1. Modultitel und Modulnummer:

Modul 24: Einführung in die Physik – Nebenfach I

2. Lehrveranstaltungen des Moduls:

1. Vorlesung (3 SWS) mit Demonstrationsexperimenten und Übung (1 SWS) betreut in Kleingruppen)

2. Praktikum (4 SWS), betreut in Kleingruppen (Grundpraktikum Nebenfach I)

3. Modulverantwortliche(r):

1. Verantwortlich sind die Lehrenden, Professor(inn)en und Dozent(inn)en der Physik im Wechsel.

2. Verantwortlich ist Dr. Udo Werner

4. Lehrinhalte:

1. Die Veranstaltung führt an Hand von Demonstrationsexperimenten in die Physik unter experimentell-phänomenologischen Gesichtspunkten ein. Kernpunkte der Veranstaltung sind:

Mechanik: Messen und Maße, lineare Bewegungen, Drehbewegungen, Energie,

Planetenbewegung, Bezugssysteme, Mechanik von Flüssigkeiten

Schwingungen und Wellen: Harmonischer Oszillator: freie, gedämpfte und getriebene Schwingung; gekoppelte Schwingungen; Wellenfortpflanzung, Schwebungen, Doppler- Effekt, Energie- und Energiedichte einer Welle

Wärmelehre: Temperatur, Wärmeenergie, Zustandsgleichung von Gasen, Hauptsätze der Wärmelehre, Brownsche Molekularbewegung, Boltzmann-Verteilung, Wärmeleitung und Diffusion

Elektrizität und Magnetismus: Stromstärke und elektrische Ladung, Elektrisches Feld und Coulombsches Gesetz, Arbeit im elektrischen Feld und elektrisches Potential, Materie im elektrischen Feld, Elektrischer Strom und Widerstand, Faradaysches Induktionsgesetz, Wechselstrom, Magnetfeld, Materie im elektrischen Feld

Optik: geometrische Optik, Abbildungen, Wellenoptik, Brechung und Polarisation von Licht, Optische Instrumente

2. Inhaltlich orientiert sich das Praktikum an der Vorlesung d.h. es werden schwerpunktmäßig die Experimente aus den Bereichen Mechanik, Wärmelehre, Elektrizitätslehre, Optik, Kreisprozesse, Schwingkreise und elektronische Grundschaltungen behandelt. Ergänzt werden diese Experimente durch einige grundlegende Versuche zur modernen Physik, (z.B. zur Spektroskopie und Radioaktivität), die für die Anwendung in den Nachbardisziplinen wesentliche experimentelle Methoden vorstellen.

5. Kompetenzen:

Die Studierenden informieren sich über den Studienaufbau der Physik-Veranstaltungen und lernen grundlegende Begriffe, Phänomene und Konzepte der klassischen Physik kennen. Sie sind in der Lage, Aufgaben aus diesem Bereich selbständig zu lösen.

Es werden die notwendigen praktischen Kenntnisse und Erfahrungen zum experimentellen Arbeiten, zur Messtechnik, aber auch zur Datenanalyse und zum Umgang mit Messunsicherheiten erarbeitet.

Die Studierenden

- besitzen nach Durchlaufen des Moduls ein Verständnis physikalischer Zusammenhänge sind in der Lage, theoretische Konzepte im Experiment zu verifizieren

- kennen grundlegende experimentelle Techniken und Messverfahren sowie einfache Methoden der Datenanalyse

- sind in der Lage, einen wissenschaftlichen Arbeitsprozess sprachlich zu formulieren, zu dokumentieren und seine Ergebnisse kritisch zu diskutieren

- haben gelernt, im Team zu arbeiten und miteinander wissenschaftlich zu kommunizieren

6. Anzahl Einzelleistungen:

Eine benotete und eine unbenotete Einzelleistung

7. Erbringungsformen:

Klausur (24.1) und Portfolio* bestehend aus 10 Versuchen und 5 testierten Versuchsprotokollen (24.2)

*: zur Definition der Inhalte des Portfolio siehe Modul 5. Das im Modul 5 vorgesehene Abschlusskolloquium entfällt hier.

8. Voraussetzungen für die Vergabe von Leistungspunkten:

Bestehen der Einzelleistungen, regelmäßige aktive Teilnahme: begleitend zur Vorlesung muss eine Nacharbeitung anhand von Physik- (Standard) Lehrbüchern erfolgen. Für die Übungen (Modul 24a) müssen Aufgaben bearbeitet und in den Übungsstunden vorgerechnet werden. Die zu bearbeitenden Übungsaufgaben werden jeweils eine Woche vorher ausgegeben.

9. Arbeitsaufwand und Leistungspunkte:

Modul 24:

Struktur des Lehrangebots

Semester

Aufwand

(Stunden)

Aufwand Einzelleistungen

(LP)

LP

Kontakt-stunden

Selbst-studium

benotet

unbenotet

Einführung in die Physik – Nebenfach I (V+Ü)

1

60

30

2

5

Grundpraktikum Nebenfach I

1

60

30

2

5

Gesamt

10

10. Teilnahmevoraussetzungen und Vorkenntnisse:

Keine

11. Modultyp und Verwendbarkeit des Moduls:

Pflichtmodul für Bachelorstudiengang Physik als Nebenfach, Profile „Vermittlung der Naturwissenschaften“ (FsB 6.2) und Profil „Physikalische Kompetenzen für Nichtphysiker“ (FsB 6.3) sowie den Master of Education (FsB 4.3.2 bzw. 4.3.3).

12. Dauer des Moduls/Angebotsturnus:

1. Jährlich, im Wintersemester

2. in jedem Semester