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Modulbeschreibung

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Thermodynamik: kinetische Theorie des idealen Gases, Zustandsgleichung idealer Gase, innere Energie, Freiheitsgrade, erster Hauptsatz der Thermodynamik, spezifische Wärmekapazität, Zustandsänderungen (isochor, isobar, isotherm, adiabatisch), Stirlingscher Kreisprozess, Wärmekraftmaschinen, Wirkungsgrad, Leistungszahl, Entropie, Van-der-Waals-Gas
Elektrizitätslehre: elektrische Ladungen, Influenz, elektrische Feldstärke, Potential, Spannung, geladene Teilchen in elektrostatischen Feldern, Oszilloskop, metallische Leitung, Halbleiter, Kondensatoren, Kapazität, Dielektrikum, Energiespeicherung, Kondensatorentladung, Ohmsches Gesetz, Kirchhoffsche Regeln
Magnetismus: magnetische Feldstärke, magnetischer Fluss, Flussdichte, Bewegung geladener Teilchen im Magnetfeld, Lorentzkraft, magnetische Kraft auf stromdurchflossene Leiter, Elektromotor, Drehspulinstrument, Halleffekt, Magnetfeld eines geraden Leiters und einer Spule, Induktionsgesetz, Lenzsche Regel, Transformator, Induktivität

Labor:
Mechanik: Messung des Schubmoduls aus Drehschwingungen; Messung des Massenträgheitsmoments mittels Drehschwingung und physikalischem Pendel; Messung des Massenträgheitsmoments nach Maxwell; Messung von Federkonstanten; gedämpfte und erzwungene Drehschwingungen; Resonanz
Thermodynamik: Bestimmung der Wärmekapazität
Optik: Bestimmung der Brennweite einfacher optischer Instrumente; Spektrometer
Elektrizitätslehre und Magnetismus: Kennlinien elektrischer Bauelemente; Messungen mit dem Elektronenstrahl-Oszilloskop; Messung der spezifischen Elektronenladung

Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls können die Studierenden

Fachkompetenz:

physikalische Grundbegriffe der Thermodynamik, der Elektrizitätslehre und des Magnetismus erklären, systematische Zusammenhänge identifizieren und bei der Lösung physikalisch-technischer Probleme anwenden
das Kausalprinzip sowie die Erhaltungs- und Hauptsätze der Thermodynamik, der Elektrizitätslehre und des Magnetismus verstehen und auf technische Probleme anwenden
grundlegende Phänomene der Thermodynamik, der Elektrizitätslehre und des Magnetismus kennen
theoretische Kenntnisse bei der Lösung experimenteller Aufgabenstellungen praktisch anwenden und vertiefen
experimentelle Arbeitsweisen anwenden und mit Messgeräten umgehen
wissenschaftliche Protokolle erstellen

Methodenkompetenz:

durch Abstraktion die wesentlichen Merkmale eines thermodynamischen oder elektro-magnetischen Systems finden
die Lösung der speziellen Probleme aus dem allgemeinen Lösungsansatz heraus entwickeln
graphische Darstellungen interpretieren sowie als wesentlichen Teil der Lösungen erstellen
auf der Basis physikalisch-kausaler Zusammenhänge korrekt argumentieren
physikalische Experimente planen, durchführen und auswerten
technische Berichte verfassen

Sozial- und Selbstkompetenz:

das im Unterricht erlernte Wissen systematisch im Selbststudium vertiefen und erweitern
gemeinsam in einer Lerngruppe die Fähigkeit zum problemorientierten Diskurs trainieren
in Kleingruppen gemeinsam Experimente vorbereiten und durchführen