhaltliche Voraussetzungen B-E1, B-E2, B-E3, B-E4
Inhalt Wechselwirkung von Rontgenstrahlung mit MaterieAbsorption, Streuung, harte und weiche RontgenstrahlungQuellen fur RontgenstrahlungRohren, Synchrotron und Freie Elektronen LaserBeugung an Kristallen, amorphen Systemen, NanostrukturenLaue Gleichungen, Ewald- Kugel, BeugungsmethodenPhononenspektroskopie, Gitterschwingungen, Debye-Waller-FaktorMagnetische Beugung, XMCD Effekt, resonante StreuungKoharenzUltraschnelle RontgenbeugungAnwendungen in der Nanowissenschsft
Studien- /Prufungsleistungen Regelmaßige Teilnahme an den Ubungen als Voraussetzung fur eine abschlie-ßende schriftliche oder mundliche Prufung.
Medienformen Vorlesung mit Tafelanschrieb, elektronische Medien, Ubungen mit Aufgabenzum Selbststudium.
Literatur Als Nielsen, McMorrow: Modern Methods of X-ray PhysicsWarren: X-ray diffraction
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Handbuch der Modulelemente – Bachelorstudiengang Physik
4.3 Experimentelle Quantenoptik und Nano-Optik (B-WC)
Modulbezeichnung Optik
ggf. Untertitel
Kurzel B-WC1
Bemerkung
LSF-Signatur 4PHY82011V, 4PHY82012V
Studiensemester ab 3. Semester
Turnus jahrlich mind. eine Veranstaltung aus Wahlbereich B-WC
Moduldauer 1 Semester
Modulverantwortliche(r) Dozent(in) der experimentellen Physik
Lehrform Vorlesung 2 SWS, Ubung 2 SWS
Arbeitsaufwand 180 h (60 h Kontaktzeit, 120 h Selbststudium)
Leistungspunkte 6
Inhaltliche Voraussetzungen B-E1, B-E2
Inhalt Geometrische Optik, achsenahe Optik, Matrixmethoden, AberrationWellenoptik, Polarisation, Interferenz, zeitliche und raumliche KoharenzBeugung, Fraunhofer- und Fresnel-BeugungFourieroptik, FeldtheoremeTransversalmoden, Gauß’sche StrahlenOptische Instrumente, konfokale MikroskopieFaseroptik, optische WellenleiterOptische ResonatorenNichtlineare Optik
Studien- /Prufungsleistungen Regelmaßige Teilnahme an den Ubungen als Voraussetzung fur eine abschlie-ßende schriftliche oder mundliche Prufung.
Medienformen Vorlesung mit Vorfuhrexperimenten, Tafelanschrieb, Elektronische Medien,Ubungen mit Aufgaben zum Selbststudium.
Literatur Born, Wolf: Principles of OpticsHecht: Optik
33
Handbuch der Modulelemente – Bachelorstudiengang Physik
Modulbezeichnung Laserspektroskopie
ggf. Untertitel
Kurzel B-WC2
Bemerkung entspricht dem Modul M-WC1 des Masterstudiengangs
LSF-Signatur 4PHY92011V, 4PHY92012V
Studiensemester ab 6. Semester
Turnus jahrlich mind. eine Veranstaltung aus Wahlbereich B-WC
Moduldauer 1 Semester
Modulverantwortliche(r) Dozent(in) der experimentellen Quantenoptik
Lehrform Vorlesung 2 SWS, Ubung 2 SWS
Arbeitsaufwand 180 h (60 h Kontaktzeit, 120 h Selbststudium)
Leistungspunkte 6
Inhaltliche Voraussetzungen B-E1, B-E2, B-E3, B-T1, B-T2, B-T3, B-T4
Inhalt Atome, Molekule und ihre Wechselwirkung mit Licht und statischen unddynamischen elektromagnetischen Feldernkoharente Wechselwirkung, Dekoharenz, Optische Bloch-Gleichungen undRatengleichungenGrundlagen spektroskopischer Instrumente: z. B. Matrizenoptik, Resonatoren,WellenlangenselektionLaser: Aufbau und Eigenschaften, Lasermoden, kontinuierliche Laser, gepul-ste Laser, LasermodulationLineare Spektroskopie: Absorption, Emission, Methoden zur Empfindlich-keitssteigerung, Messungen von Dichten, Feldern, TemperaturenNichtlineare Spektroskopie: z. B. Sattigungsspektroskopie, Frequenzmischungund Erzeugung von HarmonischenModerne Laseranwendungen: Prazisionsspektroskopie, Frequenzkamm,Laserkuhlung
Studien- /Prufungsleistungen Regelmaßige Teilnahme an den Ubungen als Voraussetzung fur eine abschlie-ßende schriftliche oder mundliche Prufung.
Medienformen Vorlesung mit Tafelanschrieb, elektronische Medien, Ubungen mit Aufgabenzum Selbststudium.
Literatur Demtroder: Laser SpectroscopyFoot: Atomic PhysicsFox: Quantum OpticsSiegman: LasersSuter: The Physics of Laser-Atom Interactions
34
Handbuch der Modulelemente – Bachelorstudiengang Physik
4.4 Experimentelle Teilchen- und Astroteilchenphysik (B-WD)
Modulbezeichnung Astrophysik
ggf. Untertitel
Kurzel B-WD1
Bemerkung
LSF-Signatur 4PHY81021V, 4PHY81022V
Studiensemester ab 4. Semester
Turnus jahrlich mind. eine Veranstaltung aus Wahlbereich B-WD
Moduldauer 1 Semester
Modulverantwortliche(r) Dozent(in) der experimentellen Physik
Lehrform Vorlesung 2 SWS, Ubung 2 SWS, Kurzpraktikum an der Sternwarte
Arbeitsaufwand 180 h (60 h Kontaktzeit, 120 h Selbststudium)
Leistungspunkte 6
Inhaltliche Voraussetzungen B-E1, B-E2
Inhalt Grundlegende Beobachtungs- und AuswerteverfahrenGezeiten, Roche-Grenze, kugelformige und irregulare HimmelskorperWeisskopf-Grenze, planetare Magnetfelder und AtmospharenZustandsgroßen der Sterne und ihre BestimmungZusammenhange zwischen stellaren ZustandsgroßenHertzsprung-Russell-Diagramm als Zustands- und EntwicklungsdiagrammGrundlegende Entwicklungsprozesse im UniversumSternentstehung, Materiekreislauf, Endstadien, ElementsyntheseGroße Strukturen: Galaxien, Galaxienhaufen, WabenstrukturGrundlagen der Kosmologie: Klassische Friedmann Modelle, UrknallHintergrundstrahlung, Dunkle Materie, Dunkle EnergieFundamentale Konzepte und Prinzipien, kosmologisches Prinzip
Studien- /Prufungsleistungen Regelmaßige Teilnahme an den Ubungen als Voraussetzung fur eine abschlie-ßende schriftliche oder mundliche Prufung.
Medienformen Vorlesung mit Tafelanschrieb, elektronische Medien, Ubungen mit Aufgabenzum Selbststudium.
Literatur De Boer, Furst, Lichtenfeld, Schwarz, Ullerich, Zill: AstronomieSexl: Weiße Zwerge schwarze LocherCelnikier: Basics of Cosmic StructuresPhillips: The Physics of StarsLiddle: Einfuhrung in die moderne Kosmologie
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Handbuch der Modulelemente – Bachelorstudiengang Physik
Modulbezeichnung Strahlenschutzphysik
ggf. Untertitel
Kurzel B-WD2
Bemerkung
LSF-Signatur 4PHY81011V, 4PHY81012V
Studiensemester ab 4. Semester
Turnus jahrlich mind. eine Veranstaltung aus Wahlbereich B-WD
Moduldauer 1 Semester
Modulverantwortliche(r) Dozent(in) der experimentellen Teilchenphysik
Lehrform Vorlesung 2 SWS, Ubung 2 SWS
Arbeitsaufwand 180 h (60 h Kontaktzeit, 120 h Selbststudium)
Leistungspunkte 6
Inhaltliche Voraussetzungen B-E1, B-E2
Inhalt Physikalische GrundlagenWechselwirkung von ionisierender Strahlung mit MaterieRadioaktive ZerfalleStrahlenschutzmeßtechnikenGesetzliche GrundlagenStrahlenschutztechnikenSicherheitsaspekteStrahlungsquellenKernenergie
Studien- /Prufungsleistungen Regelmaßige Teilnahme an den Ubungen als Voraussetzung fur eine abschlie-ßende schriftliche oder mundliche Prufung.
Medienformen Vorlesung mit Tafelanschrieb, elektronische Medien, Ubungen mit Aufgabenzum Selbststudium.
Literatur Grupen: Grundkurs StrahlenschutzKrieger: Grundlagen der Strahlungsphysik und des Strahlenschutzes
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Handbuch der Modulelemente – Bachelorstudiengang Physik
Modulbezeichnung Astroteilchenphysik
ggf. Untertitel
Kurzel B-WD3
Bemerkung entspricht dem Modul M-WD1 des Masterstudiengangs
LSF-Signatur 4PHY91051V, 4PHY91052V
Studiensemester ab 5. Semester
Turnus jahrlich mind. eine Veranstaltung aus Wahlbereich B-WD
Moduldauer 1 Semester
Modulverantwortliche(r) Dozent(in) der experimentellen Teilchenphysik
Lehrform Vorlesung 2 SWS, Ubung 2 SWS
Arbeitsaufwand 180 h (60 h Kontaktzeit, 120 h Selbststudium)
Leistungspunkte 6
Inhaltliche Voraussetzungen B-E1, B-E2, B-E3
Inhalt Kosmische Strahlung: direkte und indirekte Beobachtung, Beschleunigungund Quellen, Propagation, Luftschauer, ExperimenteAktuelle Ergebnisse: Fluss, Zusammensetzung, Anisotropien, Wechsel-wirkungsprozesse, neue PhysikGamma-Astronomie: Gamma-Ray-Bursts, TeV-Gamma-AstronomieNeutrino-Astronomie: Sonne, Supernova 1987a, Hochenergieneutrinos
Studien- /Prufungsleistungen Regelmaßige Teilnahme an den Ubungen als Voraussetzung fur eine abschlie-ßende schriftliche oder mundliche Prufung.
Medienformen Vorlesung mit Tafelanschrieb, elektronische Medien, Ubungen mit Aufgabenzum Selbststudium.
Literatur Grupen: AstroteilchenphysikKlapdor-Kleingrothaus, Zuber: Teilchenastrophysik
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Handbuch der Modulelemente – Bachelorstudiengang Physik
Modulbezeichnung Kosmologie
ggf. Untertitel
Kurzel B-WD4
Bemerkung entspricht dem Modul M-WD2 des Masterstudiengangs
LSF-Signatur 4PHY91061V, 4PHY91062V
Studiensemester ab 5. Semester
Turnus jahrlich mind. eine Veranstaltung aus B-WD
Moduldauer 1 Semester
Modulverantwortliche(r) Dozent(in) der experimentellen Teilchenphysik
Lehrform Vorlesung 2 SWS, Ubung 2 SWS
Arbeitsaufwand 180 h (60 h Kontaktzeit, 120 h Selbststudium)
Leistungspunkte 6
Inhaltliche Voraussetzungen B-E1, B-E2, B-E3
Inhalt BeobachungsinstrumenteWeltmodelle, Standardmodell der KosmologieBestimmung der kosmologischen ParameterDunkle Energie, Dunkle MaterieUrknall, InflationElemententstehungKosmische HintergrundstrahlungStrukturbildung
Studien- /Pr??fungsleistungen Regelmaßige Teilnahme an den Ubungen als Voraussetzung fur eine abschlie-ßende schriftliche oder mundliche Prufung.
Medienformen Vorlesung mit Tafelanschrieb, Ubungen mit Aufgaben zum Selbststudium.
Literatur Schneider: Einfuhrung in die extragalaktische Astronomie und Kosmologie
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Handbuch der Modulelemente – Bachelorstudiengang Physik
4.5 Spezielle Gebiete der theoretischen Physik (B-WE)
Modulbezeichnung Kontinuierliche Symmetriegruppen
ggf. Untertitel
Kurzel B-WE1
Bemerkung
LSF-Signatur 4PHY84011V, 4PHY84012V
Studiensemester ab 3. Semester
Turnus jahrlich mind. eine Veranstaltung aus Wahlbereich B-WE
Moduldauer 1 Semester
Modulverantwortliche(r) Dozent(in) der theoretischen Physik
Lehrform Vorlesung 2 SWS, Ubung 2 SWS
Arbeitsaufwand 180 h (60 h Kontaktzeit, 120 h Selbststudium)
Leistungspunkte 6
Inhaltliche Voraussetzungen B-ME, B-T1, B-M1, B-M2
Inhalt Endliche Gruppen und unitare DarstellungenLie-Gruppen und Lie-Algebren, SU(2) und SO(3)
Gewichte und Wurzeln, Dynkin-DiagrammeStruktur und Klassifizierung der halbeinfachen Lie-AlgebrenSU(N) und Young-Tableaus, Exzeptionelle Lie-AlgebrenSpinordarstellungen der SO(N)
Isospin, Gell-Mann’s eightfold way, vereinheitlichte Feldtheorien
Studien- /Prufungsleistungen Regelmaßige Teilnahme an den Ubungen als Voraussetzung fur eine abschlie-ßende schriftliche oder mundliche Prufung.
Medienformen Vorlesung mit Tafelanschrieb, elektronische Medien, Ubungen mit Aufgabenzum Selbststudium.
Literatur Cornwell: Group Theory in PhysicsCahn: Semi-simple Lie Algebras and their representationsTung: Group Theory in PhysicsHall: Lie Groups, Lie Algebras and RepresentationsSchottenloher: Geometrie und Symmetrie in der PhysikGeorgi: Lie Algebras in Particle PhysicsCheng, Li: Gauge Theory of Elementary Particle Physics
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Handbuch der Modulelemente – Bachelorstudiengang Physik
Modulbezeichnung Nichtlineare Dynamik und Strukturbildung
ggf. Untertitel
Kurzel B-WE2
Bemerkung
LSF-Signatur 4PHY85011V, 4PHY85012V
Studiensemester ab 3. Semester
Turnus jahrlich mind. eine Veranstaltung aus Wahlbereich B-WE
Moduldauer 1 Semester
Modulverantwortliche(r) Dozent(in) der theoretischen Physik
Lehrform Vorlesung 2 SWS, Ubung 2 SWS
Arbeitsaufwand 180 h (60 h Kontaktzeit, 120 h Selbststudium)
Leistungspunkte 6
Inhaltliche Voraussetzungen B-ME, B-T1
Inhalt Nichtlineare DifferentialgleichungenFixpunkte und BifurkationenModelle der PopulationsdynamikChaotische Systeme und AttraktorenReaktions-Diffusions-Systeme und StrukturbildungGranulare Materie
Studien- /Prufungsleistungen Regelmaßige Teilnahme an den Ubungen als Voraussetzung fur eine abschlie-ßende schriftliche oder mundliche Prufung.
Medienformen Vorlesung mit Tafelanschrieb, elektronische Medien, Ubungen mit Aufgabenzum Selbststudium.
Literatur Guckenheimer, Holmes: Nonlinear Oscillations, Dynamical Systems andBifurcations of Vector FieldsJetschke: Mathematik der SelbstorganisationStrogatz: Nonlinear Dynamics and Chaos
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Handbuch der Modulelemente – Bachelorstudiengang Physik
Modulbezeichnung Stochastische Prozesse
ggf. Untertitel
Kurzel B-WE3
Bemerkung
LSF-Signatur 4PHY85021V, 4PHY85022V
Studiensemester ab 4. Semester
Turnus jahrlich mind. eine Veranstaltung aus Wahlbereich B-WE
Moduldauer 1 Semester
Modulverantwortliche(r) Dozent(in) der theoretischen Physik
Lehrform Vorlesung 2 SWS, Ubung 2 SWS
Arbeitsaufwand 180 h (60 h Kontaktzeit, 120 h Selbststudium)
Leistungspunkte 6
Inhaltliche Voraussetzungen B-ME, B-T1
Inhalt Mastergleichungen und einfache stochastische ProzesseStochastische DifferentialgleichungenAnwendungen: Diffusion, Black-Scholes-Theorie fur OptionspreiseMathematische Modelle fur NetzwerkeSmall-World-Netzwerke, Preferential AttachmentModelle fur dynamische Prozesse auf Netzwerken, z.B. Infektionsausbreitung
Studien- /Prufungsleistungen Regelmaßige Teilnahme an den Ubungen als Voraussetzung fur eine abschlie-ßende schriftliche oder mundliche Prufung.
Medienformen Vorlesung mit Tafelanschrieb, elektronische Medien, Ubungen mit Aufgabenzum Selbststudium.
Literatur Jacobs: Stochastic Processes for Physicists: Understanding Noisy SystemsNewman: Networks
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Handbuch der Modulelemente – Bachelorstudiengang Physik
Modulbezeichnung Allgemeine Relativitatstheorie
ggf. Untertitel
Kurzel B-WE4
Bemerkung
LSF-Signatur 4PHY84021V, 4PHY84022V
Studiensemester ab 5. Semester
Turnus jahrlich mind. eine Veranstaltung aus Wahlbereich B-WE
Moduldauer 1 Semester
Modulverantwortliche(r) Dozent(in) der theoretischen Physik
Lehrform Vorlesung 2 SWS, Ubung 2 SWS
Arbeitsaufwand 180 h (60 h Kontaktzeit, 120 h Selbststudium)
Leistungspunkte 6
Inhaltliche Voraussetzungen B-ME, B-T1, B-T2, B-T3, B-M1, B-M2
Inhalt Newtonsche Gravitationstheorie und spez. RelativitatstheorieRaum-Zeit-Geometrie in allgemeinen KoordinatenRiemannsche und Cartansche GeometrieEinstein-GleichungenGravitationswellenStatische Gravitationsfelder, Schwarzschild-LosungTests der Allgemeinen RelativitatstheorieKosmologische Anwendungen, Expansion des Universums
Studien- /Prufungsleistungen Regelmaßige Teilnahme an den Ubungen als Voraussetzung fur eine abschlie-ßende schriftliche oder mundliche Prufung.
Medienformen Vorlesung mit Tafelanschrieb, elektronische Medien, Ubungen mit Aufgabenzum Selbststudium.
Literatur Weinberg: Gravitation and CosmologyFließbach: Allgemeine RelativitatstheorieScheck: Theoretische Physik 3
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Handbuch der Modulelemente – Bachelorstudiengang Physik
4.6 Quantentheorie und theoretische Quantenoptik (B-WF)
Modulbezeichnung Quanteninformationstheorie
ggf. Untertitel
Kurzel B-WF1
Bemerkung entspricht dem Modul M-T1 des Masterstudiengangs
LSF-Signatur 4PHY20111V, 4PHY20112V
Studiensemester ab 6. Semester
Turnus jahrlich mind. eine Veranstaltung aus Wahlbereich B-WF
Moduldauer 1 Semester
Modulverantwortliche(r) Dozent(in) der theoretischen Quantenoptik
Lehrform Vorlesung 4 SWS, Ubung 2 SWS
Arbeitsaufwand 270 h (90 h Kontaktzeit, 180 h Selbststudium)
Leistungspunkte 9
Inhaltliche Voraussetzungen B-T1, B-T2, B-T3, B-T4
Inhalt Protokolle der Quanteninformation: Kryptographie, TeleportationSicherheitsanalyse der QuantenkryptographieQuantencomputer und QuantenalgorithmenQuantenfehlerkorrekturKomplexitatsklassen von Problemen: P, NP, BQP, QMAEinweg-QuantencomputerTopologische Quanteninformationsverarbeitung
Studien- /Prufungsleistungen Erfolgreiche Teilnahme an den Ubungen als Zulassungsvoraussetzung fur eineabschließende schriftliche oder mundliche Prufung. Die Anforderungen an dieUbungen werden in der Veranstaltung bekannt gegeben.
Medienformen Vorlesung mit Tafelanschrieb, Ubungen mit Aufgaben zum Selbststudium.
Literatur Nielsen, Chuang: Quantum Information TheoryBarnett: Quantum InformationOriginalliteratur
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Handbuch der Modulelemente – Bachelorstudiengang Physik
Modulbezeichnung Grundlagenprobleme der Quantenmechanik
ggf. Untertitel
Kurzel B-WF2
Bemerkung entspricht dem Modul M-T2 des Masterstudiengangs
LSF-Signatur 4PHY20121V, 4PHY20122V
Studiensemester ab 6. Semester
Turnus jahrlich mind. eine Veranstaltung aus Wahlbereich B-WF
Moduldauer 1 Semester
Modulverantwortliche(r) Dozent(in) der theoretischen Quantenoptik
Lehrform Vorlesung 4 SWS, Ubung 2 SWS
Arbeitsaufwand 270 h (90 h Kontaktzeit, 180 h Selbststudium)
Leistungspunkte 9
Inhaltliche Voraussetzungen B-T1, B-T2, B-T3, B-T4
Inhalt Formalismus der QuantenmechanikTheoreme von Gleason, Kochen-Specker und BellNichtlokalitat und EPR ArgumentVerschrankungstheorieInterpretation der WellenfunktionMeßprozess in der Quantenmechanik
Studien- /Prufungsleistungen Erfolgreiche Teilnahme an den Ubungen als Zulassungsvoraussetzung fur eineabschließende schriftliche oder mundliche Prufung. Die Anforderungen an dieUbungen werden in der Veranstaltung bekannt gegeben.
Medienformen Vorlesung mit Tafelanschrieb, Ubungen mit Aufgaben zum Selbststudium.
Literatur Peres: Quantum TheoryOriginalliteratur
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Handbuch der Modulelemente – Bachelorstudiengang Physik
4.7 Theoretische Teilchenphysik (B-WG)
Modulbezeichnung Theoretische Teilchenphysik I
ggf. Untertitel Quantenfeldtheorie und Grundlagen des Standardmodells
Kurzel B-WG1
Bemerkung entspricht dem Modul M-T3 des Masterstudiengangs
LSF-Signatur 4PHY20131V, 4PHY20132V
Studiensemester ab 6. Semester
Turnus jedes SS
Moduldauer 1 Semester
Modulverantwortliche(r) Dozent(in) der theoretischen Teilchenphysik
Lehrform Vorlesung 4 SWS, Ubung 2 SWS
Arbeitsaufwand 270 h (90 h Kontaktzeit, 180 h Selbststudium)
Leistungspunkte 9
Inhaltliche Voraussetzungen B-T1, B-T2, B-T3, B-T4, B-T5
Inhalt Darstellungen der LorentzgruppeQuantisierung freier Felder, Fermionen und BosonenKlein-Gordon- und Dirac-GleichungLagrangedichte und Noether-TheoremWechselwirkende Felder, Storungstheorie und Feynman-Diagrammeφ4-Theorie und QuantenelektrodynamikBerechnung von Streuquerschnitten und ZerfallsratenGrundbausteine des Standardmodells, Higgs-Mechanismus
Studien- /Prufungsleistungen Erfolgreiche Teilnahme an den Ubungen als Zulassungsvoraussetzung fur eineabschließende schriftliche oder mundliche Prufung. Die Anforderungen an dieUbungen werden in der Veranstaltung bekannt gegeben.
Medienformen Vorlesung mit Tafelanschrieb, Ubungen mit Aufgaben zum Selbststudium.
Literatur Peskin, Schroeder: Introduction to Quantum Field TheorySchwartz: Quantum Field Theory and the Standard ModelItzykson, Zuber: Quantum Field TheoryRyder: Quantum Field TheoryWeinberg: Quantum Field Theory I
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Handbuch der Modulelemente – Bachelorstudiengang Physik
4.8 Computermethoden in der Physik (B-WH)
Modulbezeichnung Computereinsatz in der Physik
ggf. Untertitel Linux, Python und Entwicklungswerkzeuge
Kurzel B-WH1
Bemerkung
LSF-Signatur 4PHY84031V, 4PHY84032V
Studiensemester ab 1. Semester
Turnus jahrlich mind. eine Veranstaltung aus Wahlbereich B-WH
Moduldauer 1 Semester
Modulverantwortliche(r) Dozent(in) der Physik
Lehrform Vorlesung 2 SWS, Tutorium 2 SWS (ggf. Blockkurs)
Arbeitsaufwand 180 h (60 h Kontaktzeit, 120 h Selbststudium)
Leistungspunkte 6
Inhaltliche Voraussetzungen keine
Inhalt Linux als BetriebssystemEditorenShell und KommandozeilenwerkzeugeProgrammierung mit PythonMakeWissenschaftlicher Textsatz mit LATEXgit als VersionsverwaltungContinuous Integration mit gitNumerische Bibliotheken fur PythonGraphische Darstellung numerischer Resultate
Studien- /Prufungsleistungen Die Anforderungen an die Studienleistung werden in der Veranstaltung be-kannt gegeben.
Medienformen Vorlesung mit Tafelanschrieb und Prasentationen am PC, Tutorium mitselbstandiger Arbeit am PC und Aufgaben zum Selbststudium.
Literatur Wird in der Veranstaltung bekannt gegeben.
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Handbuch der Modulelemente – Bachelorstudiengang Physik
Modulbezeichnung Wissenschaftliches Programmieren
ggf. Untertitel C++ und Fortran
Kurzel B-WH2
Bemerkung
LSF-Signatur 4PHY84041V, 4PHY84042V
Studiensemester ab 2. Semester
Turnus jahrlich mind. eine Veranstaltung aus Wahlbereich B-WH
Moduldauer 1 Semester
Modulverantwortliche(r) Dozent(in) der Physik
Lehrform Vorlesung 2 SWS, Tutorium 2 SWS (ggf. Blockkurs)
Arbeitsaufwand 180 h (60 h Kontaktzeit, 120 h Selbststudium)
Leistungspunkte 6
Inhaltliche Voraussetzungen keine
Inhalt Elementare Programme in C++ und FortranRechnen mit Floating-Point-DatenArrays, Zeiger und SpeicherverwaltungProzeduren und FunktionenDatentypen, Klassen und MethodenEin- und AusgabeModule und NamespacesTestgetriebene ProgrammentwicklungAbstrahierung und objektorientiertes ProgrammdesignMethoden der Parallelisierung
Studien- /Prufungsleistungen Die Anforderungen an die Studienleistung werden in der Veranstaltung be-kannt gegeben.
Medienformen Vorlesung mit Tafelanschrieb und Prasentationen am PC, Tutorium mitselbstandiger Arbeit am PC und Aufgaben zum Selbststudium.
Literatur Wird in der Veranstaltung bekannt gegeben.
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Handbuch der Modulelemente – Bachelorstudiengang Physik
Modulbezeichnung Computeralgebra in der theoretischen Physik
ggf. Untertitel Einfuhrung in Mathematica
Kurzel B-WH3
Bemerkung
LSF-Signatur 4PHY84051V, 4PHY84052V
Studiensemester ab 5. Semester
Turnus jahrlich mind. eine Veranstaltung aus Wahlbereich B-WH
Moduldauer 1 Semester
Modulverantwortliche(r) Dozent(in) der theoretischen Teilchenphysik
Lehrform Vorlesung 1 SWS, Tutorium 1 SWS (ggf. Blockkurs)
Arbeitsaufwand 90 h (30 h Kontaktzeit, 60 h Selbststudium)
Leistungspunkte 3
Inhaltliche Voraussetzungen keine
Inhalt Syntax und Struktur eines Mathematica-AusdrucksZahlen und FunktionenDifferentiation und IntegrationVektoren und MatrizenStrukturerkennung und ErsetzungsregelnGleichungssysteme, DifferentialgleichnungenPlotsRechenpakete fur die Hochenergiephysik
Studien- /Prufungsleistungen Die Anforderungen an die Studienleistung werden in der Veranstaltung be-kannt gegeben.
Medienformen Blockkurs an Computerarbeitsplatzen
Literatur Wolfram: The Mathematica BookGrozin: Introduction to Mathematica for Physicists
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