Wintersemester 2024/2025
Physik I: Dynamik der Teilchen und Teilchensysteme
Dienstag: 10:00 - 12:00 Uhr -> Mittwoch: 08:00 - 12:00 Uhr -> Freitag: 10:00 - 12:00 Uhr
Raum: HS1, IG1
Inhalt der Vorlesung (6 SWS):
Methodik der Physik: Was ist Physik? Rolle von Theorie und Experiment, Größen und Größensysteme, Messen und Messunsicherheiten, Vektoren und Felder, komplexe Zahlen, Entwicklungen, Differentialgleichungen. Dynamik der Teilchen und Teilchensysteme: Newton’sche Axiome, Kraft, Impuls- und Drehimpuls, Arbeit und Energie, Feldbegriff, Erhaltungssätze, Bewegung in Zentralkraftfeldern, beschleunigte und rotierende Bezugssysteme, Dynamik starrer Körper. Schwingungen und Wellen: harmonische Schwingungen, gedämpfte Schwingungen, getriebene Schwingungen, gekoppelte Schwingungen, chaotische Schwingungen, Wellenausbreitung, Interferenz, stehende Wellen, Seilwellen, akustische Wellen, Doppler-Effekt. Einführung in die relativistische Mechanik: Gleichzeitigkeit, Zeitdilatation und Lorentz-Kontraktion, Lorentz-Transformation, relativistische Mechanik.
Übungen (4 SWS): Selbständige Bearbeitung der wöchentlichen gestellten Übungsaufgaben zum Stoff der Vorlesung. Die Zeiten für die Übungen entnehmen Sie bitte dem Vorlesungsverzeichnis.
Mikrokosmos der Materialien: kleine Ursache - große Wirkung
Mittwoch: 14:00-15:30 Uhr
Ort: Seminarraum 619/620, IG 1, Wilhelm-Klemm-Str. 10
Die Geschichte der Menschheit und die Bewältigung jetziger und zukünftiger Herausforderungen ist eng mit der kontinuierlichen Entwicklung von neuen und verbesserten Materialien verknüpft. So wurden in der Steinzeit (bis etwa 2200 v. Chr.), Bronzezeit (ca. 2200 bis 800 v. Chr.), und Eisenzeit (800 v. Chr. bis 0 v. Chr.) Werkzeuge überwiegend aus Stein, Bronze (Kupfer-Zinn Legierung) bzw. Eisen hergestellt. Eisenschwerter mit überlegenen Eigenschaften gegenüber anderen Schwertern sind aus der Geschichte bekannt und deren Glorifizierung wird in Fantasyfilmen gerne herausgestellt. Die Entwicklung unserer Gesellschaft ist jedoch auch heute durch Materialien mit besonderen Eigenschaften geprägt. Dabei sind neben den Eigenschaften von Materialien auch die Prozesse zu deren Herstellung und der wiederholten Nutzung von Rohstoffen von eminenter Wichtigkeit. Neben den besonderen Eigenschaften des Stahls, einer Mischung aus Eisen und Kohlenstoff, die es ermöglichen große Bauwerke von mehreren hundert Metern zu errichten, sei als weiteres Beispiel Silizium genannt, dass als Ausgangsmaterial für die Herstellung elektronischer Bauelemente entscheidend die digitale Revolution unserer Gesellschaft eingeleitet hat. Aber was bestimmt genau die besonderen makroskopischen Eigenschaften eines Materials, wie z.B. deren Härte oder elektrische Leitfähigkeit? Wie beeinflussen Herstellungsprozesse die Eigenschaften und welche materialphysikalischen Prozesse und Phänomene sind für Herstellung und Recycling entscheidend? Viele dieser Aspekte liegen verborgen in der mikroskopischen Struktur des Materials und verschließen sich einer einfachen Betrachtung von außen. In diesem Seminar werden wir am Beispiel von Stahl, einem modernen Material mit größter Bedeutung für die Weltwirtschaft und die ökologische Bilanz der Industrienationen, die mikroskopischen Ursachen für die besonderen Eigenschaften von metallischen Werkstoffen und Methoden zu deren Analyse an Hand von ausgewählten Publikationen beleuchten und diskutieren, um aus dem Verständnis des Mikrokosmos dieser Materialklasse grundlegende Prinzipien für die Entwicklung neuartiger Materialien mit gewünschten Eigenschaften ableiten zu können.
Praktikum der Materialphysik
Blockpraktium: 04.02.2025 - 28.03.2025
Kern des Ausbildungsangebots im Wahlpflichtfach Materialphysik. Es werden 10 Versuche zur Physik fester Materialien bearbeitet, die den Stoff der Vorlesung Materialphysik I + II veranschaulichen und experimentelle Erfahrung in fachspezifischen Methoden vermitteln.
Kurz-Forschungsprojekt AG Salinga
Vorbesprechung: Dienstag, 08.10.2024, 14:00 Uhr
Ort: Seminarraum 619, IG 1, Wilhelm-Klemm-Str. 10
Die Vertiefung in einem Wahlpflichtfach geht einher mit einer Einarbeitung in projektbezogenes Arbeiten, wie es typisch für wissenschaftliches oder industrienahes Arbeiten ist. Daher kann in den Wahlpflichtfächern Materialphysik, Photonik und Magnonik sowie Nichtlineare Physik eine solche Blockveranstaltung belegt werden. Im Rahmen eines miniForschungs-Projektes arbeiten Sie wissenschaftlich an einer kleineren Forschungsaufgabe. Dabei handelt es sich nicht um ein vorgefertigtes Praktikum, sondern um einen selbständigen Beitrag zur Lösung von Teilproblemen im Rahmen eines unserer Forschungsprogramme: Sie arbeiten direkt an der aktuellen Forschung mit und bringen diese weiter voran. Die Arbeit wird mit einem Seminarvortrag abgeschlossen. Thema, Arbeitszeiten und Dauer der Projekte können sehr flexibel sein (5 LP / 150 Stunden). Die Projekte erfolgen nach Absprache mit Prof. Salinga.
Versuche im Institut für Materialphysik
Montag: 9:00 - 17:00 Uhr
Raum 619/620 IG 1
Von der Arbeitsgruppe Salinga betreute Versuche im Institut für Materialphysik:
MP1: Solarzelle
MP6: Phasenwechselmaterialien
Sollten Sie Schwierigkeiten haben, sich anzumelden oder auf die Learnweb-Seite dieser Kurse zuzugreifen, wenden Sie sich bitte per E-Mail an Simone Schültingkemper.