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Modul

Experimentalphysik [M-PHYS-100283]

Leistungspunkte
14
Turnus
Jedes Wintersemester
Dauer
2 Semester
Sprache
Deutsch
Level
3
Version
2

Verantwortung

Einrichtung

  • KIT-Fakultät für Physik

Bestandteil von

Teilleistungen

Identifier Name LP
T-PHYS-100278 Experimentalphysik 14

Erfolgskontrolle(n)

Die Modulnote wird durch eine schriftliche Prüfung bestimmt, weitere Einzelheiten siehe bei der jeweiligen Teilleistung.

Qualifikationsziele

Experimentalphysik A:

Die Studierenden identifizieren die Grundlagen der Physik auf breiter Basis. In der Experimentalphysik A werden insbesondere an Beispielen aus der Mechanik Grundkonzepte der Physik (Kraftbegriff, Felder, Superpositionsprinzip, Arbeit, Leistung, Energie, Erhaltungssätze etc.) beschrieben. Vom Stoffgebiet werden die Grundlagen der Mechanik in voller Breite sowie die Sätze zu Schwingungen und Wellen und die Thermodynamik (Hauptsätze der Thermodynamik, ideale und reale Gase, Zustandsänderungen und Zustandsgleichungen, mikroskopische Beschreibung idealer Gase, Wärmekraftmaschinen und Wärmepumpen, Entropiebegriff) behandelt.

Experimentalphysik B:

Die Studierenden erwerben umfassende Kenntnisse in den Grundlagen der Physik auf breiter Basis von Elektrizität und Magnetismus, elektromagnetischen Wellen, geometrischer Optik und Wellenoptik bis hin zu den Grundkonzepten der modernen Physik (spezielle Relativitätstheorie, Quantenmechanik, Welle-Teilchen-Dualismus, Aufbau der Atome und Kerne).

Voraussetzungen

keine

Inhalt

Experimentalphysik A:

  • Mechanik: Kraft, Impuls, Energie, Stoßprozesse, Erhaltungssätze,Drehimpuls, Drehmoment, Statische Felder, Gravitation und Keplersche Gesetze
  • Schwingungen und Wellen
  • Thermodynamik: Hauptsätze der Thermodynamik, ideale und reale Gase, Zustandsänderungen und Zustandsgleichungen, mikroskopische Beschreibung idealer Gase, Wärmekraftmaschinen und Wärmepumpen, Entropiebegriff


Experimentalphysik B:

  • Elektromagnetismus:
    Elektrostatik (el. Ladung, Coulobsches Gesetz, el. Felder),
    Magnetostatik (Ströme, Magnetfelder),
    Elektrodynamik (Kräfte und Ströme, Supraleiter; Energieströme und Impuls im elektromagnetischen Feld; Elektrodynamik; Elektrische Schwingungen – der Wechselstrom; Elektromagnetische Wellen, die vier Maxwellgleichungen)
  • Optik:
    Geometrische Optik inkl. Reflexionsgesetz und Brechungsgesetz, Totalreflexion, optische Instrumente
    Wellenoptik inkl. Beugung und Huygenssches Prinzip, Kohärenz und Interferenz, Laser, Polarisation
    Lichtquanten
  • Moderne Physik:
    Spezielle Relativitätstheorie
    Welle-Teilchen-Dualismus und Heisenbergsche Unschärferalation
    Aufbau der Atome
    Aufbau der Kerne und Radioaktivität

Arbeitsaufwand

Gesamtaufwand bei 14 Leistungspunkten: ca. 420 Stunden.