Module Handbook

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Notes on the module handbook of the department Bio­logy

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https://www.bio.uni-kl.de/studium-lehre/studiengaenge/

Module BIO-GM2A-M-1

Grundmodul 2A: Physik – Experimentalphysik 1 (M, 4.0 LP)

Module Identification

Module Number Module Name CP (Effort)
BIO-GM2A-M-1 Grundmodul 2A: Physik – Experimentalphysik 1 4.0 CP (120 h)

Basedata

CP, Effort 4.0 CP = 120 h
Position of the semester 1 Sem. in WiSe
Level [1] Bachelor (General)
Language [DE] German
Module Manager
Lach, Stefan, Dr. (WMA | DEPT: PHY)
Lecturers
Lach, Stefan, Dr. (WMA | DEPT: PHY)
Area of study [PHY-EXP] Physics for other departments
Reference course of study [BIO-82.26-SG] B.Sc. Biology
Livecycle-State [NORM] Active

Courses

Type/SWS Course Number Title Choice in
Module-Part 		Presence-Time /
Self-Study 		SL SL is
required for exa. 		PL CP Sem.
2V+1U PHY-EXP-010-K-1
Einführung in die Physik für Biologie und Chemie I
P 42 h 78 h
TEILN
- PL1 4.0 WiSe
  • About [PHY-EXP-010-K-1]: Title: "Einführung in die Physik für Biologie und Chemie I"; Presence-Time: 42 h; Self-Study: 78 h
  • About [PHY-EXP-010-K-1]: The study achievement [TEILN] continuous and active participation in the courses must be obtained.

Examination achievement PL1

  • Form of examination: written exam (Klausur) (90 Min.)

Evaluation of grades

The grade of the module examination is also the module grade.


Contents

From [PHY-EXP-010-K-1] Einführung in die Physik für Biologie und Chemie I:
Grundlagen der Experimentalphysik mit direktem Bezug zur Biologie und Chemie.
  • Mechanik:
    • Bewegungsgleichungen (Massepunkte und ausgedehnte Körper),
    • Newtonsche Axiome,
    • Koordinatensysteme,
    • Gravitation und Schwerkraft mit Feldbegriff,
    • Impuls,
    • Zusammenhang Kraft-Impuls,
    • Bezug verschiedener Kräfte zueinander (Federkraft, Reibungskraft),
    • Kräfte in Inertial- und Nichtinertialsystemen (linear und Drehbewegung, Scheinkräfte), **Arbeit,
    • Leistung,
    • Energieformen der Mechanik,
    • Umwandlung der Energieformen,
    • Energieerhaltung,
    • Impulserhaltung,
    • Stoßgesetze inkl. Wirkungsquerschnitt,
    • Drehbewegung,
    • Drehmoment,
    • Hebelgesetz,
    • Trägheitsmoment,
    • Drehimpuls und Erhaltungssatz,
    • Rotationskörper (Kreisel) und auftretende Kräfte,
    • Deformation fester Körper,
    • Hydro- und Aerostatik,
    • Auftrieb,
    • statischer Druck,
    • Oberflächen-und Grenzflächenspannung,
    • Hydro- und Aerodynamik,
    • Strömungen,
    • Strömungsverhalten,
    • dynamischer Druck
    • Schwingungen und Wellen: Ungedämpfte, gedämpfte, erzwungene, gekoppelte Schwingungen, rudimentäre Prinzipien der Fourier- Analyse und Transformation, verschiedene Formen von mechanischen einfache Wellenphänomene Motivation der Thematik Schwingung/Welle als Anknüpfungspunkt zum Modul 2B [BIO-GM2B-M-1] Grundmodul 2B: Physik - Experimentalphysik 2 bzw. [CHE-Ba-022-M-1] Grundmodul: Physik II (elektromagnetische Welle)
  • Wärmelehre:
    • Zustandsgleichung idealer und realer Gase,
    • kinetische Gastheorie,
    • Boltzmannscher Gleichverteilungssatz,
    • Transportprozesse (Diffusion, Osmose),
    • Wärmetransport,
    • Wärmekapazität,
    • 1. Hauptsatz der Thermodynamik (Energieerhaltungssatz),
    • Entropie (2. Hauptsatz),
    • 3. Hauptsatz,
    • Phasendiagramme

Competencies / intended learning achievements

Folgende Kompetenzen sollen gefördert werden:
  • Fachkompetenz: Grundlegendes Verständnis physikalischer Größen, Konzepte
  • Methodenkompetenz: Grundlegende theoretische Fertigkeiten zur Bearbeitung von physikalischen Fragestellungen und das Erlangen der Fähigkeit der eigenständigen Verknüpfung von physikalischen Zusammenhängen
  • personale Kompetenz: Eigenständiges Lernen, kritisches und lösungsorientiertes Denken
  • Sozialkompetenz: Teamfähigkeit; Diskussionsfähigkeit im wissenschaftlichen Kontext

Angestrebte Lernergebnisse:

Mit erfolgreichem Abschluss des Moduls werden die Studierenden in der Lage sein,

  • Grundlegende physikalische Größen und deren Konzepte zu verstehen und wiederzugeben.
  • das Zusammenspiel der wichtigsten physikalischen Größen und Gesetzmäßigkeiten zuerkennen und deren Übertragbarkeit anzuwenden.
  • die Relevanz der physikalischen Konzepte bezüglich des Biologiestudiums, gerade auch in Hinsicht auf einen modernen interdisziplinären Forschungsansatz, darzulegen und anwenden zu können.

Literature

From [PHY-EXP-010-K-1] Einführung in die Physik für Biologie und Chemie I:
Literaturliste und Verlinkungen im OLAT Kursmaterial angegeben

Materials

Ergänzendes Skript zur Vorlesung, vollständige Inhalte der Vorlesung (Folien inklusive Herleitungen und Links), multimediale Komponenten (Filme, Applets, pdf), und/oder deren Linkverweise, Literaturhinweise auf thematisch relevante wissenschaftliche Artikel, zusätzliche Aufarbeitung komplexerer Zusammenhänge in ergänzenden Foliensätzen. Zusätzliche Aufgaben mit Themenschwerpunkt.

Registration

Keine Anmeldung zur Vorlesung erforderlich; Anmeldung zu den zur Vorlesung gehörenden Übungen und der Zugang zum online Lernportal (OLAT-Kurs) der Vorlesung erfolgt über das OLAT-System

http://www.uni-kl.de/eteaching/lernplattform/

Requirements for attendance (informal)

None

Requirements for attendance (formal)

None

References to Module / Module Number [BIO-GM2A-M-1]

Course of Study Section Choice/Obligation
[BIO-82.?-SG] B.Sc. B.Sc. Molecular Biology Grundlagen der Physik [P] Compulsory
[BIO-82.?-SG] B.Sc. B.Sc. Molecular Biology Grundlagen der Physik [P] Compulsory
[BIO-82.26-SG] B.Sc. Biology Grundlagen der Physik [P] Compulsory