Module 28-EP1_a Introduction to Physics I/II

Faculty

Person responsible for module

Regular cycle (beginning)

Every winter semester

Credit points and duration

15 Credit points

For information on the duration of the modul, refer to the courses of study in which the module is used.

Competencies

Die Studierenden lernen experimentell-phänomenologisch grundlegende Begriffe, Phänomene und Konzepte der klassischen Mechanik, Schwingungen und Wellen, Speziellen Relativitätstheorie und des Elektromagnetismus kennen. Sie sind in der Lage, Aufgaben aus diesen Bereichen selbständig zu lösen. Darüber kennen sie elementare Techniken experimentellen wissenschaftlichen Arbeitens und grundlegende Rechenmethoden und können diese anwenden. Sie sind in der Lage, (Mess-)Daten zu analysieren, adäquat grafisch darzustellen und kritisch zu diskutieren.

Content of teaching

Einführung in die Physik I:
Grundlegende Rechenmethoden der Mechanik: elementare Funktionen, Vektoren, Skalarfeld, Gradient, einfache Differentialgleichungen
Mechanik: Physikalische Größen, Kinematik eines Massepunktes, Impulserhaltung, Newtonsche Prinzipien, Kräfte, Kräftezerlegung, Arbeit, Leistung und Energie, Energieerhaltung, Drehimpuls, Drehmoment, Inertialsysteme und Scheinkräfte, Gravitation, Himmelsmechanik, Mechanik starrer Körper, Fluide, Reibung
Schwingungen und Wellen: Harmonische Schwingung, gekoppelte Pendel, Wellen, Stehende Wellen, Akustik

Fehlerrechnung und Datenanalyse:
Messfehler und Fehlerfortpflanzung, Auswertung und Darstellung von Messdaten

Einführung in die Physik II:
Grundlegende Rechenmethoden der Elektrodynamik: Divergenz, Rotation, Satz von Gauß, Satz von Stokes, Volumen- und Flächenintegrale
Elektro- & Magnetostatik: Coulombsches Gesetz, Feld und Potential einer Punktladung, Kondensatoren, Dielektrika, elektrischer Strom, Ohmsches Gesetz, Leitungsmechanismen, Widerstandsschaltungen, Magnetfeld, Lorentzkraft, Magnetfeld einer Spule, magnetische Erscheinungen in Materie
Elektrodynamik: Induktionsgesetz, Wechselstrom, Kirchhoffsche Regeln, Elektrischer Schwingkreis, Ampérsches Gesetz, Maxwell Gleichungen, Elektromagnetische Wellen, Antennen, Wellenleiter, Impedanz
Spezielle Relativitätstheorie: Lorenztransformation, Längenkontraktion und Zeitdilatation, Rel. Impuls, Masse und Energie

Recommended previous knowledge

Vorkurs Physik

Necessary requirements

—

Explanation regarding the elements of the module

In diesem Modul sind zwei Prüfungen zu absolvieren. Die der Vorlesung "Einführung in die Physik I" zugeordnete Prüfungsleistung besteht aus einem Portfolio mit Abschlussprüfung, wo hingegen die der Vorlesung "Einführung in die Physik II" zugeordnete Prüfungsleistung die Form einer Klausur hat.
Das Portfolio mit Abschlussprüfung über die Vorlesungen "Einführung in die Physik I" und "Fehlerrechnung und Datenanalyse" sowie die dazugehörenden Übungen dient einer frühzeitigen Leistungsrückmeldung und somit den Studierenden als Orientierungshilfe für ein erfolgreiches Studium.

Module structure: 1 SL, 2 bPr 1

Courses

1. Einführung in die Physik I
Type lecture
Regular cycle WiSe
Workload5 90 h (60 + 30)
LP 3 [Pr]
2. Fehlerrechnung und Datenanalyse
Type lecture
Regular cycle WiSe
Workload5 30 h (20 + 10)
LP 1
3. Übungen zu Einführung in die Physik I und Fehlerrechnung und Datenanalyse
Type tutorial (in connection with lecture/seminar)
Regular cycle WiSe
Workload5 60 h (30 + 30)
LP 2
4. Einführung in die Physik II
Type lecture
Regular cycle SoSe
Workload5 90 h (60 + 30)
LP 3 [Pr]
5. Übungen zu Einführung in die Physik II
Type tutorial (in connection with lecture/seminar)
Regular cycle SoSe
Workload5 60 h (30 + 30)
LP 2 [SL]

Study requirements

Allocated examiner Workload LP2
Teaching staff of the course 5. Übungen zu Einführung in die Physik II (tutorial (in connection with lecture/seminar))

Für die Übungen zu der Vorlesung müssen wöchentlich in der Regel 4-6 Aufgaben bearbeitet und in den Übungsstunden vorgerechnet werden. Um diese Studienleistung erbringen zu können, ist ebenfalls eine Nachbearbeitung anhand von Physik-Lehrbüchern erforderlich. Die zu bearbeitenden Übungsaufgaben werden jeweils eine Woche vorher ausgegeben.

 see above see above

Examinations

portfolio with final examination
Allocated examiner Teaching staff of the course 1. Einführung in die Physik I (lecture)
Weighting 1
Workload 60h
LP2 2

Das Portfolio bezieht sich auf Übungsaufgaben zu den Veranstaltungen Übungen zu Einführung in die Physik I und Fehlerrechnung und Datenanalyse und enthält eine Abschlussprüfung. Die Übungsaufgaben werden veranstaltungsbegleitend und in der Regel wöchentlich gestellt. Sie ergänzen und vertiefen den Inhalt der Vorlesungen. Die Abschlussprüfung erfolgt in Form einer Abschlussklausur von in der Regel 2-3h.

Im Portfolio ist folgende Leistung zu erbringen:

  • Regelmäßiges Bearbeiten der Übungsaufgaben zur Einführung in die Physik I und Fehlerrechnung und Datenanalyse jeweils mit erkennbarem Lösungsansatz sowie die Mitarbeit in den Übungsgruppen zur Einführung in die Physik I (Die Studierenden liefern regelmäßig Beiträge zur fachlichen Diskussionen in der Übungsgruppe. In Betracht kommen insbesondere fachliche Kommentare und Fragen zu den vorgestellten Lösungsvorschlägen sowie zweimaliges Vorrechnen von Übungsaufgaben nach Aufforderung). Die Veranstalterin/der Veranstalter kann einen Teil der Übungsaufgaben durch Präsenzübungen ersetzen.
  • Nachweis einer ausreichenden Zahl korrekt gelöster Übungsaufgaben, die im Rahmen der Veranstaltung Übungen zu Einführung in die Physik I und Fehlerrechnung und Datenanalyse gestellt werden. Hierzu sind in der Regel 50% der im Semester für das Lösen der Aufgaben erzielbaren Punkte zu erreichen.
  • Bestehen der Abschlussprüfung. Die Abschlussprüfung bezieht sich auf den Inhalt der Vorlesung Einführung in die Physik I und der zugehörigen Übung.
written examination
Allocated examiner Teaching staff of the course 4. Einführung in die Physik II (lecture)
Weighting 1
Workload 60h
LP2 2

Klausur (ca. 2-3 Stunden) über "Einführung in die Physik II" (Vorlesung und Übungen).

The module is used in these degree programmes:

Degree programme Version Profile Recom­mended start 3 Duration Manda­tory option 4
Physics / Bachelor of Science [FsB vom 15.09.2017 mit Änderungen vom 04.06.2018, 16.09.2019 und 01.04.2021] Bachelor with One Core Subject (Academic) Physics 1. two semesters Obli­gation
Physics / Bachelor of Science [FsB vom 15.09.2017 mit Änderungen vom 04.06.2018, 16.09.2019 und 01.04.2021] Bachelor with One Core Subject (Academic) Biophysics 1. two semesters Obli­gation
Physics / Bachelor of Science [FsB vom 15.09.2017 mit Änderungen vom 04.06.2018, 16.09.2019 und 01.04.2021] Bachelor with One Core Subject (Academic) Nanoscience 1. two semesters Obli­gation
Physics / Bachelor [FsB vom 15.09.2017 mit Änderungen vom 04.06.2018, 16.09.2019 und 01.04.2021] Minor Subject (Academic), 60 CPs 1. two semesters Obli­gation
Physics / Bachelor [FsB vom 15.09.2017 mit Änderungen vom 04.06.2018, 16.09.2019 und 01.04.2021] Minor Subject (Academic), 30 CPs 1. two semesters Obli­gation
Physics / Bachelor of Science [FsB vom 15.09.2017 mit Änderungen vom 04.06.2018, 16.09.2019 und 01.04.2021] Major Subject (Advanced Secondary and Comprehensive Schools ('Gymnasium' and 'Gesamtschule')) 1. two semesters Obli­gation
Physics / Bachelor [FsB vom 15.09.2017 mit Änderungen vom 04.06.2018, 16.09.2019 und 01.04.2021] Minor Subject (Advanced Secondary and Comprehensive Schools ('Gymnasium' and 'Gesamtschule')) 1. two semesters Obli­gation
Physics / Bachelor of Science [FsB vom 15.09.2017 mit Änderungen vom 04.06.2018, 16.09.2019 und 01.04.2021] Subject (Secondary and Comprehensive Schools ('Haupt-', 'Real-', 'Sekundar-' and 'Gesamtschule')) 1. two semesters Obli­gation
Physics / Bachelor of Science [FsB vom 15.08.2016 mit Änderungen vom 04.06.2018 und 16.09.2019] Bachelor with One Core Subject (Academic) Biophysics 1. two semesters Obli­gation
Physics / Bachelor of Science [FsB vom 15.08.2016 mit Änderungen vom 04.06.2018 und 16.09.2019] Bachelor with One Core Subject (Academic) Nanoscience 1. two semesters Obli­gation
Physics / Bachelor of Science [FsB vom 15.08.2016 mit Änderungen vom 04.06.2018 und 16.09.2019] Bachelor with One Core Subject (Academic) Physics 1. two semesters Obli­gation
Physics / Bachelor [FsB vom 15.08.2016 mit Änderungen vom 04.06.2018 und 16.09.2019] Minor Subject (Academic), 60 CPs 1. two semesters Obli­gation
Physics / Bachelor [FsB vom 15.08.2016 mit Änderungen vom 04.06.2018 und 16.09.2019] Minor Subject (Academic), 30 CPs 1. two semesters Obli­gation
Physics / Bachelor of Science [FsB vom 15.08.2016 mit Änderungen vom 04.06.2018 und 16.09.2019] Major Subject (Advanced Secondary and Comprehensive Schools ('Gymnasium' and 'Gesamtschule')) 1. two semesters Obli­gation
Physics / Bachelor [FsB vom 15.08.2016 mit Änderungen vom 04.06.2018 und 16.09.2019] Minor Subject (Advanced Secondary and Comprehensive Schools ('Gymnasium' and 'Gesamtschule')) 1. two semesters Obli­gation
Physics / Bachelor of Science [FsB vom 15.08.2016 mit Änderungen vom 04.06.2018 und 16.09.2019] Subject (Secondary and Comprehensive Schools ('Haupt-', 'Real-', 'Sekundar-' and 'Gesamtschule')) 1. two semesters Obli­gation
Physics / Bachelor of Science [FsB vom 01.04.2014 mit Änderungen vom 30.09.2016, 04.06.2018 und 16.09.2019] Bachelor with One Core Subject (Academic) Biophysics 1. two semesters Obli­gation
Physics / Bachelor of Science [FsB vom 01.04.2014 mit Änderungen vom 30.09.2016, 04.06.2018 und 16.09.2019] Bachelor with One Core Subject (Academic) Nanoscience 1. two semesters Obli­gation
Physics / Bachelor of Science [FsB vom 01.04.2014 mit Änderungen vom 30.09.2016, 04.06.2018 und 16.09.2019] Bachelor with One Core Subject (Academic) Physics 1. two semesters Obli­gation
Physics / Bachelor [FsB vom 01.04.2014 mit Änderungen vom 30.09.2016, 04.06.2018 und 16.09.2019] Minor Subject (Academic), 60 CPs 1. two semesters Obli­gation
Physics / Bachelor [FsB vom 01.04.2014 mit Änderungen vom 30.09.2016, 04.06.2018 und 16.09.2019] Minor Subject (Academic), 30 CPs 1. two semesters Obli­gation
Physics / Bachelor of Science [FsB vom 01.04.2014 mit Änderungen vom 30.09.2016, 04.06.2018 und 16.09.2019] Major Subject (Advanced Secondary and Comprehensive Schools ('Gymnasium' and 'Gesamtschule')) 1. two semesters Obli­gation
Physics / Bachelor [FsB vom 01.04.2014 mit Änderungen vom 30.09.2016, 04.06.2018 und 16.09.2019] Minor Subject (Advanced Secondary and Comprehensive Schools ('Gymnasium' and 'Gesamtschule')) 1. two semesters Obli­gation
Physics / Bachelor of Science [FsB vom 01.04.2014 mit Änderungen vom 30.09.2016, 04.06.2018 und 16.09.2019] Subject (Secondary and Comprehensive Schools ('Haupt-', 'Real-', 'Sekundar-' and 'Gesamtschule')) 1. two semesters Obli­gation

Automatic check for completeness

The system can perform an automatic check for completeness for this module.

Previus version of this module

Legend

1
The module structure displays the required number of study requirements and examinations.
2
LP is the short form for credit points.
3
The figures in this column are the specialist semesters in which it is recommended to start the module. Depending on the individual study schedule, entirely different courses of study are possible and advisable.
4
Explanations on mandatory option: "Obligation" means: This module is mandatory for the course of the studies; "Optional obligation" means: This module belongs to a number of modules available for selection under certain circumstances. This is more precisely regulated by the "Subject-related regulations" (see navigation).
5
Workload (contact time + self-study)
SL
Study requirement
Pr
Examination
bPr
Number of examinations with grades
uPr
Number of examinations without grades
Diese Leistung kann gemeldet und verbucht werden.

Sidebar

Elements of the module

Courses

Study requirements

Examinations

Programme of lectures (eKVV)

Programme of lectures (eKVV)

Show lists of modules

Physics / Bachelor of Science: Bachelor with One Core Subject (Academic) // Physics [FsB vom 15.09.2017 mit Änderungen vom 04.06.2018, 16.09.2019 und 01.04.2021]

Physics / Bachelor of Science: Bachelor with One Core Subject (Academic) // Biophysics [FsB vom 15.09.2017 mit Änderungen vom 04.06.2018, 16.09.2019 und 01.04.2021]

Physics / Bachelor of Science: Bachelor with One Core Subject (Academic) // Nanoscience [FsB vom 15.09.2017 mit Änderungen vom 04.06.2018, 16.09.2019 und 01.04.2021]

Physics / Bachelor: Minor Subject (Academic), 60 CPs [FsB vom 15.09.2017 mit Änderungen vom 04.06.2018, 16.09.2019 und 01.04.2021]

Physics / Bachelor: Minor Subject (Academic), 30 CPs [FsB vom 15.09.2017 mit Änderungen vom 04.06.2018, 16.09.2019 und 01.04.2021]

Physics / Bachelor of Science: Major Subject (Advanced Secondary and Comprehensive Schools ('Gymnasium' and 'Gesamtschule')) [FsB vom 15.09.2017 mit Änderungen vom 04.06.2018, 16.09.2019 und 01.04.2021]

Physics / Bachelor: Minor Subject (Advanced Secondary and Comprehensive Schools ('Gymnasium' and 'Gesamtschule')) [FsB vom 15.09.2017 mit Änderungen vom 04.06.2018, 16.09.2019 und 01.04.2021]

Physics / Bachelor of Science: Subject (Secondary and Comprehensive Schools ('Haupt-', 'Real-', 'Sekundar-' and 'Gesamtschule')) [FsB vom 15.09.2017 mit Änderungen vom 04.06.2018, 16.09.2019 und 01.04.2021]

Physics / Bachelor of Science: Bachelor with One Core Subject (Academic) // Biophysics [FsB vom 15.08.2016 mit Änderungen vom 04.06.2018 und 16.09.2019]

Physics / Bachelor of Science: Bachelor with One Core Subject (Academic) // Nanoscience [FsB vom 15.08.2016 mit Änderungen vom 04.06.2018 und 16.09.2019]

Physics / Bachelor of Science: Bachelor with One Core Subject (Academic) // Physics [FsB vom 15.08.2016 mit Änderungen vom 04.06.2018 und 16.09.2019]

Physics / Bachelor: Minor Subject (Academic), 60 CPs [FsB vom 15.08.2016 mit Änderungen vom 04.06.2018 und 16.09.2019]

Physics / Bachelor: Minor Subject (Academic), 30 CPs [FsB vom 15.08.2016 mit Änderungen vom 04.06.2018 und 16.09.2019]

Physics / Bachelor of Science: Major Subject (Advanced Secondary and Comprehensive Schools ('Gymnasium' and 'Gesamtschule')) [FsB vom 15.08.2016 mit Änderungen vom 04.06.2018 und 16.09.2019]

Physics / Bachelor: Minor Subject (Advanced Secondary and Comprehensive Schools ('Gymnasium' and 'Gesamtschule')) [FsB vom 15.08.2016 mit Änderungen vom 04.06.2018 und 16.09.2019]

Physics / Bachelor of Science: Subject (Secondary and Comprehensive Schools ('Haupt-', 'Real-', 'Sekundar-' and 'Gesamtschule')) [FsB vom 15.08.2016 mit Änderungen vom 04.06.2018 und 16.09.2019]

Physics / Bachelor of Science: Bachelor with One Core Subject (Academic) // Biophysics [FsB vom 01.04.2014 mit Änderungen vom 30.09.2016, 04.06.2018 und 16.09.2019]

Physics / Bachelor of Science: Bachelor with One Core Subject (Academic) // Nanoscience [FsB vom 01.04.2014 mit Änderungen vom 30.09.2016, 04.06.2018 und 16.09.2019]

Physics / Bachelor of Science: Bachelor with One Core Subject (Academic) // Physics [FsB vom 01.04.2014 mit Änderungen vom 30.09.2016, 04.06.2018 und 16.09.2019]

Physics / Bachelor: Minor Subject (Academic), 60 CPs [FsB vom 01.04.2014 mit Änderungen vom 30.09.2016, 04.06.2018 und 16.09.2019]

Physics / Bachelor: Minor Subject (Academic), 30 CPs [FsB vom 01.04.2014 mit Änderungen vom 30.09.2016, 04.06.2018 und 16.09.2019]

Physics / Bachelor of Science: Major Subject (Advanced Secondary and Comprehensive Schools ('Gymnasium' and 'Gesamtschule')) [FsB vom 01.04.2014 mit Änderungen vom 30.09.2016, 04.06.2018 und 16.09.2019]

Physics / Bachelor: Minor Subject (Advanced Secondary and Comprehensive Schools ('Gymnasium' and 'Gesamtschule')) [FsB vom 01.04.2014 mit Änderungen vom 30.09.2016, 04.06.2018 und 16.09.2019]

Physics / Bachelor of Science: Subject (Secondary and Comprehensive Schools ('Haupt-', 'Real-', 'Sekundar-' and 'Gesamtschule')) [FsB vom 01.04.2014 mit Änderungen vom 30.09.2016, 04.06.2018 und 16.09.2019]