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Physik 2

Modulbezeichnung: Physik 2
Modulbezeichnung (engl.): Physics 2
Studiengang: Elektro- und Informationstechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2018
Code: E2202
SWS/Lehrform: 4V+1U (5 Semesterwochenstunden)
ECTS-Punkte: 5
Studiensemester: 2
Pflichtfach: ja
Arbeitssprache:
Deutsch
Prüfungsart:
Klausur
Zuordnung zum Curriculum:
E2202 Elektro- und Informationstechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2018, 2. Semester, Pflichtfach
Arbeitsaufwand:
Die Präsenzzeit dieses Moduls umfasst bei 15 Semesterwochen 75 Veranstaltungsstunden (= 56.25 Zeitstunden). Der Gesamtumfang des Moduls beträgt bei 5 Creditpoints 150 Stunden (30 Std/ECTS). Daher stehen für die Vor- und Nachbereitung der Veranstaltung zusammen mit der Prüfungsvorbereitung 93.75 Stunden zur Verfügung.
Empfohlene Voraussetzungen (Module):
Keine.
Als Vorkenntnis empfohlen für Module:
Modulverantwortung:
Prof. Dr.-Ing. Barbara Hippauf
Dozent: Prof. Dr.-Ing. Barbara Hippauf

[letzte Änderung 10.09.2018]
Lernziele:
- Differentialgleichungen für Systeme zweiter Ordnung aufstellen können und deren Lösungen erläutern und an Beispielen durchführen können. Analogie Systeme aus der Mechanik und der Elektrotechnik kennen.
- Erfahren wie die Methoden auf gekoppelte Systeme und Systeme höherer Ordnung übertragen werden können.
- Die Ausbreitung von verschiedenen physikalischen Größen über Wellen kennenlernen. Die allgemeine Wellengleichung als Lösung einer Differentialgleichung kennen und diese anwenden können. Die ßberlagerung von Wellen und deren Folgen verstehen.
- Die Ausbreitung des Lichtes als Strahl kennen und die Begriffe Reflexion, Totalreflexion und Brechung sicher beherrschen. Abbildungen an Spiegeln, Linsen und Linsenkombinationen geometrisch und rechnerisch beschreiben und berechnen.  Den Aufbau und die Wirkungsweise von optischen Geräten erläutern können.  
- Grenzen der Strahlenoptik kennenlernen. Mit der Wellennatur des Lichtes Interferenz-  und Beugungserscheinungen erklären und anwenden können wie z. b:  bei der Begrenzung des Auflösungsvermögens optischer Geräte.
- Aufbau des H-Atoms im Bohr´schen Atommodells über die klassische Physik  kennen. Daraus Schalenmodell und Energieniveaus, sowie Spektren erklären können. Erfahren haben wie Röntgenstrahlen erzeugt und angewandt werden. Photoelektrischen Effekt mit Licht als Teilchen erklären können.

[letzte Änderung 18.07.2019]
Inhalt:
Schwingungen
Aufstellen von Differentialgleichungen für verschiedene Schwingungsarten anhand von Beispielen in verschiedenen mechanischen und elektronischen Systemen,
Lösungen  im ungedämpften und gedämpften Feder-Masse System,
erzwungene Schwingung im Feder-Masse System, Lösung über komplexen Ansatz, Amplitudengang und Phasengang,
Systeme höherer Ordnung
zwei gekoppelte Oszillatoren, Aufstellen der Differentialgleichungen, Schwebung, gleichphasige und gegenphasige Schwingungen, Kopplungen von mehr als zwei  Oszillatoren
 
Wellen
Ausbreitung von Wellen verschiedener physikalischer Größen, allgemeine Wellengleichung,
ßberlagerung von Wellen, stehende Welle,  Interferenz, Amplitudenmodulation, Frequenzmodulation,
 
Optik
Ausbreitung von Licht in einem Medium, Reflexion- und Brechungsgesetz,
Spiegel, Linsen  in der geometrischen Optik, Abbildungsgleichung, Kombination von Linsen,
 Aufbau des Auges, Lupe, Mikroskop, Teleskop, analoge und digitale Kamera,
Licht als Welle, Phasen und Gruppengeschwindigkeit, Polarisation, Huygensche Prinzip, Beugung am Spalt,, Interferenz am Doppelspalt und Gitter, Newtonsche Ringe, Auflösungsvermögen optischer Instrumente
Atomphysik
Bohrsches Postulat, Energieniveaus im H-Atom, Erzeugung von Röntgenstrahlung, Anwendung von Röntgenstrahlen, insbesondere Bragg- Reflexion in der Röntgendiffraktometrie und Rasterelektronenmikroskop,
photoelektrischer Effekt, Photonen, Wirkungsquantum
thermisch erzeugte Emission von Elektronen, Wärmeübertragung durch Strahlung

[letzte Änderung 18.07.2019]
Lehrmethoden/Medien:
Tafel, Skript, Präsentation

[letzte Änderung 13.12.2018]
Literatur:
Hering, Ekbert; Martin, Rolf; Stohrer, Martin: Physik für Ingenieure, Springer Vieweg, (akt. Aufl.)
Hering, Ekbert; Martin, Rolf; Stohrer, Martin: Taschenbuch der Mathematik und Physik, Springer Vieweg
Turtur, Claus Wilhelm: Prüfungstrainer Physik, Springer Spektrum

[letzte Änderung 18.07.2019]
[Fri May 29 08:53:28 CEST 2020, CKEY=e3E2202, BKEY=ei, CID=E2202, LANGUAGE=de, DATE=29.05.2020]