Modulverantwortliche:
Prof. Dr. Rustem Valiullin
Dauer:
1
Anzahl Wahlkurse:
0
Credits:
8,0
Startsemester:
SoSe 2021
Turnus:
jedes Sommersemester
Ziele:
Die Studierenden erfassen die grundlegenden Begriffe, Phänomene und Konzepte der Thermo- und Elektrodynamik. Nach aktiver Teilnahme am Modul sind sie in der Lage, Aufgaben aus diesen Gebieten zu analysieren und selbstständig zu lösen. Sie können die erworbenen Kenntnisse auf typische Experimente anwenden und auf neue Problemstellungen übertragen. Sie sind in der Lage, mit Begriffen der Thermo- und Elektrodynamik wissenschaftlich zu diskutieren und ihre Lösungen zu Aufgaben in diesen Gebieten argumentativ darzustellen und zu begründen.
Inhalt:
Thermodynamik
- Diffusion, Brownsche Bewegung
- Ideales Gas, kinetische Gastheorie, Maxwell-Boltzmann-Verteilung
- Hauptsätze der Thermodynamik, Temperatur, Wärmekapazität
- Geschlossene und offene Systeme, Reversibilität
- Entropie, Kreisprozesse, thermodynamische Maschinen, Wirkungsgrad
- Grundlagen der statistischen Physik, statistische Definition der Entropie, Boltzmann-Verteilung
- Reales Gas und Phasenübergänge
- Wärmeleitung
Elektro- und Magnetostatik
- 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. Oszillatoren
Literaturangabe:
- M. Alonso / E. J. Finn: Physics, Addison-Wesley Longman
- D. Halliday / R. Resnick / J. Walker: Fundamentals of Physics, Wiley-VCH
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 International Physics Studies Program (ab WS 2019/2020): keine
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