Modul 28-RDP_b Methods of Calculation in Physics

Fakultät

Modulverantwortliche*r

Turnus (Beginn)

Jedes Wintersemester

Leistungspunkte und Dauer

10 Leistungspunkte

Die Angaben zur Moduldauer finden Sie bei den Studiengängen, in denen das Modul verwendet wird.

Kompetenzen

Die Studierenden lernen in diesem Modul das für das Physikstudium notwendige mathematische Handwerkszeug kennen. Sie verstehen die grundlegenden Konzepte und Zusammenhänge der Analysis und Linearen Algebra. Der Fokus dieses Moduls lieg auf der Anwendung der behandelten Techniken durch explizites Ausrechnen. Auch lernen die Studierenden zu unterscheiden, in welchem Zusammenhang welche Technik angewandt wird. In den ersten vier Wochen findet eine konzentrierte Einführung in die Grundlagen des physikalischen Rechnens statt.

Lehrinhalte

Einführungsblock
• Gleichungen und Ungleichungen
• Komplexe Zahlen
• Trigonometrische Funktionen und ihre Inversen
• Ableitungen
• Exponentialfunktion, Logarithmus und Potenzgesetze
• Eulerformel & Polardarstellung der komplexen Zahlen
• Summen und Taylorreihe
• Integration

Rechenmethoden der Physik I
• Gewöhnliche Differentialgleichungen erster und zweiter Ordnung, Lösungsverfahren
• Analytische Geometrie
• Vektoren, Skalar- & Kreuzprodukt
• Parametrisierung von Kurven und Flächen
• Linienintegrale
• Skalar- und Vektorfelder
• Gradient

Rechenmethoden der Physik II
• Matrizen
• Eigenwerte und Diagonalisierung von Matrizen
• Tensoren und Drehungen
• Divergenz und Rotation
• Mehrdimensionale Integrale
• Zylinder- und Kugelkoordinaten
• Oberflächen- und Volumenintegrale
• Integralsätze von Gauß & Stokes
• Fourier-Reihe und Fourier-Transformation
• Delta- und Theta-Funktionen
• weitere Themen nach Wahl

Empfohlene Vorkenntnisse

Notwendige Voraussetzungen

Erläuterung zu den Modulelementen

Es wird auf folgende Fußnote der FsB hingewiesen.

  • Für das Nebenfach Physik fachwissenschaftlich:

Werden oder wurden Module mit den Inhalten in Analysis I, II, III und Lineare Algebra I, II erfolgreich absolviert, so können Studierende, die insbesondere den Masterstudiengang "Mathematische und Theoretische Physik" anstreben, anstelle des Moduls 28-RDP_b das Modul 28-Q studieren.

Modulstruktur: 1 SL, 1 uPr 1

Veranstaltungen

Einführungsblock
Art lecture with exercises
Turnus Findet in den ersten 4 Wochen des Wintersemesters statt
Workload5 60 h (40 + 20)
LP 2
Rechenmethoden der Physik I
Art lecture
Turnus Start in der 5. Woche des Wintersemesters
Workload5 30 h (20 + 10)
LP 1
Rechenmethoden der Physik II
Art lecture
Turnus SoSe
Workload5 60 h (30 + 30)
LP 2
Übungen zu Rechenmethoden der Physik I
Art exercise
Turnus Start in der 5. Woche des Wintersemesters
Workload5 60 h (20 + 40)
LP 2 [SL]
Übungen zu Rechenmethoden der Physik II
Art exercise
Turnus SoSe
Workload5 60 h (30 + 30)
LP 2 [Pr]

Studienleistungen

Zuordnung Prüfende Workload LP2
Lehrende der Veranstaltung Übungen zu Rechenmethoden der Physik I (exercise)

Regelmäßiges Bearbeiten der Übungsaufgaben (i.d.R. 50%), jeweils mit erkennbarem und zielführendem Lösungsansatz sowie die Mitarbeit in den Übungsgruppen (in Betracht kommen insbesondere: Präsentation der eigenen Lösungen oder Lösungsansätze, Stellen von fachlichen Fragen und kritische Diskussion der physikalischen Problemstellungen, Bearbeiten von Präsenzübungen).
Die zu bearbeitenden Übungsaufgaben werden jeweils eine Woche vorher ausgegeben. Die/Der Dozent*in legt die genauen Kriterien zu Veranstaltungsbeginn fest und gibt diese bekannt.

siehe oben siehe oben

Prüfungen

portfolio with final examination
Zuordnung Prüfende Lehrende der Veranstaltung Übungen zu Rechenmethoden der Physik II (exercise)
Gewichtung unbenotet
Workload 30h
LP2 1

Portfolio mit Abschlussprüfung: Portfolio aus Übungsaufgaben, die veranstaltungsbegleitend und in der Regel wöchentlich gestellt werden, und Abschlussklausur (in der Regel 90 min). Die Übungsaufgaben ergänzen und vertiefen den Inhalt der Vorlesung.
Regelmäßiges Bearbeiten der Übungsaufgaben, jeweils mit erkennbarem und zielführendem Lösungsansatz sowie die Mitarbeit in den Übungsgruppen (Präsentation der eigenen Lösungen oder Lösungsansätze, Stellen von fachlichen Fragen und kritische Diskussion der physikalischen Problemstellungen, Bearbeiten von Präsenzübungen). Die zu bearbeitenden Übungsaufgaben werden jeweils eine Woche vorher ausgegeben.
Nachweis einer ausreichenden Zahl korrekt gelöster Übungsaufgaben (in der Regel 50% der im Semester für das Lösen der Aufgaben erzielbaren Punkte). Abzugebenden Übungsaufgaben werden jeweils eine Woche vorher ausgegeben.
Die Abschlussprüfung bezieht sich auf den Inhalt der Vorlesungen und Übungen (Einführungsblock, Rechenmethoden der Physik I und II).

In diesen Studiengängen wird das Modul verwendet:

Studiengang Variante Profil Empf. Beginn 3 Dauer Bindung 4
Extension subject / Bachelor Erweiterungsfach [Prüfungsordnung vom 21.03.2023 mit Änderungen vom 30.11.2023 und 26.04.2024] Physics (Subject-specific Regulations from 2022): Extension subject Bachelor Subject (Secondary and Comprehensive Schools ('Haupt-', 'Real-', 'Sekundar-' and 'Gesamtschule')) 1. zwei Semes­ter Pflicht
Extension subject / Bachelor Erweiterungsfach [Prüfungsordnung vom 21.03.2023 mit Änderungen vom 30.11.2023 und 26.04.2024] Physics (Subject-specific Regulations from 2022): Extension subject Bachelor Minor Subject (Advanced Secondary and Comprehensive Schools ('Gymnasium' and 'Gesamtschule')) 1. zwei Semes­ter Pflicht
Courses offered for the Individual Subsidiary Subjects - Topics / Individuelle Ergänzung im Bachelor Interdisziplinarität Übergreifend 1. o. 2. o. 3. o. 4. o. 5. zwei Semes­ter Wahl­pflicht
Medical Physics / Bachelor of Science [FsB vom 28.03.2024] Bachelor with One Core Subject (Academic) 1. zwei Semes­ter Pflicht
Physics / Bachelor of Science [FsB vom 01.08.2022 mit Änderung vom 01.04.2025] Bachelor with One Core Subject (Academic) Physics 1. zwei Semes­ter Pflicht
Physics / Bachelor of Science [FsB vom 01.08.2022 mit Änderung vom 01.04.2025] Bachelor with One Core Subject (Academic) Astrophysics 1. zwei Semes­ter Pflicht
Physics / Bachelor of Science [FsB vom 01.08.2022 mit Änderung vom 01.04.2025] Bachelor with One Core Subject (Academic) Biophysics 1. zwei Semes­ter Pflicht
Physics / Bachelor of Science [FsB vom 01.08.2022 mit Änderung vom 01.04.2025] Bachelor with One Core Subject (Academic) Nuclear and Particle Physics 1. zwei Semes­ter Pflicht
Physics / Bachelor of Science [FsB vom 01.08.2022 mit Änderung vom 01.04.2025] Bachelor with One Core Subject (Academic) Material Physics 1. zwei Semes­ter Pflicht
Physics / Bachelor of Science [FsB vom 01.08.2022 mit Änderung vom 01.04.2025] Bachelor with One Core Subject (Academic) Optics and Photonics 1. zwei Semes­ter Pflicht
Physics / Bachelor [FsB vom 01.08.2022 mit Änderung vom 01.04.2025] Minor Subject (Academic), 60 CPs 1. zwei Semes­ter Pflicht
Physics / Bachelor of Science [FsB vom 01.08.2022 mit Änderung vom 01.04.2025] Major Subject (Advanced Secondary and Comprehensive Schools ('Gymnasium' and 'Gesamtschule')) 1. zwei Semes­ter Pflicht
Physics / Bachelor [FsB vom 01.08.2022 mit Änderung vom 01.04.2025] Minor Subject (Advanced Secondary and Comprehensive Schools ('Gymnasium' and 'Gesamtschule')) 1. zwei Semes­ter Pflicht
Physics / Bachelor of Science [FsB vom 01.08.2022 mit Änderung vom 01.04.2025] Subject (Secondary and Comprehensive Schools ('Haupt-', 'Real-', 'Sekundar-' and 'Gesamtschule')) 1. zwei Semes­ter Pflicht

Automatische Vollständigkeitsprüfung

In diesem Modul kann eine automatische Vollständigkeitsprüfung vom System durchgeführt werden.

Frühere Version dieses Moduls


Legende

1
Die Modulstruktur beschreibt die zur Erbringung des Moduls notwendigen Prüfungen und Studienleistungen.
2
LP ist die Abkürzung für Leistungspunkte.
3
Die Zahlen in dieser Spalte sind die Fachsemester, in denen der Beginn des Moduls empfohlen wird. Je nach individueller Studienplanung sind gänzlich andere Studienverläufe möglich und sinnvoll.
4
Erläuterungen zur Bindung: "Pflicht" bedeutet: Dieses Modul muss im Laufe des Studiums verpflichtend absolviert werden; "Wahlpflicht" bedeutet: Dieses Modul gehört einer Anzahl von Modulen an, aus denen unter bestimmten Bedingungen ausgewählt werden kann. Genaueres regeln die "Fächerspezifischen Bestimmungen" (siehe Navigation).
5
Workload (Kontaktzeit + Selbststudium)
SoSe
Sommersemester
WiSe
Wintersemester
SL
Studienleistung
Pr
Prüfung
bPr
Anzahl benotete Modul(teil)prüfungen
uPr
Anzahl unbenotete Modul(teil)prüfungen
Diese Leistung kann gemeldet und verbucht werden.

Seitenleiste

Lehrangebot im eKVV

Lehrangebot im eKVV

Modullisten zeigen

Physics (Subject-specific Regulations from 2022) (Extension subject) / Bachelor Erweiterungsfach: Extension subject Bachelor Subject (Secondary and Comprehensive Schools ('Haupt-', 'Real-', 'Sekundar-' and 'Gesamtschule'))

Physics (Subject-specific Regulations from 2022) (Extension subject) / Bachelor Erweiterungsfach: Extension subject Bachelor Minor Subject (Advanced Secondary and Comprehensive Schools ('Gymnasium' and 'Gesamtschule'))

Courses offered for the Individual Subsidiary Subjects - Topics / Individual subsidiary subjects (Bachelor): Interdisziplinarität // Übergreifend

Medical Physics / Bachelor of Science: Bachelor with One Core Subject (Academic)

Physics / Bachelor of Science: Bachelor with One Core Subject (Academic) // Physics

Physics / Bachelor of Science: Bachelor with One Core Subject (Academic) // Astrophysics

Physics / Bachelor of Science: Bachelor with One Core Subject (Academic) // Biophysics

Physics / Bachelor of Science: Bachelor with One Core Subject (Academic) // Nuclear and Particle Physics

Physics / Bachelor of Science: Bachelor with One Core Subject (Academic) // Material Physics

Physics / Bachelor of Science: Bachelor with One Core Subject (Academic) // Optics and Photonics

Physics / Bachelor: Minor Subject (Academic), 60 CPs

Physics / Bachelor of Science: Major Subject (Advanced Secondary and Comprehensive Schools ('Gymnasium' and 'Gesamtschule'))

Physics / Bachelor: Minor Subject (Advanced Secondary and Comprehensive Schools ('Gymnasium' and 'Gesamtschule'))

Physics / Bachelor of Science: Subject (Secondary and Comprehensive Schools ('Haupt-', 'Real-', 'Sekundar-' and 'Gesamtschule'))