Die Studierenden erfassen die grundlegenden Begriffe, Phänomene und Konzepte der Strahlen- und Wellenoptik sowie der Wärmelehre und Relativitätstheorie und beherrschen ihre mathematischen Methoden. Nach aktiver Teilnahme am Modul sind sie in der Lage, Aufgaben aus diesen Bereichen zu analysieren und selbstständig zu lösen. Sie können die erworbenen Kenntnisse auf typische Experimente anwenden und auf neue Problemstellungen übertragen. Sie sind in der Lage, mit Begriffen der Optik und Wärmelehre wissenschaftlich zu diskutieren und ihre Lösungen zu Aufgaben der Optik und Wärmelehre argumentativ darzustellen und zu begründen.
Optik:
- Elektromagnetische Schwingungen und Wellen
- Geometrische Optik, Spiegel, Linsen, Linsensysteme
- Wellenoptik, Interferenz, Beugung an Spalt und Gitter
- Optische Instrumente
- Konstanz der Lichtgeschwindigkeit in Inertialsystemen
- Lorentz-Transformation, Spezielle Relativitätstheorie und Grundlagen der
relativistischen Formulierung der Mechanik und Elektrodynamik, optischer
Dopplereffekt
Mathematische Methoden:
- Integraltransformationen und Separationsansätze zur Lösung partieller
Differentialgleichungen (z.B. Wellengleichungen in Hohlräumen,
Wärmeleitungsgleichung)
Wärmelehre:
- Temperatur und Wärmemenge
- Wärmetransport
- Thermodynamische Zustandsgrößen
- Zustandsgleichung idealer und realer Gase
- Hauptsätze der Thermodynamik
- Kreisprozesse, Energieumwandlungen
- Kinetische Gastheorie
- Thermodynamik realer Gase und Flüssigkeiten
- Wärmestrahlung, Schwarzkörper-Strahlung, Strahlungsgesetze
Im Praktikum sind 4 Versuche aus den Bereichen Wärmelehre und Optik
durchzuführen.
- Trainer DS: Jörg Schnauß
- Trainer/in: Jonas Gleichmann
- Trainer/in: Hans Kubitschke