Modulverantwortliche:
Prof. Jan Berend Meijer
Dauer:
1
Anzahl Wahlkurse:
0
Credits:
10,0
Startsemester:
SoSe 2018
Turnus:
jedes Sommersemester
Ziele:
Die Studierenden
- kennen die grundlegenden Begriffe, Phänomene und Konzepte der Elektrodynamik und der Optik;
- sind in der Lage, Aufgaben aus diesen Bereichen selbstständig zu lösen;
- können die erworbenen Kenntnisse bei typischen Experimenten und Problemstellungen anwenden.
Inhalt:
Statische elektrische Felder:
- Coulombsches Gesetz, elektrische Ladung, elektrisches Feld, Potential und Spannung, elektrischer Dipol, Kondensator, dielektrische Verschiebung, Gaußsches Gesetz.
Statische magnetische Felder:
- Stromdichte, Magnetfeld, Biot-Savartsches Gesetz, Kräfte auf Leiter, magnetischer Dipol, Amperesches Gesetz.
Bewegte Ladungen:
- Ladungsträger in elektrischen und magnetischen Feldern, Lorentzkraft.
Elektromagnetische Eigenschaften der Materie:
- Metalle, Halbleiter, Dielektrika, Ferroelektrika, Elektrolyte und galvanische Elemente, Dia- und Paramagnetismus, Ferromagnetika, Ohmsches Gesetz, Kirchhoffsche Regeln, magneto- und thermoelektrische Effekte.
Zeitabhängige Felder:
- Maxwell Gleichungen, magnetischer Fluss, Induktivität, Schaltkreise, Impedanz, komplexe Darstellung von Wechselstrom- und spannung.
Elektromagnetische Wellen:
- Wellengleichung, elektromagnetisches Spektrum, ebene und Kugelwellen, Energietransport und Poynting-Vektor, Polarisation, Reflexion und Transmission, Fresnelsche Formeln, Hertz'scher Dipol.
Spezielle Relativitätstheorie.
Geometrische Optik:
- Reflexion, Brechung, Spiegel, Linsen, Prismen, Optische Instrumente, Dispersion, Abbildungsfehler.
Wellenoptik:
- Huygens‘sches Prinzip, Beugung, Interferenz, Kohärenz, Interferometer, Einzel- und Doppelspalt, Beugungsgitter.
Literaturangabe:
- Demtröder "Elektrizität und Optik" Springer-Verlag 2009
- Alonso, Finn "Physics" Oldenbourg 2000
- Halliday, Resnick, Walker "Fundamentals of physics" Wiley-VCH 2009
- A. P. French "Special Relativity", The M.I.T. Introductory Physics Series
Prüfungsvorleistungen:
Der Prüfungsleistung 'Klausur (180 Min.)' (Modulabschlussprüfung) ist folgende Prüfungsvorleistung zugeordnet: Wöchentlich ausgegebene Übungsaufgaben zu Fragen aus dem Bereich des Modulinhalts. Für die Lösung werden Punkte vergeben. Voraussetzung für die Zulassung zur Prüfung ist der Erwerb von 50% der möglichen Punkte des gesamten Semesters.
Teilnahmevoraussetzungen:
Bachelor of Science Physik: keine
Bachelor of Science Meteorologie: keine
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