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Modulbeschreibung

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Physik 2

Inhalt

Schwingungen (frei, gedämpft, erzwungen, Resonanz; harmonisch, nichtharmonisch, chaotisch; Überlagerung, Fourierspektren; gekoppelte Schwingungen;mechanisch zur Einführung, dann elektromagnetisch); Wellen (Ausbreitung,Wellengleichung, Lösungen; Dispersion, Gruppengeschwindigkeit; Interferenz, stehendeWellen; mechanisch zur Einführung, dann elektromagnetisch); Statistik(Boltzmann, Aktivierungsenergie; Glühemission, Thermoelement, künstl.Alterung); Quantenphysik (Wellenfunktion, Eigenwerte, Tunneleffekt;Atombau und Spektrallinien, Moleküle, Laser);Halbleiterphysik (Festkörperaufbau, Bändermodell, Fermistatistik;Eigenleitung, Fremdleitung, pn-Übergang; Dioden (Erklärung von Kennlinie und Einfluss von Temperatur und Dotierung; Gleichrichter, mit Tunnelstrom,Licht aussendende und Licht aufnehmende Dioden, Solarzellen); evtl nochTransistoren, Speicher etc.

Lernergebnisse

Fachkompetenz:

Die Studierenden kennen und beschreiben die grundlegenden physikalischen Gesetzmäßigkeiten bei Schwingungen und Wellen und deren Relevanz in der Elektro- und Informationstechnik.
Sie erklären die Funktion von einfachen elektronischen Halbleiterbauelementen und nennen Anwendungen.
Sie verstehen einfache quantenphysikalische Beschreibungen und kennen deren Anwendung bei modernen Quantenbauelementen.
Sie kennen technische Anwendungen der behandelten physikalischen Effekte und deren Relevanz auf dem Gebiet der Elektrotechnik und Sensorik.
Sie verstehen die Funktion dieser Anwendungen und können Vor- und Nachteile beurteilen verschiedener Verfahren vergleichen und beurteilen.
Sie wenden erlernte Messverfahren bei ausgewählten Experimenten im Labor an, dokumentieren Messergebnisse, werten diese aus und diskutieren die Resultate.

Methodenkompetenz:

Die Studierenden kennen für die Teilbereiche Schwingungen und Wellen,Atom- und Halbleiterphysik die naturwissenschaflich-technischenProblemlösungsmethoden und haben eine gewisse Fertigkeit in ihrerAnwendung.
Die Studierenden wenden mathematische Methoden zur Beschreibung, Vorhersage und Berechnung der physikalischen Fragestellungen an.
Sie beurteilen, wo ingenieurtechnisch-phänomenologische Methoden und wo physikalisch-grundsätzliche Methoden anzuwenden sind.
Sie können bei den behandelten Teilgebieten Analogieschlüsse ziehen.

Selbstkompetenz:

Die Studierenden arbeiten eigenverantwortlich, strukturiert und zielorientiert.
Sie organisieren eigenständig ihren Lernalltag.
Sie dokumentieren ihre Arbeitsergebnisse.

Sozialkompetenz:

Die Studierenden organisieren sich in Lerngruppen.
Sie kommunizieren und diskutieren Stoffinhalte im Team, um gemeinsam Lösungen zu Aufgabenstellungen finden.