Module Handbook

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Notes on the module handbook of the department Physics

Die hier dargestellten Studiengang-, Modul- und Kursdaten des Fachbereichs Physik [PHY] befinden sich noch in Entwicklung und sind nicht offiziell.

Die offiziellen Modulhandbücher finden Sie unter https://www.physik.uni-kl.de/studium/modulhandbuecher/ .

Module PHY-EP2-M-2

Experimentalphysik 2: Elektrodynamik, Optik (M, 8.0 LP)

Module Identification

Module Number Module Name CP (Effort)
PHY-EP2-M-2 Experimentalphysik 2: Elektrodynamik, Optik 8.0 CP (240 h)

Basedata

CP, Effort 8.0 CP = 240 h
Position of the semester 1 Sem. in SuSe
Level [2] Bachelor (Fundamentals)
Language [DE] German
Module Manager
Lecturers
Lecturers of the department Physics
Area of study [PHY-LA] Teacher Training Programme (Physics)
Reference course of study [PHY-31.128-SG] B.Ed. LaGR Physics
Livecycle-State [NORM] Active

Notice

Die Lehrveranstaltung [PHY-PFEP-023-K-2] Electromagnetism and optics wird im Rahmen des Programms „Früheinstieg in das Physikstudium“ (FiPS) auch im Fernstudium angeboten, siehe https://www.fernstudium-physik.de

Courses

Type/SWS Course Number Title Choice in
Module-Part
Presence-Time /
Self-Study
SL SL is
required for exa.
PL CP Sem.
4V+2U PHY-PFEP-023-K-2
Electromagnetism and optics
P 84 h 156 h
U-Schein
ja PL1 8.0 SuSe
  • About [PHY-PFEP-023-K-2]: Title: "Electromagnetism and optics"; Presence-Time: 84 h; Self-Study: 156 h
  • About [PHY-PFEP-023-K-2]: The study achievement [U-Schein] proof of successful participation in the exercise classes (ungraded) must be obtained. It is a prerequisite for the examination for PL1.

Examination achievement PL1

  • Form of examination: written exam (Klausur) (120 Min.)
  • Examination Frequency: Examination only within the course

Evaluation of grades

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


Contents

Elektrodynamik
  • Elektrostatik und Elektrizitätslehre:
    • Grundgrößen
    • Gleichstromkreise
    • elektrisches Feld und Potential
    • Gaußscher Satz
    • Kapazität/Kondensator
    • Wechselwirkung elektrisches Feld ‐ Materie
    • Elektrochemie
  • Magnetostatik:
    • Magnetismus und Elektromagnetismus
    • Wechselwirkung magnetisches Feld — Materie
    • Geomagnetismus
  • Teilchen in elektrischen und magnetischen Feldern
  • Zeitabhängige elektromagnetische Felder:
    • Induktion
    • Wechselstromkreise
    • Verschiebungsstrom und Vervollständigung der Maxwell‐Gleichungen
    • Elektromagnetische Wellen
    • Energie und Energiedichte in elektromagnetischen Feldern
  • Ausblick:
    • Relativität der Felder
    • Grenzen der Elektrodynamik (Photonen)
  • Exkurse, Vertiefungsthemen (beispielhaft):
    • aktuelle Entwicklungen der Elektrodynamik (z.B. Elektrosmog)
    • historischer Exkurs (z.B. Faraday und die Entwicklung der Elektrodynamik)

Optik

  • Strahlenoptik:
    • Lichtbündel, Lichtstrahlen, Schatten, Blenden
    • Reflexion
    • Refraktion
    • Fermatsches Prinzip
    • Auge und Sehhilfen
    • Optische Instrumente, Technische Optik
  • Wellenoptik:
    • Beugung, Interferenz
    • Interferenzfarben
    • Interferometrie
    • Kohärenz, Laser
    • Polarisation
    • Auflösungsvermögen
  • Lichtmessung und Ausblick auf Quantenoptik:
    • Photometrie und Farbmetrik
    • Spektroskopie
    • Linienspektren
    • Photoeffekt
    • Photonen

Competencies / intended learning achievements

Studierenden
  • verfügen über ein sicheres und strukturiertes Wissen zu den genannten Begriffen und kennen die einschlägigen Kerngedanken und Schlüsselexperimente;
  • kennen die Messmethoden und Größenordnungen der zentralen Größen und verfügen über die Fähigkeit zur Anwendung und quantitativen Behandlung einschlägiger Probleme;
  • kennen mathematische Begriffe und Methoden und können sicher mit ihnen umgehen;
  • können mathematische Formalismen zur Lösung physikalischer Problemstellungen anwenden.

Literature

  • Demtröder: Experimentalphysik 2, Springer
  • Meschede: Gerthsen Physik, Springer

Materials

Current information and materials accompanying the course will be announced in the lecture or on the website of the course.

Registration

Registration for the exercises is required. Details will be announced during the first lecture.

Requirements for attendance (informal)

Modules:

Requirements for attendance (formal)

None

References to Module / Module Number [PHY-EP2-M-2]

Course of Study Section Choice/Obligation
[PHY-31.128-SG] B.Ed. LaGR Physics B.Ed. Physik (Lehramt an Gymnasien und Realschulen plus) [P] Compulsory
[PHY-47.128-SG] B.Ed. LaBBS Physics Pflichtmodule [P] Compulsory