- Elektrostatik
- elektrischer Strom
- Magnetostatik
- zeitlich veränderliche Felder
- Maxwell-Gleichungen
- elektrotechnische Anwendungen
- elektromagnetische Schwingungen
- elektromagnetische Wellen im Vakuum
- elektromagnetische Wellen in Materie
- geometrische Optik
- Interferenz und Beugung
- Streuung
- optische Instrumente
- neue Techniken der Optik
Module PHY-EP2-ZEP-Gym-M-2
Experimentalphysik 2: Elektrodynamik, Optik (M, 16.0 LP)
Module Identification
Module Number | Module Name | CP (Effort) |
---|---|---|
PHY-EP2-ZEP-Gym-M-2 | Experimentalphysik 2: Elektrodynamik, Optik | 16.0 CP (480 h) |
Basedata
CP, Effort | 16.0 CP = 480 h |
---|---|
Position of the semester | 2 Sem. from 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-B4.128-SG] ZEP LaG Physics |
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. | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
4V+2U | PHY-PFEP-023-K-2 | Electromagnetism and optics
| P | 84 h | 156 h |
U-Schein
| ja | PL1 | 8.0 | SuSe |
2V+1U | PHY-PFTP-044A-K-2 | Theoretische Grundlagen der klassischen Mechanik
| P | 42 h | 78 h |
U-Schein
| ja | PL2 | 4.0 | SuSe |
2V+1U | PHY-PFTP-044B-K-2 | Theoretische Grundlagen der Elektrodynamik
| P | 42 h | 78 h |
U-Schein
| ja | PL3 | 4.0 | WiSe |
- 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.
- About [PHY-PFTP-044A-K-2]: Title: "Theoretische Grundlagen der klassischen Mechanik"; Presence-Time: 42 h; Self-Study: 78 h
- About [PHY-PFTP-044A-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 PL2.
- About [PHY-PFTP-044B-K-2]: Title: "Theoretische Grundlagen der Elektrodynamik"; Presence-Time: 42 h; Self-Study: 78 h
- About [PHY-PFTP-044B-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 PL3.
Examination achievement PL1
- Form of examination: written exam (Klausur) (120 Min.)
- Examination Frequency: Examination only within the course
Examination achievement PL2
- Form of examination: written exam (Klausur) (90 Min.)
- Examination Frequency: Examination only within the course
Examination achievement PL3
- Form of examination: written exam (Klausur) (90 Min.)
- Examination Frequency: Examination only within the course
Evaluation of grades
All partial module examinations have to be passed. The module grade is the weighted average of the partial examination grades according to the following weights:
- [PHY-PFEP-023-K-2] Electromagnetism and optics: Gewichtung 2
- [PHY-PFTP-044A-K-2] Theoretische Grundlagen der klassischen Mechanik: Gewichtung 1
- [PHY-PFTP-044B-K-2] Theoretische Grundlagen der Elektrodynamik: Gewichtung 1
Contents
-
Lagrange’sche Mechanik:
- Konfigurationsraum und generalisierte Koordinaten
- Zwangsbedingungen
- Lagrange-Funktion
- Euler-Lagrange-Gleichungen
- Noether-Theorem
- Starrer Körper
- Variationsrechnung
- Wirkung
- Relativistische Dynamik einer Punktladung im elektromagnetischen Feld
-
Hamilton’sche Mechanik:
- Phasenraum
- Hamilton-Funktion
- kanonische Bewegungsgleichungen
- Kanonische Transformationen
- Satz von Liouville
-
Lösungsmethoden in der Elektrodynamik:
- Green’sche Funktionen
- Spiegelladungen
- retardierte Potenziale
- Randwertproblem
- Separation
- Multipolentwicklung
- Makroskopische und mikroskopische Felder
- Elektromagnetische Wellen
- Strahlung
- Dispersion und Ausbreitung in Medien
-
Fundamentale Aspekte der Elektrodynamik:
- Skalares und Vektorpotential sowie Eichtransformationen
- Erhaltungssätze für Ladung, Energie, Impuls, Drehimpuls
- Lorentz-Transformationen der elektromagnetischen Felder
- relativistische Formulierung der Elektrodynamik
Competencies / intended learning achievements
[PHY-EP2-M-2] Experimentalphysik 2: Elektrodynamik, Optik:
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.
[PHY-TP1-M-2] Theoretische Physik 1: Theoretische Mechanik, Elektrodynamik:
Die Studierenden
- beherrschen die grundlegenden Konzepte, Methoden und Denkweisen der theoretischen Physik;
- verstehen das Wechselspiel von Theoretischer Physik und Experimentalphysik, den Beitrag der Theoretischen Physik zu Begriffsbildung und Begriffsgeschichte, die wichtigsten Arbeitsstrategien und Denkformen der Theoretischen Physik sowie die Kulturverflechtung und den Kultur- und Zivilisationsbeitrag der Theoretischen Physik;
- entwickeln die Fähigkeit, die spezifische Rolle der Theorie im Aufbau der Physik, ihr gedankliches Arsenal an Arbeitsstrategien und Denkformen und ihre Kulturverflechtung an schulrelevanten Beispielen zu verdeutlichen.
Literature
- Demtröder: Experimentalphysik 2, Springer
- Meschede: Gerthsen Physik, Springer
- Goldstein, Poole, Safko: Klassische Mechanik, Wiley-VCH
- Nolting: Grundkurs Theoretische Physik, Bd. 1 bis 2, Springer-Verlag
- Jackson: Klassische Elektrodynamik, De Gruyter
- Nolting: Grundkurs Theoretische Physik, Band 3, Springer-Verlag
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)
None
Requirements for attendance (formal)
None
References to Module / Module Number [PHY-EP2-ZEP-Gym-M-2]
Course of Study | Section | Choice/Obligation |
---|---|---|
[PHY-B4.128-SG] ZEP LaG Physics | Pflichtmodule | [P] Compulsory |
Notes on the module handbook of the department Physics
Die offiziellen Modulhandbücher finden Sie unter https://www.physik.uni-kl.de/studium/modulhandbuecher/ .