Lehrveranstaltung Physik

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Titel
Physik
Title (in english)
Physics
Kürzel (Prüfungsamt)
PH
Art der Lehrveranstaltung
Seminaristischer Unterricht (Pflichtfach)
gehört zu
Lehrende(r)
Sprache
Deutsch
Fakultät
Wird gehalten
im Wintersemester
empfohlenes Semester
TI1
Credits
5 CP
Semesterwochenstunden
4 SWS
zugehöriges Praktikum
Leistungsnachweis(e)
WiSe 2014 (TI1, freigegeben am 16.10.2014)
SoSe 2014 (TI1, freigegeben am 03.04.2014)

Lernziele

Die Studierenden ...

Inhalt

  1. Mechanik
    • Kinematik der Drehbewegung:
      Drehwinkel, Winkelgeschwindigkeit, Kreisbeschleunigung
    • Dynamik der geradlinigen Bewegung:
      Kraftwirkungen an den Beispielen Trägheitskraft und Reibungskraft, Reibung, Impuls und Energie mit Erhaltungssätzen
    • Dynamik der Rotationsbewegung starrer Körper:
      Rotationsenergie, Drehmoment, Drehimpuls, Kreisel mit Präzession
  2. Schwingungen und Wellen
    • Schwingungen
      • ideale elastische ungedämpfte Schwingung - Schwingungsenergie
      • gedämpfte Schwingung, aperiodischer Grenzfall
      • erzwungene Schwingungen, Resonanz
      • gekoppelte Schwingungen
    • Mechanische Wellen
      • eindimensionale Wellen - Wellengleichung
      • Reflexion von Wellen - Überlagerung
      • Stehende Wellen und Eigenschwingungen
  3. Schall, Akustik
    • Schalldruck
    • Schallleistung
    • Schallpegel
    • Bewerteter Schallpegel dB A
    • Schalldämpfung
  4. Wärmelehre und Thermodynamik
    • Temperaturdefinition, Temperaturmessung, Thermoelektrischer Effekt, Thermoelement
    • Verhalten von Körpern bei Temperaturänderung 
    • Wärmeenergie und Gastheorie: Wärme als Energie, Innere Energie, spezifische Wärme 
    • Energieerhaltung und erster Hauptsatz, allgemeine Zustandsänderung eines Gases, adiabatische Zustandsänderung 
    • Reale Gase und Dämpfe, Aggregatzustände, Dampfdruck und Boltzmann Faktor 
    • Transportvorgänge: Wärmeströmung, Wärmeleitung, Wärmestrahlung 
    • Zweiter Hauptsatz, Kreisprozesse und Wärmekraftmaschinen 
  5. Beispiele aus der Festkörperphysik
    • Kristallgitter Halbleiter 
    • Energiebänder der Elektronenzustände 
    • Unterscheidung von Leiter, Isolator und Halbleiter 
    • Valenzband und Leitungsband der Elektronen im Festkörper 
    • Energielücke der Elektronenbänder 
    • Reiner Halbleiter, Eigenleitung , thermische Anregung 
    • Dotierter Halbleiter, Massenwirkungsgesetz, N-Leitung, P-Leitung
    • P-N-Übergang, Sperrschicht
    • Ideale Diode
    • Diffusionsspannung des P-N-Überganges
    • Diffusionsstrom und Feldstrom im Halbleiter
    • Fotoeffekt im Halbleiter
    • Luminiszenzdiode, III- V- Halbleiter
    • Fotovoltaischer Effekt, Fotodiode, Fotostrom
    • Transistoren
      • Bipolarer Transistor
      • Feldeffekttransistor
      • Beschaltung
      • Arbeitswiderstand
      • Kippschaltung mit Transistoren
  6. Optik
    • Strahlenoptik, Brechung, Reflexion, Lichtleiter, Linsen, einfache optische Apparate 
    • Wellenoptik
      • Beugung und Brechung
      • Interferenz
      • Anwendung Datenübertragung mit Lichtleitfaser 
      • Spektrometer 
      • Polarisiertes Licht mit Anwendung Spannungsoptik 

Literatur

Arbeitsaufwand

Voraussetzungen

Mathematische Grundkenntnisse (fachgebundene Hochschulreife)

Form der Wissensvermittlung

Seminaristischer Unterricht, Übungen, Praktikum