bachelor of science fileb. sc. physik – universität freiburg modulhandbuch stand: 01. 10. 2009...
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Bachelor of Science
(B.Sc.)
in Physik (Studienbeginn WS 2008/2009)
Modulhandbuch
Freiburg i. Br., 01. 10. 2009
B. Sc. Physik – Universität Freiburg Modulhandbuch
Stand: 01. 10. 2009 Seite: 2 / 52
Impresum: Herausgegeben von dem Studiendakanat des Physikalischen Instituts der Albert-Ludwigs-Universitär Freiburg im Breisgau Kontakt und Information: Albert-Ludwigs-Universität Freiburg im Breisgau Physikalisches Institut Studiengangkoordination Hermann-Herdr-Strasse 3a, Raum 01 026 79104 Freiburg im Breisgau Tel.: 0761 / 203-5697 Fax: 0761 / 203-5873 E-mail: [email protected] Internet: http://www.mathphys.uni-freiburg.de/physik/infoStudium.php?menu=BSc
B. Sc. Physik – Universität Freiburg Modulhandbuch
Stand: 01. 10. 2009 Seite: 3 / 52
Inhaltvezeichnis
Impresum 2
Inhaltvezeichnis 3
Modulbeschreibung 4 Experimentalphysik I
(Mechanik) 5
Experimentalphysik II (Elektromagnetismus und spezielle Relativität) 6
Experimentalphysik III (Optik, Quantenphysik und Atomphysik) 7
Experimentalphysik IV (Atom-, Molekül-, und Festkörperphysik) 8
Experimentalphysik V (Kern- und Elementarteilchenphysik) 9
Theoretische Physik I (Einführung in die theoretischen Physik) 10
Theoretische Physik II (Mechanik und spezielle Relativität) 11
Theoretische Physik III (Elektrodynamik, Optik und Feldtheorie) 12
Theoretische Physik IV (Quantenmechanik) 13
Theoretische Physik V (Statistische Physik) 14
Physikalische Anfängerpraktikum I 15 Physikalische Anfängerpraktikum II 16 Physikalische Anfängerpraktikum III 17 Fortgeschrittenen Praktikum I 18 Fortgeschrittenen Praktikum II 19 Analysis I 20 Lineare Algebra I 21 Analysis II 22 Bachelor-Arbeit mit Kolloquium 23 Physikalisches Seminar 24 Spezialvorlesung der Physik 25 Fachfremde Wahlpflichtmodule 26 Wahlmodule zur Berufsfeldorientierten Kompetenzen 27
Anhang zu Modulhandbuch 28 Spezialvorlesung der Physik
Laserphysik 29 Quantengase 30 Experimentelle Quantenphysik 31 Tieftemperaturphysik 32 Polymerphysik 33 Nanostrukturen & Quantenaggregate 34 Magnetismus in niedrigen Dimensionen 35
Nichtlineare Dynamik 36 Biophysik 37 Numerische Methoden in der Physik 38 Spezielle Themen aus der Physik
der kondensierten Materie 39 Einführung in das Standardmodell
der Teilchenphysik 40 Theoretische Teilchenphysik 41 Teilchenphysik – Detektoren 42 Teilchenastrophysik 43 Einführung in der algemeinen
Relativitätstheorie 44
Einführung Astronomie und Astrophysik 45 Hydrodynamik und Magnetohydrodynamik 46
Berufsfeldorientierte Kompetenzen (BOK) - Zusatz zur Lehrveranstaltungen des Zentrums für Schlüsselqualifikationen:
Datenanalyse und Modellbildung 47 Zeitreihenanalyse 48
Einführung in die Analog- und Digitalelektronik 49
Statistische Methoden in der Datenanalyse 50
Ethik in Naturwissenschaften und Technik 51 Lageplan der Gebäude des Physikalischen Instituts 52
B. Sc. Physik – Universität Freiburg Modulhandbuch
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Modulbeschreibung
B. Sc. Physik – Universität Freiburg Modulhandbuch
Stand: 01. 10. 2009 Seite: 5 / 52
Modul (Titel)
Untertitel
Veranstaltungstyp Dauer des Moduls: 1 Semester Turnus: WS SWS / Kontaktstunden: 6 Lehrformen: Vorlesung (4) + Übung (2)
Chiffre
Semester
Inhalt
Qualifikationsziel Voraussetzungen Nützliche Vorkenntnisse: Studien- und Prüfungsleistungen
− Kinematik des Massenpunkts und Newtonsche Mechanik − Mechanik starrer und deformierbarer Körper − Schwingungen und Wellen − Gase und Flüssigkeiten − Wärmelehre und Thermodynamik
Verständnis der experimentellen Grundlagen und deren mathematischen Beschreibung im Gebiet der klassischen Mechanik und Thermodynamik. Selbständige Bearbeitung einfacher physikalischer Probleme.
keine Teilnahmevoraussetzungen
Prüfung: Klausur Wiederholungsprüfung: Klausur oder mündliche Prüfung
Kreditpunkte nach ECTS: 8
1.
A-E1
Pflichtmodul
Experimentalphysik I
Mechanik
Mathematischer Vorkurs
B. Sc. Physik – Universität Freiburg Modulhandbuch
Stand: 01.10.2009 Seite: 6 / 52
Modul (Titel)
Untertitel
Veranstaltungstyp Dauer des Moduls: 1 Semester Turnus: SS SWS / Kontaktstunden: 6 Lehrformen: Vorlesung (4) + Übung (2)
Chiffre
Semester
Inhalt
Qualifikationsziel Voraussetzungen Nützliche Vorkenntnisse: Studien- und Prüfungsleistungen
2.
Experimentalphysik II
Elektromagnetismus und spezielle Relativität
A-E2
Pflichtmodul
- Elektrostatik - Magnetostatik - Elektromagnetische Wellen - Spezielle Relativität - Relativistische Elektrodynamik
Prüfung: Klausur Wiederholungsprüfung: Klausur oder mündliche Prüfung
Kreditpunkte nach ECTS: 8
Experimentelle Grundlagen der Elektrodynamik und Relativitätstheorie sowie deren mathematische Beschreibung. Selbständige Lösung einfacher physikalischer Probleme.
Experimentalphysik I und Mathematik Vorlesungen
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Stand: 01.10.2009 Seite: 7 / 52
Modul (Titel)
Untertitel
Veranstaltungstyp Dauer des Moduls: 1 Semester Turnus: WS SWS / Kontaktstunden: 6 Lehrformen: Vorlesung (4) + Übung (2)
Chiffre
Semester
Inhalt
Qualifikationsziel Voraussetzungen Nützliche Vorkenntnisse: Studien- und Prüfungsleistungen
- Geometrische und Wellenoptik - Quantenphysik - Struktur einfacher atomarer Systeme - Wechselwirkung Licht-Materie
Prüfung: Klausur Wiederholungsprüfung: Klausur oder mündliche Prüfung
Kreditpunkte nach ECTS: 8
3.
A-E3
Pflichtmodul
Experimentalphysik III
Optik, Quantenphysik und Atomphysik
Verständnis der Grundlagen und experimentellen Methoden der speziellen Relativitätstheorie, der Quantenphysik und der Quantenstatistik. Selbstständige Bearbeitung physikalischer Probleme des Themengebiets.
Experimentalphysik I und II, Theoretische Physik I und II
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Stand: 01.10.2009 Seite: 8 / 52
Modul (Titel)
Untertitel
Veranstaltungstyp Dauer des Moduls: 1 Semester Turnus: SS SWS / Kontaktstunden: 6 Lehrformen: Vorlesung (4) + Übung (2)
Chiffre
Semester
Inhalt
Qualifikationsziel Voraussetzungen Nützliche Vorkenntnisse: Studien- und Prüfungsleistungen
- Komplexe atomare Systeme und periodisches System - Struktur und Eigenschaften von Molekülen - Struktur und Eigenschaften von Festkörpern und Oberflächen - Quantenstatistik
Prüfung: Klausur Wiederholungsprüfung: Klausur oder mündliche Prüfung
Kreditpunkte nach ECTS: 8
4.
A-E4
Pflichtmodul
Experimentalphysik IV
Atom-, Molekül-, und Festkörperphysik
Die Studierenden lernen die grundlegenden Begriffe, Phänomene und Konzepte der Atom-, Molekül-, und Festkörperphysik kennen.
2 von 3 Module der Experimentalphysik I - III
B. Sc. Physik – Universität Freiburg Modulhandbuch
Stand: 01.10.2009 Seite: 9 / 52
Modul (Titel) Untertitel
Veranstaltungstyp Dauer des Moduls: 1 Semester Turnus: WS SWS / Kontaktstunden: 6 Lehrformen: Vorlesung (4) + Übung (2)
Chiffre
Semester
Inhalt
Qualifikationsziel Voraussetzungen Nützliche Vorkenntnisse: Studien- und Prüfungsleistungen
5.
A-E5
Pflichtmodul
- Streuprozesse - Struktur von Atomkernen und Anwendungen der Kernphysik - Starke Wechselwirkung - Schwache Wechselwirkung - Standardmodell der Teilchenphysik
Prüfung: Klausur Wiederholungsprüfung: Klausur oder mündliche Prüfung
Kreditpunkte nach ECTS: 8
Experimentalphysik V
Kern- und Elementarteilchenphysik
Verständnis der experimentellen Grundlagen und deren mathematischen Beschreibung im Gebiet der Kernphysik und Elementarteilchenphysik. Selbständige Bearbeitung einfacher physikalischer Probleme.
Experimentalphysik I – IV und Quantenmechanik
B. Sc. Physik – Universität Freiburg Modulhandbuch
Stand: 01.10.2009 Seite: 10 / 52
Modul (Titel) Untertitel
Veranstaltungstyp Dauer des Moduls: 1 Semester Turnus: WS SWS / Kontaktstunden: 5 Lehrformen: Vorlesung (3) + Übung (2)
Chiffre
Semester
Inhalt
Qualifikationsziel Voraussetzungen Nützliche Vorkenntnisse: Studien- und Prüfungsleistungen
1.
A-T1
Pflichtmodul
- Klassische Kinematik - Newtonische Mechanik - Felder - Relativitätsprinzip
Prüfung: Klausur Wiederholungsprüfung: Klausur oder mündliche Prüfung
Kreditpunkte nach ECTS: 7
Theoretische Physik I
Einführung in die theoretischen Physik
Verständnis der elementären klassische Mechanik und Relativitätstheorie. Fähigkeit, dieses Verständnis auf konkrete Fälle anzuwenden.
B. Sc. Physik – Universität Freiburg Modulhandbuch
Stand: 01.10.2009 Seite: 11 / 52
Modul (Titel) Untertitel
Veranstaltungstyp Dauer des Moduls: 1 Semester Turnus: SS SWS / Kontaktstunden: 5 Lehrformen: Vorlesung (3) + Übung (2)
Chiffre
Semester
Inhalt
Qualifikationsziel Voraussetzungen Nützliche Vorkenntnisse: Studien- und Prüfungsleistungen
2.
A-T2
Pflichtmodul
- Lagrange- und Hamilton-Formalismus - Starrer Körper - Spezielle Relativitätstheorie
Prüfung: Klausur Wiederholungsprüfung: Klausur oder mündliche Prüfung
Kreditpunkte nach ECTS: 7
Theoretische Physik II
Mechanik und spezielle Relativität
Verständnis der Newton'schen, Lagrange'schen und Hamilton'schen Mechanik und ihrer Zusammenhänge. Fähigkeit, dieses Verständnis auf konkrete Fälle anzuwenden.
B. Sc. Physik – Universität Freiburg Modulhandbuch
Stand: 01.10.2009 Seite: 12 / 52
Modul (Titel) Untertitel
Veranstaltungstyp Dauer des Moduls: 1 Semester Turnus: WS SWS / Kontaktstunden: 6 Lehrformen: Vorlesung (4) + Übung (2)
Chiffre
Semester
Inhalt
Qualifikationsziel Voraussetzungen Nützliche Vorkenntnisse: Studien- und Prüfungsleistungen
3.
A-T3
Pflichtmodul
- Elektro- und Magnetostatik - Maxwellsche Gleichungen - Elektromagnetische Wellen und Optik - Relativistische Feldgleichungen
Prüfung: Klausur Wiederholungsprüfung: Klausur oder mündliche Prüfung
Kreditpunkte nach ECTS: 8
Theoretische Physik III
Elektrodynamik, Optik und Feldtheorie
Verständnis der fortgeschrittenen Elektodynamik und Relativitätstheorie. Fähigkeit, dieses Verständnis auf konkrete Fälle anzuwenden.
Erforderlich: Theoretische Physik I+II
B. Sc. Physik – Universität Freiburg Modulhandbuch
Stand: 01.10.2009 Seite: 13 / 52
Modul (Titel) Untertitel
Veranstaltungstyp Dauer des Moduls: 1 Semester Turnus: SS SWS / Kontaktstunden: 6 Lehrformen: Vorlesung (4) + Übung (2)
Chiffre
Semester
Inhalt
Qualifikationsziel Voraussetzungen Nützliche Vorkenntnisse: Studien- und Prüfungsleistungen
4.
A-T4
Pflichtmodul
- Schrödingergleichung - Diskrete Freiheitsgrade, harmonischer Oszillator und Coulombpotential - Störungs- und Streutheorie - Interpretation der Quantenmechanik
Prüfung: Klausur Wiederholungsprüfung: Klausur oder mündliche Prüfung
Kreditpunkte nach ECTS: 8
Theoretische Physik IV
Quantenmechanik
Erste Grundlagen und Anwendungen der Quantentheorie.
Lineare Algebra, Analysis, Mechanik, 2 von 3 Modulen der Theoretischen Physik I bis III
Hamiltonsche Mechanik, Funktionalanalysis
B. Sc. Physik – Universität Freiburg Modulhandbuch
Stand: 01.10.2009 Seite: 14 / 52
Modul (Titel) Untertitel
Veranstaltungstyp Dauer des Moduls: 1 Semester Turnus: WS SWS / Kontaktstunden: 6 Lehrformen: Vorlesung (4) + Übung (2)
Chiffre
Semester
Inhalt
Qualifikationsziel Voraussetzungen Nützliche Vorkenntnisse: Studien- und Prüfungsleistungen
5.
A-T5
Pflichtmodul
− Thermodynamik − Wahrscheinlicheitstheorie − Grundlagen der Quantenstatistik − Phasenuebergaenge
Prüfung: Klausur Wiederholungsprüfung: Klausur oder mündliche Prüfung
Kreditpunkte nach ECTS: 8
Theoretische Physik V
Statistische Physik
Vermittlung der grundlegenden Konzepte der Thermodynamik und der Statistischen Physik. Einstieg in die mathematische Behandlung von Vielteilchensystemen. Grundlage für die Behandlung komplexer Systeme und Brücke zu den Nachbardisziplinen (Chemie, Biologie).
Theoretische Physik I bis IV
B. Sc. Physik – Universität Freiburg Modulhandbuch
Stand: 01.10.2009 Seite: 15 / 52
Modul (Titel) Untertitel
Veranstaltungstyp Dauer des Moduls: 4 Wochen (Blockveranstaltung) Turnus: WS, in der Vorlesungsfreie Zeit Kontaktstunden: 4 St. / Versuchstag und 12 St. Einführungsvorlesung Lehrformen: Praktikum
Chiffre
Semester
Inhalt
Qualifikationsziel Voraussetzungen Nützliche Vorkenntnisse: Studien- und Prüfungsleistungen
1.
A-AP1
Pflichtmodul
1. Einführungsvorlesung in Datenanalyse und Fehlerabschätzung anhand praktikumsnaher
experimenteller Beispiele 2. Durchführung von 10 physikalischen Experimenten zur Mechanik, Hydrodynamik und
Wärmelehre 3. Ausarbeitung eines Protokolls zu jedem Versuch Veranstaltung in dem Modul: Blockveranstaltung: 10 Versuchstage und eine Einführungsvorlesung innerhalb 4 Wochen in der vorlesungsfreien Zeit. Kontaktstunden 4h/Versuchstag und 12h Einführungsvorlesung. Vorbereitung und Nachbereitung 5h/Versuchstag und 18h Einführungsvorlesung.
Prüfung: Versuchsvorbereitung, Durchführung und Ausarbeitung werden bewertet; dabei muss insgesamt mindestens die Note ausreichend erreicht werden. Wiederholungsprüfung: Wiederholung einzelner Versuche innerhalb eines Jahres.
Kreditpunkte nach ECTS: 4 (davon 2 Punkte zählen als integrative BOK)
Physikalisches Anfängerpraktikum I
Einführung in die Datenanalyse und Fehlerabschätzung. Selbständige Einarbeitung in eine definierte physikalische Fragestellung. Experimentelle Messtechniken, quantitative Datenanalyse und Vergleiche mit mathematischen Modellen. Protokollierung, Auswertung und schriftliche Darstellung experimenteller Ergebnisse.
Erforderlich: Experimentalphysik 1 Für jeden Versuch muss in einem Gespräch mit der Betreuerin bzw. dem Betreuer des Versuchs der Nachweis erbracht werden, dass die bzw. der Studierende sich ausreichende Grundkenntnisse zur physikalischen Fragestellung des Versuchs, den physikalischen Grundlagen und dem experimentellen Aufbau angeeignet hat.
Theoretische Physik 1
B. Sc. Physik – Universität Freiburg Modulhandbuch
Stand: 01.10.2009 Seite: 16 / 52
Modul (Titel) Untertitel
Veranstaltungstyp Dauer des Moduls: 4 Wochen (Blockveranstaltung) Turnus: SS, in der vorlesungsfreien Zeit Kontaktstunden: 4 St. / Versuchstag Lehrformen: Praktikum
Chiffre
Semester
Inhalt
Qualifikationsziel Voraussetzungen Nützliche Vorkenntnisse: Studien- und Prüfungsleistungen
2.
A-AP2
Pflichtmodul
1. Durchführung von 10 physikalischen Experimenten zu Akustik, Elektromagnetismus und
Elektronik 2. Ausarbeitung eines Protokolls zu jedem Versuch Veranstaltung in dem Modul: Blockveranstaltung: 10 Versuchstage innerhalb 4 Wochen in der vorlesungsfreien Zeit. Kontaktstunden 4h/Versuchstag. Vorbereitung und Nachbereitung 5h/Versuchstag.
Physikalisches Anfängerpraktikum II
Prüfung: Versuchsvorbereitung, Durchführung und Ausarbeitung werden bewertet; dabei muss insgesamt mindestens die Note ausreichend erreicht werden. Wiederholungsprüfung: Wiederholung einzelner Versuche innerhalb eines Jahres
Kreditpunkte nach ECTS: 3 (davon 1 Punkt zählt als integrative BOK)
Selbständige Einarbeitung in eine definierte physikalische Fragestellung. Experimentelle Messtechniken, quantitative Datenanalyse und Vergleiche mit mathematischen Modellen. Protokollierung, Auswertung und schriftliche Darstellung experimenteller Ergebnisse.
Erforderlich: Experimentalphysik I und II, Theoreische Physik I. Für jeden Versuch muss in einem Gespräch mit der Betreuerin bzw. dem Betreuer des Versuchs der Nachweis erbracht werden, dass die bzw. der Studierende sich ausreichende Grundkenntnisse zur physikalischen Fragestellung des Versuchs, den physikalischen Grundlagen und dem experimentellen Aufbau angeeignet hat.
Theoretische Physik II
B. Sc. Physik – Universität Freiburg Modulhandbuch
Stand: 01.10.2009 Seite: 17 / 52
Modul (Titel) Untertitel
Veranstaltungstyp Dauer des Moduls: 4 Wochen (Blockveranstaltung) Turnus: WS, in der Vorlesungsfreie Zeit Kontaktstunden: 4 St. / Versuchstag Lehrformen: Praktikum
Chiffre
Semester
Inhalt
Qualifikationsziel Voraussetzungen Nützliche Vorkenntnisse: Studien- und Prüfungsleistungen
3.
A-AP3
Pflichtmodul
Kreditpunkte nach ECTS: 3 (davon 1 Punkt zählt als integrative BOK)
Physikalisches Anfängerpraktikum III
Prüfung: Versuchsvorbereitung, Durchführung und Ausarbeitung werden bewertet; dabei muss insgesamt mindestens die Note ausreichend erreicht werden. Wiederholungsprüfung: Wiederholung einzelner Versuche innerhalb eines Jahres.
1. Durchführung von 10 physikalischen Experimenten zu Optik und Quantenphysik 2. Ausarbeitung eines Protokolls zu jedem Versuch Veranstaltung in dem Modul: Blockveranstaltung: 10 Versuchstage innerhalb 4 Wochen in der vorlesungsfreien Zeit. Kontaktstunden 4h/Versuchstag. Vorbereitung und Nachbereitung 5h/Versuchstag.
Selbständige Einarbeitung in eine definierte physikalische Fragestellung. Experimentelle Messtechniken, quantitative Datenanalyse und Vergleiche mit mathematischen Modellen. Protokollierung, Auswertung und schriftliche Darstellung experimenteller Ergebnisse.
Erforderlich: Experimentalphysik I bis III, Theoretische Physik I und II. Für jeden Versuch muss in einem Gespräch mit der Betreuerin bzw. dem Betreuer des Versuchs der Nachweis erbracht werden, dass die bzw. der Studierende sich ausreichende Grundkenntnisse zur physikalischen Fragestellung des Versuchs, den physikalischen Grundlagen und dem experimentellen Aufbau angeeignet hat.
Theoretische Physik III
B. Sc. Physik – Universität Freiburg Modulhandbuch
Stand: 01.10.2009 Seite: 18 / 52
Modul (Titel) Untertitel
Veranstaltungstyp Dauer des Moduls: (Blockveranstaltung) Turnus: WS, in der Vorlesungsfreie Zeit Kontaktstunden: 125 Lehrformen: Praktikum
Chiffre
Semester
Inhalt
Qualifikationsziel Voraussetzungen Nützliche Vorkenntnisse: Studien- und Prüfungsleistungen
4.
A-FP1
Pflichtmodul
Fortgeschrittenen-Praktikum I
Kreditpunkte nach ECTS: 6 (davon 1 Punkt zählt als integrative BOK)
Prüfung: Versuchsvorbereitung und Ausarbeitung werden bewertet; dabei muss für jeden Versuch mindestens die Note ausreichend erreicht werden. Die Bewertung der Klausur zur Einführungsvorlesung „Statistische Methoden“ geht in die Gesamtnote ein. Wiederholungsprüfung: Wiederholung einzelner Versuche innerhalb eines Jahres.
1. Einführungsvorlesung zu statistischen Methoden der Datenauswertung und -analyse mit
Übungen. 2. Einarbeitung in die von den Versuchen abgedeckten Gebiete. 3. Durchführung von 9 Versuchen aus den Gebieten Optik, Atom-, Molekül-, Festkörper- , Kern-
und Teilchenphysik. 4. Auswertung mit Hilfe moderner Methoden der statistischen Datenanalyse und Ausarbeitung
eines Protokolls.
Einarbeitung in und Anwendung von fortgeschrittenen Auswertemethoden (inklusive des Einsatzes von Auswerteprogrammen). Umgang mit komplexeren Messapparaturen. Selbständige Durchführung physikalischer Experimente mit Hilfe moderner Messaufbauten. Protokollierung, Auswertung und schriftliche Darstellung experimenteller Ergebnisse unter Verwendung moderner Computertechniken.
Erforderlich: Anfängerpraktikum I – III; Experimentalphysik I – IV; Nachweis ausreichender Kenntnisse des im jeweiligen Versuch behandelten Themengebiets in einem Gespräch mit der Betreuerin bzw. dem Betreuer des Versuchs vor Beginn der Versuchsdurchführung. Teilnahme an der einführenden Vorlesung über Statistische Methoden, den Übungen und der Klausur.
Programmierung; Kenntnis von Programmen zur statistischen Datenanalyse, Theoretische Physik I – IV.
B. Sc. Physik – Universität Freiburg Modulhandbuch
Stand: 01.10.2009 Seite: 19 / 52
Modul (Titel) Untertitel
Veranstaltungstyp Dauer des Moduls: 4 Wochen (Blockveranstaltung) Turnus: SS Kontaktstunden: 90 Lehrformen: Praktikum
Chiffre
Semester
Inhalt
Qualifikationsziel Voraussetzungen Nützliche Vorkenntnisse: Studien- und Prüfungsleistungen
5.
A-FP2
Pflichtmodul
Fortgeschrittenen Praktikum II
Kreditpunkte nach ECTS: 6 (davon 1 Punkt zählt als integrative BOK)
Prüfung: Vorbereitung der Versuche im Rahmen eines Kolloquiums und Ausarbeitung der Protokolle sowie die Präsentation im Rahmen eines Seminars werden bewertet. Es muss mindestens die Note ausreichend erreicht werden. Wiederholungsprüfung: Wiederholung einzelner Versuche möglich.
1. Einarbeitung in die von den Versuchen abgedeckten Gebiete unter Vertiefung eines
Fachgebietes der experimentellen oder theoretischen Physik 2. Durchführung von 3 komplexeren Versuchen ausgewählter Fachgebiete 3. Abschließende Präsentation im Rahmen einer Seminarveranstaltung (ca. 1 Stunde) 4. Hinführung zur Methodik einer Bachelor Arbeit.
Fähigkeit zu forschungsnaher Arbeitsweise. Fortgeschrittene Anwendung experimenteller Mess- und Auswertemethoden oder theoretischer Methoden (z.B. Rechenverfahren, Modellierung). Darstellung, Aufbereitung und professionelle Präsentation (Vortrag) von Ergebnissen.
Erforderlich: Fortgeschrittenen-Praktikum I, Nachweis ausreichender Kenntnisse des im jeweiligen Versuch behandelten Themengebiets in einem Gespräch mit der Betreuerin bzw. dem Betreuer des Versuchs vor Beginn der Versuchsdurchführung.
Programmierung; Kenntnis von Programmen zur statistischen Datenanalyse und zur Präsentation, Theoretische Physik I − V, fortgeschrittene theoretische und numerische Methoden.
B. Sc. Physik – Universität Freiburg Modulhandbuch
Stand: 01.10.2009 Seite: 20 / 52
Modul (Titel) Untertitel
Veranstaltungstyp Dauer des Moduls: 1 Semester Turnus: WS SWS / Kontaktstunden: 6 Lehrformen: Vorlesung (4) + Übung (2)
Chiffre Semester
Inhalt
Qualifikationsziel Voraussetzungen Nützliche Vorkenntnisse: Studien- und Prüfungsleistungen
1.
B-1
Pflichtmodul
Analysis I
Kreditpunkte nach ECTS: 9
Prüfung: schriftliche Prüfung (Klausur) Wiederholungsprüfung: schriftliche Prüfung (Klausur)
Der Inhalt entnehmen Sie dem Modulhandbuch des .Mathematischen Instituts. http://home.mathematik.uni-freiburg.de/krause/WS0708/analysis/
B. Sc. Physik – Universität Freiburg Modulhandbuch
Stand: 01.10.2009 Seite: 21 / 52
Modul (Titel) Untertitel
Veranstaltungstyp Dauer des Moduls: 1 Semester Turnus: WS SWS / Kontaktstunden: 6 Lehrformen: Vorlesung (4) + Übung (2)
Chiffre Semester
Inhalt
Qualifikationsziel Voraussetzungen Nützliche Vorkenntnisse: Studien- und Prüfungsleistungen
1.
B-2
Pflichtmodul
Lineare Algebra I
Kreditpunkte nach ECTS: 9
Prüfung: schriftliche Prüfung (Klausur) Wiederholungsprüfung: schriftliche Prüfung (Klausur)
Der Inhalt entnehmen Sie dem Modulhandbuch des Mathematischen Instituts. http://home.mathematik.uni-freiburg.de/siebert/Veranstaltungen/LA.WS07/LA1.html
B. Sc. Physik – Universität Freiburg Modulhandbuch
Stand: 01.10.2009 Seite: 22 / 52
Modul (Titel) Untertitel
Veranstaltungstyp Dauer des Moduls: 1 Semester Turnus: SS SWS / Kontaktstunden: 6 Lehrformen: Vorlesung (4) + Übung (2)
Chiffre Semester
Inhalt
Qualifikationsziel Voraussetzungen Nützliche Vorkenntnisse: Studien- und Prüfungsleistungen
2.
B-3
Pflichtmodul
Analysis II
Kreditpunkte nach ECTS: 9
Prüfung: schriftliche Prüfung (Klausur) Wiederholungsprüfung: schriftliche Prüfung (Klausur)
Der Inhalt entnehmen Sie dem Modulhandbuch des Mathematischen Instituts. http://home.mathematik.uni-freiburg.de/krause/SS08/analysis/
B. Sc. Physik – Universität Freiburg Modulhandbuch
Stand: 01.10.2009 Seite: 23 / 52
Modul (Titel) Untertitel
Veranstaltungstyp Dauer des Moduls: 3 Monate Turnus: SS SWS / Kontaktstunden: Lehrformen:
Chiffre Semester
Inhalt
Qualifikationsziel Voraussetzungen Nützliche Vorkenntnisse: Studien- und Prüfungsleistungen
6.
C.
Pflichtmodul
Bachelor-Arbeit mit Kolloquium
Kreditpunkte nach ECTS: 12 (davon 3 Punkte zählen als integrative BOK)
Prüfung: Bewertung der Bachelorarbeit durch 2 Prüferinnen bzw. Prüfer und Kolloquium Wiederholungsprüfung: Bearbeitung eines neuen Themas
Selbstständige Bearbeitung eines physikalischen Forschungsthemas innerhalb einer theoretischen oder experimentellen Arbeitsgruppe. · Einarbeitung in eine wissenschaftliche Fragestellung der Physik oder eines angrenzenden Gebiets unter Anleitung. · Erarbeitung der dafür notwendigen Techniken und Spezialkenntnisse. · Bearbeitung des Themas. · Schriftliche Ausarbeitung
Selbstständige Bearbeitung eines begrenzten Themas aus einem Gebiet der Physik oder der angrenzenden Gebiete nach wissenschaftlichen Methoden. Schriftliche Ausarbeitung der Fragestellung, der Methode und der Ergebnisse.
Fachspezifische Bestimmungen des B.Sc. Physik. Besonderheiten: Die Arbeit muss innerhalb von 12 Wochen nach Ausgabe des Themas abgegeben werden.
B. Sc. Physik – Universität Freiburg Modulhandbuch
Stand: 01.10.2009 Seite: 24 / 52
Modul (Titel) Untertitel
Veranstaltungstyp Dauer des Moduls: 1 Semester Turnus: WS, SS SWS / Kontaktstunden: Lehrformen: Seminar
Chiffre
Semester
Inhalt
Qualifikationsziel Voraussetzungen Studien- und Prüfungsleistungen
4. bis 6.
D-S
Wahlmodul
Im Seminar werden ca. 12 Vorträge aus einem zusammenhängenden Gebiet der Physik oder eines Nachbargebiets von verschiedenen Studierenden gehalten. Veranstaltung in dem Modul: Seminarvortrag (2 ECTS-Punkte) • Ausarbeitung eines Vortrags zu einem Thema der Physik oder eines angrenzenden Gebiets mit schriftlicher Dokumentation (Handout) und mündliche Präsentation • Aktive Teilnahme an allen Vorträgen des Seminars Komponente Schlüsselkompetenzen (2 ECTS-Punkte) • Einführung in die Techniken der Präsentation. Evaluation der Vorträge und Feedback an die Vortragenden. Besonderheiten: Schlüsselkompetenz Präsentation ist in das Pflichtseminar integriert.
Erlernen der didaktischen Aufbereitung und Präsentation eines Thmens der aktuellen physikalischen Forschung.
Experimentelle und theoretische Grundlagen des gewählten Gebiets
Prüfung: Bewertung des Vortrags und der schriftlichen Ausarbeitung (Handout) Wiederholungsprüfung: Erneute Ausarbeitung und Präsentation eines anderen Seminarthemas.
Kreditpunkte nach ECTS: 4 (davon 2 Punkte zählen als integrative BOK)
Physikalisches Seminar
B. Sc. Physik – Universität Freiburg Modulhandbuch
Stand: 01.10.2009 Seite: 25 / 52
Modul (Titel)
Veranstaltungstyp Dauer des Moduls: 1 Semester Turnus: WS oder SS SWS / Kontaktstunden: 5 Lehrformen: Vorlesung (3) + Übung (2)
Chiffre
Semester
Lehrveranstaltungen
Der aktuellen Angebot für laufenden / kommenden Semester entnehmen Sie bitte dem Vorlesungsverzeichniss des Intituts.
Inhalt
Qualifikationsziel Voraussetzungen Studien- und Prüfungsleistungen
4. bis 6.
D-SP (1)(2)(3)
Wahlpflichtmodule
Die Inhalte der einzelnem Veranstaltungen befinden sich im Anhang.
Erweiterung / Vertiefung weitere Teilgebieten der Physik.
Prüfung: Klausur oder mündliche Prüfung Wiederholungsprüfung: Klausur oder mündliche Prüfung
Kreditpunkte nach ECTS: 7 ECTS – mit Prüfungsleitung, 5 – ECTS mit Studienleistung
Spezialvorlesung der Physik I, II und III
Der / die Studierende wählen Lehrveranstaltungen aus folgenden Gebieten der Physik (weiterführende Kurse):
1. Atom-, Molekül-, und Optische Physik a. Laserphysik b. Quantengase c. Experimentelle Quantenphysik d. Tieftemperaturphysik
2. Physik der Komplexen Systeme a. Polymerphysik b. Nanostrukturen und Quantenaggregate c. Magnetismus in niedrigen Dimensionen d. (Symmetriekonzepte in der Physik) e. Nichtlineare Dynamik f. Biophysik g. Numerische Methoden in der Physik h. Spezielle Themen aus der Physik der
kondensierten Materie
3. Elementarteilchenphysik a. Einführung in das Standardmodell der
Teilchenphysik b. Theoretische Teilchenphysik c. Teilchenphysik / Detektoren d. Teilchenastrophysik e. Einführung in der algemeinen
Relativitätstheorie
4. Astrophysik und Festkörperphysik a. Einführung Astronomie und Astrophysik b. Hydrodynamik und Magnetohydrodynamik c. (Festkörperphysik)
ModulVerantwortliche :
B. Sc. Physik – Universität Freiburg Modulhandbuch
Stand: 01.10.2009 Seite: 26 / 52
Modul (Titel) Untertitel
Veranstaltungstyp Dauer des Moduls: Turnus: SWS / Kontaktstunden: Lehrformen:
Chiffre
Semester
Lehrveranstaltungen
Qualifikationsziel Voraussetzungen Studien- und Prüfungsleistungen
Prüfung: Wiederholungsprüfung:
Kreditpunkte nach ECTS: Minimum 8, Maximum 13
3 bis 6.
E
Wahlpflichtmodule
Nr. Fakultät / Institut Beschränkungen / Empfehlungen 1. Theologische Fakultät - freie Wahl 3. Wirtschaft- und
Verhaltenswissenschaft - Empfehlungen
4. Medizin - Beschränkungen (vorherige Verweinbarung mit der Mediz. Fakultät nötig)
5. Philologische Fakultät - Beschränkungen (vorherige Verweinbarung mit der Philologische Fakultät nötig)
6. Philosophische Fakultät - Beschränkungen (vorherige Verweinbarung mit der Philosophische Fakultät nötig)
7. Mathematik - freie Wahl (z.B. Lineare Algebra II mit 8 ECTS, Analysis III mit 8 ECTS)
8. Chemie, Pharmazie u. Geowissenschaften
Chemie - Empfehlungen
9. Biologie - Empfehlungen: Lehrnveranstaltungen aus dem B.Sc. Biologie (bei Lehrveranstaltungen Praktika u. Exkursionen eine vorherige Verweinbarung mit der Fakultät für Biologie nötig)
10. Forst- u. Umweltwissenscheften (incl. Meteorologie)
Forst- u. Umweltw. k.A. Meteorologie Empfehlungen
11. Technische Fakultät
Informatik - Empfehlungen Mikrosystemtechnik - Empfehlungen
Fachfremde Wahlpflichtmodule
B. Sc. Physik – Universität Freiburg Modulhandbuch
Stand: 01.10.2009 Seite: 27 / 52
Modul (Titel) Untertitel
Veranstaltungstyp Dauer des Moduls: Turnus: SWS / Kontaktstunden: Lehrformen:
Chiffre
Semester
Lehrveranstaltungen
Qualifikationsziel Voraussetzungen Studien- und Prüfungsleistungen
Hochschulabsolventinnen und –absolventen müssen sich im Erwerbsleben hohen beruflichen Anforderungen stellen. Neben fundierten fachwissenschaftlichen Kenntnissen bilden berufsfeldorientierte Qualifikationen (Schlüsselkompetenzen) einen weiteren wesentlichen Baustein für ein zielgerichtetes Studium und dauerhaften Erfolg im Beruf (oder weiterem Studiumsverlauf).
Prüfung: optionel Wiederholungsprüfung:
Kreditpunkte nach ECTS: 10
3. bis 6.
F
Wahlpflichtmodule
Die Vermittlung der berufsfeldorientierten Kompetenzen ist in allen Bachelorstudiengängen der Universität Freiburg als obligatorischer Studienbestandteil integriert. Schlüsselkompetenzen werden einerseits durch team-, praxis- und problemorientiertes Arbeiten übergreifende Schlüsselqualifikationen gefördert (in der Praktika, Seminaren und Bachelorarbeit: integrative 10 ECTS-Punkte) und anderersits durch geeignete Kursangebote (zusätzliche 10 ECTS-Punkte) vermittelt. Die Studierenden können hier - passend zu ihrem individuellen Ausbildungswünschen - sinnvolle Zusatzqualifikationen in verschiedenen Kompetenzbereichen erwerben.
Das Physikalisches Institut und die Universität Freiburg hält ein breites Spektrum an Qualifizierungsangeboten bereit, um eine individuelle Gestaltung der beruflichen Handlungsfähigkeit zu ermöglichen.
1. Lehrveranstaltungen des Physikalischen Instituts: • Datenanalyse und Modellbildung • Zeitreihenanalyse • Einführung in die Analog- und Digitalelektronik • Statistische Methoden in der Datenanalyse • Verantwortung wahrnehmen : Physik und Ethik (Die Inhalte der einzelnem Veranstaltungen befinden sich im Anhang.)
und / oder
2. Lehrveranstaltungen des Zentrums für Schlüsselqualifikationen (ZfS) der Universität-Freiburg, sind in folgenden Kompetenzfeldern angeboten: • Management • Kommunikation • Medien • EDV • Fremdsprachen
Aktuelles Kursangebot unter: http://www.zfs.uni-freiburg.de/
Wahlmodule zur Berufsfeldorientierten Kompetenzen
B.Sc. Physik – Universität Freiburg Modulhandbuch
Stand: 01.10.2009 Seite: 28 / 52
Anhang zu Modulhandbuch
B.Sc. Physik Universität Freiburg
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B.Sc. Physik – Universität Freiburg Modulhandbuch
Stand: 01.10.2009 Seite: 29 / 52
Modulbeschreibungen zur Spezialvorlesung der Physik I, II und III Modul (Titel)
Veranstaltung
Veranstaltungstyp Lehrformen: Vorlesung (3) + Übungen mit Hausarbeiten (2) Dauer des Moduls: 1 Semester Turnus: WS oder SS
Chiffre
Semester
ModulVerantwortliche: Inhalt
Qualifikationsziel Voraussetzungen Studien- und Prüfungsleistungen
Studienleistung für Wahlmodul Prüfungsleistung für Wahlpflichtmodul Prüfung: Klausur oder mündliche Prüfung Wiederholungsprüfung: Klausur oder mündliche Prüfung
1. Theoretische Grundlagen der Absorption und Emission von elektromagnetischer
Strahlung 2. Das Laserprinzip 3. Beschreibung durch Ratengleichungen 4. Güteschaltung, Modenkopplung 5. Resonatoren 6. Lasertypen 7. Erzeugung kurzer bzw. intensiver Pulse 8. Nicht-lineare Prozesse: Frequenzvervielfachung, Frequenzmischung, optisch-
parametrische Prozesse
Nützliche Literatur: F.K. Kneubühl /M.W. Sigrist, “Laser” Demtröder, “Laserspektroskopie” D. Meschede, “Optik, Licht und Laser”
Vermittlung der physikalischen Grundlagen, sowie des Aufbaus verschiedener Lasertypen und Aspekten der Anwendung von Lasern.
Erforderlich: Nützliche Vorkenntnisse:
Kreditpunkte nach ECTS: 7 für Wahlpflichtmodul „Spezialvorlesung I und II“) oder 5 ECTS-Punkte für Wahlmodul Spezialvorlesung III
4. bis 6.
D-SP 1a
Wahlpflicht oder Wahlmodul
Laserphysik
Spezialvorlesung der Physik I, II und III
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B.Sc. Physik – Universität Freiburg Modulhandbuch
Stand: 01.10.2009 Seite: 30 / 52
Modul (Titel)
Veranstaltung
Veranstaltungstyp Lehrformen: Vorlesung (3) + Übung (2) Dauer des Moduls: 1 Semester Turnus: WS oder SS
Chiffre
Semester
ModulVerantwortliche:
Inhalt
Qualifikationsziel Voraussetzungen Studien- und Prüfungsleistungen
Stududienleistung für Wahlmodul Prüfungsleistung für Wahlpflichtmodul Prüfung: Klausur oder mündliche Prüfung Wiederholungsprüfung: Klausur oder mündliche Prüfung
1. Quantenstatistik 2. Bose-Einstein Kondensation
3. Atomare Wechselwirkungen nahe T=0
4. Kollektive Phänomene
5. Entartete Fermigase
6. BEC/BCS-Crossover
Kreditpunkte nach ECTS: 7 für Wahlpflichtmodul „Spezialvorlesung I und II“) oder 5 ECTS-Punkte für Wahlmodul Spezialvorlesung III
4. bis 6.
D-SP 1b
Wahlpflicht oder Wahlmodul
Quantengase
Spezialvorlesung der Physik I, II und III
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B.Sc. Physik – Universität Freiburg Modulhandbuch
Stand: 01.10.2009 Seite: 31 / 52
Modul (Titel)
Veranstaltung
Veranstaltungstyp Lehrformen: Vorlesung (3) + Übung (2) Dauer des Moduls: 1 Semester Turnus: WS oder SS
Chiffre
Semester
ModulVerantwortliche: Inhalt
Qualifikationsziel Voraussetzungen Studien- und Prüfungsleistungen
Stududienleistung für Wahlmodul Prüfungsleistung für Wahlpflichtmodul Prüfung: Klausur oder mündliche Prüfung Wiederholungsprüfung: Klausur oder mündliche Prüfung
1. Materiewellen
2. Tunneleffekt
3. Wechselwirkung Licht-Materie
4. Photonen
5. Bell´sche Ungleichung und Dekohärenz
6. Manipulation einzelner Teilchen
7. Metrologie
8. Mohlraum-Quantenelektronik
9. Quanteninformation
Kreditpunkte nach ECTS: 7 für Wahlpflichtmodul „Spezialvorlesung I und II“) oder 5 ECTS-Punkte für Wahlmodul Spezialvorlesung III
4. bis 6.
D-SP 1c
Wahlpflicht oder Wahlmodul
Experimentelle Quantenphysik
Spezialvorlesung der Physik I, II und III
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B.Sc. Physik – Universität Freiburg Modulhandbuch
Stand: 01.10.2009 Seite: 32 / 52
Modul (Titel)
Veranstaltung
Veranstaltungstyp Lehrformen: Vorlesung (3) + Übungen mit Hausarbeiten (2) Dauer des Moduls: 1 Semester
Chiffre
Semester
Turnus: WS oder SS ModulVerantwortliche: Inhalt
Qualifikationsziel Voraussetzungen Studien- und Prüfungsleistungen
Studienleistung für Wahlmodul Prüfungsleistung für Wahlpflichtmodul Prüfung: Klausur oder mündliche Prüfung Wiederholungsprüfung: Klausur oder mündliche Prüfung
1. Thermodynamische Grundlagen 2. Messverfahren 3. Erzeugung tiefer Temperaturen 4. Temperaturabhängige Stoffeigenschaften 5. Supraleitung 6. Quantenflüssigkeiten 7. Ultrakalte Quantengase
Nützliche Literatur: Enss, Hunklinger, Tieftemperaturphysik, Springer (2000) Frank Pobell, Matter and Methods at Low Temperatures, Springer (1996)
Vermittlung der theoretischen und experimentellen Grundlagen der Physik kondensierter Materie bei tiefen Temperaturen.
Kreditpunkte nach ECTS: 7 für Wahlpflichtmodul „Spezialvorlesung I und II“) oder 5 ECTS-Punkte für Wahlmodul Spezialvorlesung III
4. bis 6.
D-SP 1d
Wahlpflicht oder Wahlmodul
Tieftemperaturphysik
Spezialvorlesung der Physik I, II und III
Erforderlich: Nützliche Vorkenntnisse:
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B.Sc. Physik – Universität Freiburg Modulhandbuch
Stand: 01.10.2009 Seite: 33 / 52
Modul (Titel)
Veranstaltung
Veranstaltungstyp Lehrformen: Vorlesung (3) + Übung (2) Dauer des Moduls: 1 Semester Turnus: WS oder SS
Chiffre
Semester
ModulVerantwortliche:
Inhalt
Qualifikationsziel Voraussetzungen Studien- und Prüfungsleistungen
Stududienleistung für Wahlmodul Prüfungsleistung für Wahlpflichtmodul Prüfung: Klausur oder mündliche Prüfung Wiederholungsprüfung: Klausur oder mündliche Prüfung
- Struktur einzelner Polymerketten - Struktur in Polymerlösungen und in Schmelzen - Der kristalline Zustand - Dynamik in Lösungen; Brownsche Bewegung. Lineare Antworttheorie. Langevin- und Smoluchowski- Gleichungen - Polymerdynamik in verdünnten Lösungen: das Rouse- und das Zimm- Modell - Polymerdynamik in Schmelzen: die Reptation - Polymerdynamik an Grenzflächen - Skalentheorien
Verständnis der grundlegenden Konzepte der Polymerphysik. Einstieg in die Modellierung komplexer Systeme anhand der Standardmodelle für Polymersysteme.
Erforderlich: Nützliche Vorkenntnisse: Grundlagen der Thermodynamik
Kreditpunkte nach ECTS: 7 für Wahlpflichtmodul „Spezialvorlesung I und II“) oder 5 ECTS-Punkte für Wahlmodul Spezialvorlesung III
4. bis 6.
D-SP 2a
Wahlpflicht oder Wahlmodul
Polymerphysik
Spezialvorlesung der Physik I, II und III
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B.Sc. Physik – Universität Freiburg Modulhandbuch
Stand: 01.10.2009 Seite: 34 / 52
Modul (Titel)
Veranstaltung
Veranstaltungstyp Lehrformen: Vorlesung (3) + Übung (2) Dauer des Moduls: 1 Semester Turnus: WS oder SS
Chiffre
Semester
ModulVerantwortliche :
Inhalt
Qualifikationsziel Voraussetzungen Studien- und Prüfungsleistungen
Stududienleistung für Wahlmodul Prüfungsleistung für Wahlpflichtmodul Prüfung: Klausur oder mündliche Prüfung Wiederholungsprüfung: Klausur oder mündliche Prüfung
Magnetische Schichtsysteme, XMR-Effekte Magnetische Nanocluster, Superparamagnetismus Magnetische Moleküle, Tunneln der Magnetisierung, Quantenphaseninterferenz
Einfürhrung in die Grundlagen des Magnetismus und der Phänomene in modernen magnetischen Materialien
Erforderlich: Nützliche Vorkenntnisse:
Kreditpunkte nach ECTS: 7 für Wahlpflichtmodul „Spezialvorlesung I und II“) oder 5 ECTS-Punkte für Wahlmodul Spezialvorlesung III
4. bis 6.
D-SP 2b
Wahlpflicht oder Wahlmodul
Nanostrukturen & Quantenaggregate
Spezialvorlesung der Physik I, II und III
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B.Sc. Physik – Universität Freiburg Modulhandbuch
Stand: 01.10.2009 Seite: 35 / 52
Modul (Titel)
Veranstaltung
Veranstaltungstyp Lehrformen: Vorlesung (3) + Übung (2) Dauer des Moduls: 1 Semester Turnus: WS oder SS
Chiffre
Semester
ModulVerantwortliche:
Inhalt
Qualifikationsziel Voraussetzungen Studien- und Prüfungsleistungen
Stududienleistung für Wahlmodul Prüfungsleistung für Wahlpflichtmodul Prüfung: Klausur oder mündliche Prüfung Wiederholungsprüfung: Klausur oder mündliche Prüfung
- Erscheinungsformen des Magnetismus, quantenmechanische Grundlagen - Einzelne Ionen, Ligandenfeldtheorie - Magnetische Kopplungen, Superaustausch, RKKY-Wechselwirkung - Kollektive magnetische Effekte, Ferro- und Antiferromagnetismus - Magnetismus in 1D und 2D - Magnetische Schichtsysteme, XMR-Effekte - Magnetische Nanocluster, Superparamagnetismus - Magnetische Moleküle, Tunneln der Magnetisierung, Quantenphaseninterferenz
Einfürhrung in die Grundlagen des Magnetismus und der Phänomene in modernen magnetischen Materialien.
Erforderlich: Nützliche Vorkenntnisse:
Kreditpunkte nach ECTS: 7 für Wahlpflichtmodul „Spezialvorlesung I und II“) oder 5 ECTS-Punkte für Wahlmodul Spezialvorlesung III
4. bis 6.
D-SP 2c
Wahlpflicht oder Wahlmodul
Magnetismus in niedrigen Dimensionen
Spezialvorlesung der Physik I, II und III
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B.Sc. Physik – Universität Freiburg Modulhandbuch
Stand: 01.10.2009 Seite: 36 / 52
Modul (Titel)
Veranstaltung
Veranstaltungstyp Lehrformen: Vorlesung (3) + Computerübung (2) Dauer des Moduls: 1 Semester Turnus: WS oder SS
Chiffre
Semester
ModulVerantwortliche:
Inhalt
Qualifikationsziel Voraussetzungen Studien- und Prüfungsleistungen
Studienleistung für Wahlmodul Prüfungsleistung für Wahlpflichtmodul Prüfung: Klausur oder mündliche Prüfung Wiederholungsprüfung: Klausur oder mündliche Prüfung
Die Zeit vor der Nichtlinearen Dynamik - Stochastische Systeme - Hamilton'sche Systeme - Grenzzyklen
Konzepte der Nichtlinearen Dynamik - Lyapunov-Exponenten - Fraktale Dimensionen - Beispiele chaotischer Systeme - Wege ins Chaos - Instabile periodische Orbits - Synchronisation
Praxis der Nichtlinearen Dynamik - Inverse Probleme - Takens' Theorem - Ermittlung von Lyapunov-Exponenten und fraktalen Dimensionen aus Daten - Synchronisationsmaße
Verständnis der grundlegenden Begriffe der Nichtlinearen Dynamik
Klassische Mechanik
Kreditpunkte nach ECTS: 7 für Wahlpflichtmodul „Spezialvorlesung I und II“) oder 5 ECTS-Punkte für Wahlmodul Spezialvorlesung III
4. bis 6.
D-SP 2e
Wahlpflicht oder Wahlmodul
Nichtlineare Dynamik
Spezialvorlesung der Physik I, II und III
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B.Sc. Physik – Universität Freiburg Modulhandbuch
Stand 01.10.2009 Seite: 37 / 52
Modul (Titel)
Veranstaltung
Veranstaltungstyp Lehrformen: Vorlesung (3) + Computerübung (2) Dauer des Moduls: 1 Semester Turnus: WS oder SS
Chiffre
Semester
ModulVerantwortliche:
Inhalt
Qualifikationsziel Voraussetzungen Studien- und Prüfungsleistungen
Studienleistung für Wahlmodul Prüfungsleistung für Wahlpflichtmodul Prüfung: Klausur oder mündliche Prüfung Wiederholungsprüfung: Klausur oder mündliche Prüfung
• Populationsdynamik • Erregbare Systeme, Hodgkin-Huxley Modell • Strukturbildung, Turing-Mechanismus • Enzymdynamik • Metabolische Kontrolltheorie • Signaltransduktion • Genregulation
Verständins der Modellbildung in biologischen Systemen
Klassische Mechanik
Kreditpunkte nach ECTS: 7 für Wahlpflichtmodul „Spezialvorlesung I und II“) oder 5 ECTS-Punkte für Wahlmodul Spezialvorlesung III
4. bis 6.
D-SP 2f
Wahlpflicht oder Wahlmodul
Biophysik
Spezialvorlesung der Physik I, II und III
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B.Sc. Physik – Universität Freiburg Modulhandbuch
Stand: 01.10.2009 Seite: 38 / 52
Modul (Titel)
Veranstaltung
Veranstaltungstyp Lehrformen: Vorlesung (3) + Übung (2) Dauer des Moduls: 1 Semester Turnus: WS oder SS
Chiffre
Semester
ModulVerantwortliche: Inhalt
Qualifikationsziel Voraussetzungen Studien- und Prüfungsleistungen
Stududienleistung für Wahlmodul Prüfungsleistung für Wahlpflichtmodul Prüfung: Klausur oder mündliche Prüfung Wiederholungsprüfung: Klausur oder mündliche Prüfung
- Statistik - Lösung linearer Gleichgungssysteme - Optimierung - Nichtlineare Modellierung - Kernschätzer - Differentialgleichungs-Integratoren - Fourier-Analyse - Markov Chain Monte Carlo Verfahren
Erforderlich:
Kreditpunkte nach ECTS: 7 für Wahlpflichtmodul „Spezialvorlesung I und II“) oder 5 ECTS-Punkte für Wahlmodul Spezialvorlesung III
4. bis 6.
D-SP 2g
Wahlpflicht oder Wahlmodul
Numerische Methoden in der Physik
Spezialvorlesung der Physik I, II und III
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B.Sc. Physik – Universität Freiburg Modulhandbuch
Stand: 01.10.2009 Seite: 39 / 52
Modul (Titel)
Veranstaltung
Veranstaltungstyp Lehrformen: Vorlesung (3) + Übung (2) Dauer des Moduls: 1 Semester Turnus: WS oder SS
Chiffre
Semester
ModulVerantwortliche:
Inhalt
Qualifikationsziel Voraussetzungen Studien- und Prüfungsleistungen
Stududienleistung für Wahlmodul Prüfungsleistung für Wahlpflichtmodul Prüfung: Klausur oder mündliche Prüfung Wiederholungsprüfung: Klausur oder mündliche Prüfung
- Halbleiter, Dioden, Transistoren, LEDs, Quantendots - Supraleiter, Josephson Effekt, Hoch-Tc Supraleiter, Makroskopische Quantenkohärenz - Magnetismus, Schichtsysteme, XMR-Effekte, Nanocluster, molekulare Cluster - Diskussion von Beispielen aus der aktuellen Forschung
Verständnis Einarbeitung in ein aktuelles Forschungsgebiet
Erforderlich: Nützliche Vorkenntnisse:
Kreditpunkte nach ECTS: 7 für Wahlpflichtmodul „Spezialvorlesung I und II“) oder 5 ECTS-Punkte für Wahlmodul Spezialvorlesung III
4. bis 6.
D-SP 2h
Wahlpflicht oder Wahlmodul
Spezielle Themen aus der Physik der kondensierten Materie
Spezialvorlesung der Physik I, II und III
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B.Sc. Physik – Universität Freiburg Modulhandbuch
Stand: 01.10.2009 Seite: 40 / 52
Modul (Titel)
Veranstaltung
Veranstaltungstyp Lehrformen: Vorlesung (3) + Übung (2) Dauer des Moduls: 1 Semester Turnus: WS oder SS
Chiffre
Semester
ModulVerantwortliche:
Inhalt
Qualifikationsziel Voraussetzungen Studien- und Prüfungsleistungen
Stududienleistung für Wahlmodul Prüfungsleistung für Wahlpflichtmodul Prüfung: Eine 2-stündige Klausur, mindesten 50% der Punkte in den Hausaufgaben. Wiederholungsprüfung: mündliche Prüfung (mndestens 30 Minuten)
Dirac Gleichung Berechnung von Feynmangraphen Quantenelektrodynamik Quantenchromodynamik Schwache Wechselwirkung Elektroschwache Vereinigung Higgs Mechanismus Experimentelle Tests des Standardmodells in
- Elektron-Positron Annihilation - Tiefunelastische Lepton-Hadron Streuung. - Hadron-Hadron Streuung - Neutrinoreaktionen
Verständnis der experimentellen Grundlagen und deren mathematischen Beschreibung in der Elementarteilchenphysik. Selbständige Bearbeitung einfacher physikalischer Probleme in der Teilchenphysik.
Erforderlich: Experimentalphysik V, Kern- und Teilchenphysik
Kreditpunkte nach ECTS: 7 für Wahlpflichtmodul „Spezialvorlesung I und II“) oder 5 ECTS-Punkte für Wahlmodul Spezialvorlesung III
4. bis 6.
D-SP 3a
Wahlpflicht oder Wahlmodul
Einführung in das Standardmodell der Teilchenphysik
Spezialvorlesung der Physik I, II und III
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B.Sc. Physik – Universität Freiburg Modulhandbuch
Stand: 01.10.2009 Seite: 41 / 52
Modul (Titel)
Veranstaltung
Veranstaltungstyp Lehrformen: Vorlesung (3) + Übung (2) Dauer des Moduls: 1 Semester Turnus: WS oder SS
Chiffre
Semester
ModulVerantwortliche:
Inhalt
Qualifikationsziel Voraussetzungen Studien- und Prüfungsleistungen
Stududienleistung für Wahlmodul Prüfungsleistung für Wahlpflichtmodul Prüfung: zweistündige Klausur, erfolgreiche Teilnahme an den Hausübungen Wiederholungsprüfung: mündliche Prüfung
Relativistische Wellengleichungen Quantifizierung klassischer Felder Heuristische Ableitung der Feynman Diagramme Eichprinzip Lanrangian des Standardmodells
Theoretische Grundlagen der relativistischen Quantenfeldtheorie als mathematischer Beschreibung moderner Fragestellungen der Elementarteilchenphysik.
Erforderlich: Höhere Quantenmechanik, Einführung in das Standardmodell der Teilchenphysik
Kreditpunkte nach ECTS: 7 für Wahlpflichtmodul „Spezialvorlesung I und II“) oder 5 ECTS-Punkte für Wahlmodul Spezialvorlesung III
4. bis 6.
D-SP 3b
Wahlpflicht oder Wahlmodul
Theoretische Teilchenphysik
Spezialvorlesung der Physik I, II und III
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B.Sc. Physik – Universität Freiburg Modulhandbuch
Stand: 01.10.2009 Seite: 42 / 52
Modul (Titel)
Veranstaltung
Veranstaltungstyp Lehrformen: Vorlesung (3) + Übung (2) Dauer des Moduls: 1 Semester Turnus: WS oder SS
Chiffre
Semester
ModulVerantwortliche:
Inhalt
Qualifikationsziel Voraussetzungen Studien- und Prüfungsleistungen
Stududienleistung für Wahlmodul Prüfungsleistung für Wahlpflichtmodul Prüfung: Eine 2-stündige Klausur, mindesten 50% der Punkte in den Hausaufgaben. Wiederholungsprüfung: mündliche Prüfung (mindestens 30 Minuten)
Wechselwirkung von Teilchen mit Materie Szintilationszähler Elektromagnetische Kalorimeter Hadronenkalorimeter Gasgefüllte Detektoren Halbleiterzähler Großdetektoren an Beschleunigern Detektoren für Untergrundlaboratorien Anwendungen von Teilchendetektoren in der Medizin
Verständnis der experimentellen Grundlagen und deren mathematischen Beschreibung der Detektoren für die Elementarteilchenphysik. Selbständige Bearbeitung einfacher physikalischer Probleme in der Teilchenphysik.
Erforderlich: Experimentalphysik V, Kern- und Teilchenphysik
Kreditpunkte nach ECTS: 7 für Wahlpflichtmodul „Spezialvorlesung I und II“) oder 5 ECTS-Punkte für Wahlmodul Spezialvorlesung III
4. bis 6.
D-SP 3c
Wahlpflicht oder Wahlmodul
Teilchenphysik - Detektoren
Spezialvorlesung der Physik I, II und III
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B.Sc. Physik – Universität Freiburg Modulhandbuch
Stand: 01.10.2009 Seite: 43 / 52
Modul (Titel)
Veranstaltung
Veranstaltungstyp Lehrformen: Vorlesung (3) + Computerübung (2) Dauer des Moduls: 1 Semester Turnus: WS oder SS
Chiffre
Semester
ModulVerantwortliche:
Inhalt
Qualifikationsziel Voraussetzungen Studien- und Prüfungsleistungen
Stududienleistung für Wahlmodul Prüfungsleistung für Wahlpflichtmodul Prüfung: Eine zweistündige Klausur Wiederholungsprüfung: Mündliche Prüfung (mindestens 30 Minuten)
Quarks, Leptonen und ihre Wechselwirkungen, das Standardmodell der Teilchenphysik Das expandierende Universum
• Friedmann Gleichung • Kosmologische Modelle
Entwicklung und Struktur des frühen Universums Kosmische Mikrowellenhintergrundstrahlung Dunkle Materie und dunkle Energie Neutrino- und Gammastrahlungsastronomie Nukleosynthese
Verständnis der experimentellen Teilchenastrophysik.
Erforderlich: Experimentalphysik V, Kern- und Teilchenphysik, Nützliche Vorkenntnisse: Astronomie
Kreditpunkte nach ECTS: 7 für Wahlpflichtmodul „Spezialvorlesung I und II“) oder 5 ECTS-Punkte für Wahlmodul Spezialvorlesung III
4. bis 6.
D-SP 3d
Wahlpflicht oder Wahlmodul
Teilchenastrophysik
Spezialvorlesung der Physik I, II und III
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B.Sc. Physik – Universität Freiburg Modulhandbuch
Stand: 01.10.2009 Seite: 44 / 52
Modul (Titel)
Veranstaltung
Veranstaltungstyp Lehrformen: Vorlesung (3) + Übung (2) Dauer des Moduls: 1 Semester Turnus: WS oder SS
Chiffre
Semester
ModulVerantwortliche:
Inhalt
Qualifikationsziel Voraussetzungen Studien- und Prüfungsleistungen
Stududienleistung für Wahlmodul Prüfungsleistung für Wahlpflichtmodul Prüfung: zweistündige Klausur, erfolgreiche Teilnahme an den Hausübungen Wiederholungsprüfung: mündliche Prüfung
Differentialgeometrie Einstein Gleichungen Tests der Theorie Schwarze Löcher Kosmologische Anwendungen
Erforderlich:
Kreditpunkte nach ECTS: 7 für Wahlpflichtmodul „Spezialvorlesung I und II“) oder 5 ECTS-Punkte für Wahlmodul Spezialvorlesung III
4. bis 6.
D-SP 3e
Wahlpflicht oder Wahlmodul
Einführung in der algemeinen Relativitätstheorie
Spezialvorlesung der Physik I, II und III
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B.Sc. Physik – Universität Freiburg Modulhandbuch
Stand: 01.10.2009 Seite: 45 / 52
Modul (Titel) Veranstaltung
Veranstaltungstyp Dauer des Moduls: 1 Semester Turnus: WS oder SS SWS / Kontaktstunden: 5 Lehrformen: Vorlesung (3) + Übung (2)
Chiffre
Semester
ModulVerantwortliche:
Inhalt
Qualifikationsziel Voraussetzungen
Studien- und Prüfungsleistungen
Das heutige Bild vom Kosmos und seine Entwicklung
Astronomische Teleskope und Beobachtungseinrichtungen
Physik des Sonnensystems
Physik der Sterne und der Sternsysteme
Galaxien und Kosmologie
Theoretische und Experimentelle Physik I-III
Studienleistung für Wahlmodul Prüfungsleistung für Wahlpflichtmodul Prüfung: Klausur oder mündliche Prüfung Wiederholungsprüfung: Klausur oder mündliche Prüfung
4. bis 6.
D-SP 4a
Wahlpflicht oder Wahlmodul
Überblick über Ziele und Ergebnisse der modernen Astrophysik und über das moderne Weltbild. Grundlagen der physikalischen Eigenschaften der Sonne und des Planetensystems. Grundsätzliches Verständnis des Aufbaus und der Entwicklung von Sternen. Grundlagen der Physik von Sternsystemen. Grundlagen des modernen kosmologischen Weltbildes.
Kreditpunkte nach ECTS: 7 für Wahlpflichtmodul „Spezialvorlesung I und II“) oder 5 ECTS-Punkte für Wahlmodul Spezialvorlesung III
Spezialvorlesung der Physik I, II und III
Einführung Astronomie und Astrophysik
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B.Sc. Physik – Universität Freiburg Modulhandbuch
Stand: 01.10.2009 Seite: 46 / 52
Modul (Titel)
Veranstaltung
Veranstaltungstyp Lehrformen: Vorlesung (3) + Übung (2) Dauer des Moduls: 1 Semester Turnus: WS oder SS
Chiffre
Semester
ModulVerantwortliche:
Inhalt
Qualifikationsziel Voraussetzungen Studien- und Prüfungsleistungen
Studienleistung für Wahlmodul Prüfungsleistung für Wahlpflichtmodul Prüfung: Klausur oder mündliche Prüfung Wiederholungsprüfung: Klausur oder mündliche Prüfung
Euler- und Navier-Stokes-Gleichung
Dynamik unmagnetischer Flüssigkeiten: Grenzschichten, Wellen, Turbulenz
Dynamik magnetischer Flüssigkeiten: Dynamos
Numerische Methoden für Fluidsimulationen
Moderne Anwendungen von Hydrodynamik und Magnetohydrodynamik
4. bis 6.
D-SP 4b
Wahlpflicht oder Wahlmodul
Überblick über die Methoden und Ergebnisse der Hydrodynamik und Magnetohydrodynamik mit besonderer Beachtung der Anwendungen im Bereich der Astrophysik. Als eines der wichtigsten Hilfsmittel bei der Beschreibung astrophysikalischer Plasmen bildet dieser Stoff die Grundlage zum Verständnis vielfältiger Prozesse, von der Sternentstehung, Magnetfelderzeugung in Planeten und Sternen bis hin zu Supernovaexplosienen.
Theoretische und Experimentelle Physik I-III
Hydrodynamik und Magnetohydrodynamik
Kreditpunkte nach ECTS: 7 für Wahlpflichtmodul „Spezialvorlesung I und II“) oder 5 ECTS-Punkte für Wahlmodul Spezialvorlesung III
Spezialvorlesung der Physik I, II und III
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B.Sc. Physik – Universität Freiburg Modulhandbuch
Stand 27.05.2008 Seite: 47 / 52
Modul (Titel)
Veranstaltung
Veranstaltungstyp Lehrformen: Vorlesung (3) + Computerübung (2) Dauer des Moduls: 1 Semester Turnus: WS oder SS
Chiffre
Semester
ModulVerantwortliche:
Inhalt
Qualifikationsziel Voraussetzungen Studien- und Prüfungsleistungen
Studienleistung
• Statistische Grundbegriffe • Statistische Tests • Simulationstechniken • Datenanalyse dynamischer Prozesse • Parameterschätzung in nichtlinearen Modellen • Monte-Carlo Simulationen • Beispiele der Modellbildung aus Physik, Biologie und Finanzwissenschaften
Verständnis des Prozesses der Datenanalyse und Modellbildung. Fähigkeit, konkrete Problemstellungen umzusetzen.
Kreditpunkte nach ECTS:
3. bis 6.
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Wahlpflicht oder Wahlmodul
Datenanalyse und Modellbildung
Berufsfeldorientierte Kompetenzen (BOK)
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B.Sc. Physik – Universität Freiburg Modulhandbuch
Stand: 01.10.2009 Seite: 48 / 52
Modul (Titel)
Veranstaltung
Veranstaltungstyp Lehrformen: Vorlesung (3) + Computerübung (2) Dauer des Moduls: 1 Semester Turnus: WS oder SS
Chiffre
Semester
ModulVerantwortliche:
Inhalt
Qualifikationsziel Voraussetzungen Studien- und Prüfungsleistungen
Studienleistung
• Grundbegriffe der Statistik und der Test-Theorie • Deterministische und stochastische Systeme • Spektralanalyse • Kreuzspektralanalyse • Parameterschätzung in dynamischen Systeme • Maximum Likelihood Schätzer • Expectation.-Maximisation Algorithmus • Zustandsraummodell • Hidden Markov Prozesse
Klassische Mechanik
Kreditpunkte nach ECTS:
3. bis 6.
F
Wahlpflicht oder Wahlmodul
Zeitreihenanalyse
Berufsfeldorientierte Kompetenzen (BOK)
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B.Sc. Physik – Universität Freiburg Modulhandbuch
Stand: 01.10.2009 Seite: 49 / 52
Modul (Titel)
Veranstaltung
Veranstaltungstyp Lehrformen: Vorlesung (3) + Übung (2) Dauer des Moduls: 1 Semester Turnus: WS oder SS
Chiffre
Semester
ModulVerantwortliche:
Inhalt
Qualifikationsziel Voraussetzungen Studien- und Prüfungsleistungen
Stududienleistung
Grundlagen der passiven Bauelemente Grundlagen der Halbleiterbauelemente
• Transistorschaltungen • Diodenschaltungen
Operationsverstärker Analoge Signalübertragung Digitale Bauelemente und digitale Schaltkreise Programmierbare digitale Bauelemente Elektronische Wandler Digitale rekursive und nichtrekursive Filter
Verständnis der Grundlagen der analogen und digitalen Schaltungstechnik. Selbständige Erstellung und Berechnung einfacher elektronischer Schaltungen.
keine
Kreditpunkte nach ECTS:
3. bis 6.
F
Wahlpflicht oder Wahlmodul
Einführung in die Analog- und Digitalelektronik
Berufsfeldorientierte Kompetenzen (BOK)
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B.Sc. Physik – Universität Freiburg Modulhandbuch
Stand: 01.10.2009 Seite: 50 / 52
Modul (Titel)
Veranstaltung
Veranstaltungstyp Lehrformen: Vorlesung (3) Dauer des Moduls: 1 Semester Turnus: WS oder SS
Chiffre
Semester
ModulVerantwortliche:
Inhalt
Qualifikationsziel Voraussetzungen Studien- und Prüfungsleistungen
Studienleistung
Grundlagen der Statistik und Wahrscheinlichkeitsrechnung Wichtige Wahrscheinlichkeitsverteilungen Einflüsse des Messvorgangs (Auflösung, Effizienz) Schätzung von Parametern Maximum-Likelihood-Methode; Methode der kleinsten Fehlerquadrate Test von Hypothesen
Erlernung der Grundlagen der Auswertung von Messdaten; Bestimmung von Parametern der Theorie aus den Messungen, Test von Theoriemodellen.
Kreditpunkte nach ECTS:
3. bis 6.
F
Wahlpflicht oder Wahlmodul
Statistische Methoden in der Datenanalyse
Berufsfeldorientierte Kompetenzen (BOK)
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B.Sc. Physik – Universität Freiburg Modulhandbuch
Stand: 01.10.2009 Seite: 51 / 52
Modul (Titel)
Veranstaltung
Veranstaltungstyp Lehrformen: Seminar, 2 SWS (event. Block-Form) Dauer des Moduls: 1 Semester
Chiffre
Semester
Turnus: WS oder SS ModulVerantwortliche : Roswitha Dörendahl (Projekt "Verantwortung wahrnehmen", ZfS,
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg) Inhalt
Qualifikationsziel Voraussetzungen Studien- und Prüfungsleistungen
Studienleistung
I. Einführung in die Verantwortungsethik: Zum Begriff der Verantwortung: ideengeschichtliche Herleitung, zum Verhältnis von Verantwortung und Handlungsfreiheit, Ebenen und Relationen der Verantwortung, individuelle und kollektive Verantwortung
II. Interne und externe Verantwortung in den Wissenschaften am Beispiel der Physik:
a. Externe Verantwortung des Physikers am Extrembeispiel der Atombombe (Einstein, Heisenberg, Göttinger Manifest, Dürrenmatts „Physiker“, Hans Jonas’ Verantwortungsethik.
b. Interne Verantwortung in der Physik am Beispiel des Betrugsfall Jan Hendrik Schön (Darstellung des Sachverhalts, Reaktionen des DFG und der Max-Planck-Gesellschaft, Folgen (Richtlinien für die wissenschaftliche Praxis, Ombudsleute etc.)), Satzung der Deutschen Physikalischen Gesellschaft: § 12: Verhaltenskodex für Mitglieder und Ausführungs-bestimmungen
III. Problematisierung externer und interner Verantwortung in der Naturwissenschaft: Verhältnis von individueller und kollektiver Verantwortung, Mitverantwortung, Erörterung besonderer Probleme kooperativen Handelns (Systemzusammenhänge, nicht-intendierte Handlungsfolgen, kumulative Schäden etc.), präventive Verantwortung
Allgemein: Erweiterung der Reflexions- und Argumentationskompetenz Spezifisch: Grundlegende Kenntnisse des wissenschaftsethischen Konzeptes externer und interner Verantwortlichkeit, Bewusstsein für die Problematik Grundlagenforschung und Anwendung bzw. ggf. Interessenskonflikte, Kenntnisse über und Bewusstsein von ethischen Mindestnormen (Kodizes) in der Physik bzw. Wissenschaft.
Kreditpunkte nach ECTS: 4 ECTS-Punkte
3. bis 6.
F
Wahlpflicht oder Wahlmodul
Ethik in Naturwissenschaften und Technik
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B.Sc. Physik – Universität Freiburg Modulhandbuch
Stand: 01.10. 2009 Seite: 52 / 52
Lageplan der Gebäude des Physikalischen Instituts