Module Handbook

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Module PHY-G2-M-2

Fundamentals of classical physics II (M, 17.0 LP)

Module Identification

Module Number Module Name CP (Effort)
PHY-G2-M-2 Fundamentals of classical physics II 17.0 CP (510 h)

Basedata

CP, Effort 17.0 CP = 510 h
Position of the semester 2 Sem. from SuSe
Level [2] Bachelor (Fundamentals)
Language [DE] German
Module Manager
Lecturers
Area of study [PHY-PHY] Physics
Reference course of study [PHY-82.128-SG] B.Sc. 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
SL1
ja PL1 8.0 SuSe
2V+1U PHY-PFTP-044A-K-2
Theoretische Grundlagen der klassischen Mechanik
P 42 h 108 h
SL1
ja PL1 5.0 SuSe
2V+1U PHY-PFTP-044B-K-2
Theoretische Grundlagen der klassischen Elektrodynamik
P 42 h 78 h
SL1
ja PL1 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 SL1 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: 108 h
  • About [PHY-PFTP-044A-K-2]: The study achievement SL1 must be obtained.
    • It is a prerequisite for the examination for PL1.
  • About [PHY-PFTP-044B-K-2]: Title: "Theoretische Grundlagen der klassischen Elektrodynamik"; Presence-Time: 42 h; Self-Study: 78 h
  • About [PHY-PFTP-044B-K-2]: The study achievement SL1 must be obtained.
    • It is a prerequisite for the examination for PL1.

Study achievement SL1

  • Verification of study performance: proof of successful participation in the exercise classes (incl. written examination)
  • Study achievement is a prerequisite for the examination.
    Übungsscheine zu [PHY-PFEP-023-K-2] "Electromagnetism and optics", [PHY-PFTP-044A-K-2] "Theoretische Grundlagen der klassischen Mechanik" und [PHY-PFTP-044B-K-2] "Theoretische Grundlagen der klassischen Elektrodynamik". Davon einer als qualifizierter Übungsschein wahlweise in [PHY-PFEP-023-K-2] "Electromagnetism and optics", [PHY-PFTP-044A-K-2] "Theoretische Grundlagen der klassischen Mechanik" oder [PHY-PFTP-044B-K-2] "Theoretische Grundlagen der klassischen Elektrodynamik".

Examination achievement PL1

  • Form of examination: oral examination (45-60 Min.)
  • Examination Frequency: irregular (by arrangement)
  • Examination number: 57120 ("Fundamentals of classical physics II")

Evaluation of grades

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


Contents

  • 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
  • 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

Die Studierenden erwerben Kenntnisse und ein Verständnis der grundlegenden Begriffe, Konzepte, und Phänomene der Elektrodynamik und Optik. Dazu gehören grundlegende Kenntnisse in der theoretischen Modellierung von Problemen des Elektromagnetismus sowie vertiefende Kenntnisse in der theoretischen Beschreibung mechanischer Systeme im Rahmen der Kanonischen Mechanik. Sie erwerben die Kompetenz zur selbstständigen Bearbeitung von Problemstellungen in den genannten Themenbereichen.

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 of the module (informal)

Modules:

Requirements for attendance of the module (formal)

None

References to Module / Module Number [PHY-G2-M-2]

Course of Study Section Choice/Obligation
[PHY-82.128-SG] B.Sc. Physics [Fundamentals] Grundmodule [P] Compulsory