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Physik 1

Modulbezeichnung:
Bezeichnung des Moduls innerhalb des Studiengangs. Sie soll eine präzise und verständliche Überschrift des Modulinhalts darstellen.
Physik 1
Modulbezeichnung (engl.): Physics 1
Studiengang:
Studiengang mit Beginn der Gültigkeit der betreffenden ASPO-Anlage/Studienordnung des Studiengangs, in dem dieses Modul zum Studienprogramm gehört (=Start der ersten Erstsemester-Kohorte, die nach dieser Ordnung studiert).
Mechatronik/Sensortechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2020
Code: MST2.PH1
SAP-Submodul-Nr.:
Die Prüfungsverwaltung mittels SAP-SLCM vergibt für jede Prüfungsart in einem Modul eine SAP-Submodul-Nr (= P-Nummer). Gleiche Module in unterschiedlichen Studiengängen haben bei gleicher Prüfungsart die gleiche SAP-Submodul-Nr..
P231-0062
SWS/Lehrform:
Die Anzahl der Semesterwochenstunden (SWS) wird als Zusammensetzung von Vorlesungsstunden (V), Übungsstunden (U), Praktikumsstunden (P) oder Projektarbeitsstunden (PA) angegeben. Beispielsweise besteht eine Veranstaltung der Form 2V+2U aus 2 Vorlesungsstunden und 2 Übungsstunden pro Woche.
5V+2U (7 Semesterwochenstunden)
ECTS-Punkte:
Die Anzahl der Punkte nach ECTS (Leistungspunkte, Kreditpunkte), die dem Studierenden bei erfolgreicher Ableistung des Moduls gutgeschrieben werden. Die ECTS-Punkte entscheiden über die Gewichtung des Fachs bei der Berechnung der Durchschnittsnote im Abschlusszeugnis. Jedem ECTS-Punkt entsprechen 30 studentische Arbeitsstunden (Anwesenheit, Vor- und Nachbereitung, Prüfungsvorbereitung, ggfs. Zeit zur Bearbeitung eines Projekts), verteilt über die gesamte Zeit des Semesters (26 Wochen).
7
Studiensemester: 1
Pflichtfach: ja
Arbeitssprache:
Deutsch
Prüfungsart:
Klausur 120 min.

[letzte Änderung 21.01.2020]
Verwendbarkeit / Zuordnung zum Curriculum:
Alle Studienprogramme, die das Modul enthalten mit Jahresangabe der entsprechenden Studienordnung / ASPO-Anlage.

MST2.PH1 (P231-0062) Mechatronik/Sensortechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2019 , 1. Semester, Pflichtfach
MST2.PH1 (P231-0062) Mechatronik/Sensortechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2020 , 1. Semester, Pflichtfach
Arbeitsaufwand:
Der Arbeitsaufwand des Studierenden, der für das erfolgreiche Absolvieren eines Moduls notwendig ist, ergibt sich aus den ECTS-Punkten. Jeder ECTS-Punkt steht in der Regel für 30 Arbeitsstunden. Die Arbeitsstunden umfassen Präsenzzeit (in den Vorlesungswochen), Vor- und Nachbereitung der Vorlesung, ggfs. Abfassung einer Projektarbeit und die Vorbereitung auf die Prüfung.

Die ECTS beziehen sich auf die gesamte formale Semesterdauer (01.04.-30.09. im Sommersemester, 01.10.-31.03. im Wintersemester).
Die Präsenzzeit dieses Moduls umfasst bei 15 Semesterwochen 105 Veranstaltungsstunden (= 78.75 Zeitstunden). Der Gesamtumfang des Moduls beträgt bei 7 Creditpoints 210 Stunden (30 Std/ECTS). Daher stehen für die Vor- und Nachbereitung der Veranstaltung zusammen mit der Prüfungsvorbereitung 131.25 Stunden zur Verfügung.
Empfohlene Voraussetzungen (Module):
Keine.
Als Vorkenntnis empfohlen für Module:
MST2.ATO Atom- und Festkörperphysik
MST2.PH3 Physik 3


[letzte Änderung 12.04.2021]
Modulverantwortung:
Prof. Dr.-Ing. Barbara Hippauf
Dozent: Prof. Dr.-Ing. Barbara Hippauf

[letzte Änderung 01.10.2020]
Lernziele:
Das Modul vermittelt naturwissenschaftliche Kenntnisse und die Fähigkeit physikalische Phänomene und Größen in der Mechanik und Optik zu begreifen und anzuwenden.
Die Studierenden beherrschen den Umgang mit physikalischen Größen und Einheiten. Sie können einfache physikalische Problemstellungen analysieren und mit geeigneten Methoden lösen und diese Lösungen kritisch auf Plausibilität und Anwendbarkeit prüfen.


[letzte Änderung 28.03.2019]
Inhalt:
Kinematik
Definition der kinematischen Größen bei der geradlinigen Bewegung,
geradlinige gleichförmige Bewegung, geradlinig gleichmäßig beschleunigte Bewegung, freier Fall,
nichtgeradlinige Bewegungen, insbesondere Kreisbewegung, schiefer Wurf, Schwingungen
 
Dynamik des Massenpunktes
Kraft und Impuls, Impulserhaltung, insbesondere elastischer und unelastischer Stoß, Newtonsche Gesetze,
Reibung,
Dynamik bei krummliniger Bewegung, insbesondere Kreisbewegung, Drehmoment und Drehimpuls, Drehimpulserhaltung,
Arbeit, Leistung, potentielle und kinetische Energie, Energieerhaltung bei konservativer Kraft,
Gravitationskraft
 
Dynamik des starren Körpers
Schwerpunkt und Trägheitsmoment eines starren Körpers, Gleichungen der Drehbewegung,
physikalisches Pendel, Torsionspendel,
Rotationsenergie, Kreisel
 
Wellen
Ausbreitung von Wellen verschiedener physikalischer Größen, allgemeine Wellengleichung,
Überlagerung 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 14.03.2019]
Weitere Lehrmethoden und Medien:
Beamer, Smartboard, Whiteboard, Tafel, interaktives Skript, Lernkästen für individuell durchzuführende Versuche. Versuche im Plenum.

[letzte Änderung 26.03.2019]
Literatur:
M. Alonso, E. J. Finn: Physik; dritte Auflage, Oldenbourg Verlag, 2000.
Paul A. Tipler: Physik für Wissenschaftler und Ingenieure, sechste Auflage, Springer Spektrum Verlag, 2009.
Hering, Martin, Stohrer: Physik für Ingenieure; Springer Verlag, 2012.
Wolfgang Demtröder: Experimentalphysik 1, Mechanik und Wärme; sechste Auflage, Springer Verlag, 2013.
Eugene, Hecht: Optik; Oldenbourg Wissenschaftsverlag GmbH, 2014.

[letzte Änderung 14.03.2019]
[Fri Feb  3 20:15:43 CET 2023, CKEY=m3MST2.PH1, BKEY=mst4, CID=MST2.PH1, LANGUAGE=de, DATE=03.02.2023]