Fakultät für Physik
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E2: Wärmelehre und Elektromagnetismus – Übersicht

  • Übersicht

Informationen zur Vorlesung

Zeit und Ort

Di 8.15-10
und Fr 8.15-10 im großen Physikalischen Hörsaal
Zentraltutorium für Hausaufgaben:
Di 10.15-11 im großen physikalischen Hörsaal

Gruppe Tutor Zeit und Raum

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Johannes Nissen-Meyer
Simon Weber
Alejandro Zielinski
Martin Schäffer
Thomas Pfadler
Michael Opitsch
Ralph Schönrich
Marcus Otten
Katja Falter
Patrick Böhl
Thomas Haugg
Patrik Loch
Patrick Baumann
Paul Korbinian
Dario Hügel
Andreas Schilling
Jannis Bielefeld
Victor Saase

Do 15.00 - 16.30, 4/16
Do 14:30 - 16:00, Raum 4/20
Mi 10-12, Raum A 248, Ther. 37
Do 14-16, Raum C 112
Mi 8-10, Raum 4/20
Mi 10-12,  Raum 4/20
Di 16-18, Raum 4/16
Di 16-18,  Raum B 134, Ther. 39
Mi 8-10, Raum C 112, Ther. 41
Fr 12-14, Kl. Phys. HS (ausser 10.7.09)
Mi 12-14,  Raum A 010, Ther. 37
Do 12-14, Gr. Phys. HS
Mi 16-18 Raum 4/16
Do 8-10, Raum B004 Theresienstr.
Do 12-14,  E7
Fr 12-14, Raum 5/15
Do 8-10, Raum 4/16
Mi 16-18, Raum C112, Ther. 41

Di 21.4. Mechanisches Wärmeäquivalent und erster Hauptsatz (Tafel)

Erweiterung des Energiesatz der Mechanik, 1. Hauptsatz, Übersicht Thermodynamische Größen (intensiv und extensiv), Fundamentalrelation der Thermodynamik.

- Brown'sche Bewegung im Mikroskop (Video-Link)

- Wärmehammer

- Mechanisches Wärmeäquivalent (Videolink)

Ausgabe Übungsblatt TD 1

 

Fr 24.4. Temperatur und Zustandsgleichung idealer Gase (Tafel)

Empirische Temperaturskalen, Thermometer, thermodynamisches Gleichgewicht, thermodynamische Temperaturskala, Gay-Lussac'sche Gesetze, Temperaturnullpunkt, Boyle-Mariotte, Gasgesetz, Mikroskopisches Bild des Gasdrucks, Äquipartitionssatz.

- Bimetall Thermometer, Pt100 Thermometer, Infrarot-Thermometer (Leslie-Zelle: Movie-Link)

- Bolzensprenger (Video-Link)

- Boyle-Mariotte (Movie-Link)

- Gasthermometer (Video-Link)

 

Di 28.4. Reale Gase und Phasendiagramme (PVT-Diagramme 1,2, Tafel)

Van der Waals Gleichung, Verflüssigung in p-V Diagramm, p-T Diagramm gasförmig-flüssig, Zustandsdiagramme fest, flüssig gasförmig in p-T und p-V und 3-dimensional, Anomalie des Wassers, Ideale Gasmischungen, Wiederholungen

- Zustandsdiagramm reales Gas (SF6)

- Kondensationskeime W07.08 ?

- Dampfdruck von Flüssigkeiten W07.18

- Tripelpunktzelle

Keine Hausaufgabenbesprechung nach der Vorlesung

Ausgabe Übungsblatt TD 2

 

Fr 1.5. keine Vorlesung wegen Tag der Arbeit

 

Di 5.5.. Latente und Spezifische Wärmen (Tafel)

Latente Wärme, Spezifische Wärnen Cv und Cp allgemein und eines idealen Gases, Clement-Desormes herleiten, Adiabatengleichung, Boltzmann-Faktor, Temperaturabhängigkeit des Wärmekapazität eines zweiatomigen Gases mit Termschema, Einstein-Modell des Festkörpers.

- Cp/Cv nach Clement-Desormes W03.01

- Rückert Gasoszillator

Ausgabe Übungsblatt TD 3 (PDF)

Danach: Besprechung Hausaufgabe TD1 (Tafel)

 

Fr 8.5. Reversible und Irreversible Prozesse, Kreisprozesse (Tafel)

Zusammenstellung Isotherme, Isobare, Isochore, Adiabate. Reversible und irreversible Prozesse: Expansion und Mischung, Carnot-Prozess, andere Kreisprozesse.

- Adiabate im Boyle Mariotte Versuch

- Stirling-Motor (Pneumatisches Feuerzeug-Movie)

 

Di 12.5. Der 2. Hauptsatz (Entropiesatz) und 3. Hauptsatz (Tafel)

Entropiesatz, Kombination mit 1. Hauptsatz, Anwendung auf Carnot-Prozess, Ausblick: statistische Deutung, Entropie des idealen Gases, Energie- und Entropieelastizität, 3. Hauptsatz.

- Nachtrag: Wippende Enten

- Entropieelastizität beim Gummi

- Gummi: Kaltwerden beim Zusammenziehen

- Gummi: Erwärmen beim Auseinanderziehen

Ausgabe Übungsblatt TD 4 (PDF)

Danach: Besprechung Hausaufgabe TD2 (Tafel, Mathematica-Files)

 

Fr 15.5. Gasverflüssigung, Kühlschränke, Dampfdruckkurve und chemische Reaktionen (Tafel)

3. Hauptsatz, Joule-Thomson Drosselprozess, Verflüssigung von Gasen, Kühlschrank, Clausius-Clapeyron'sche Differentialgleichung (auch integriert), Massenwirkungsgesetz aus chemischem Potential. Folien: Kühlschrank, Linde-Verfahren

- Joule-Thomson Drosselversuch

- Kohlensäure-Schnee

- Blume einfrieren

- Sägemehl und flüssiger Sauerstoff

 

Di 19.5. Osmotischer Druck, Siedepunkterhöhung, Dampfdruckerniedrigung, Donnan-Potential (Tafel)

Herleitung osmotischer Druck aus idealem Gas, Pfeffer'sche Zelle, Herleitung osmotischer Druck aus chemischem Potential und Gibbs-Enthalpie, Dito für Dampfdruckerniedrigung, Siedepunkterhöhung und Diffusionspotential (Donnan-Potential)

- Diffusionszelle

- Osmotischer Druck

- Siedepunkterhöhung

Danach: Besprechung Hausaufgabe TD3 (Tafel)

 

Ausgabe Übungsblatt TD 5 (PDF)

Vorgezogene Ausgabe Übungsblatt TD 6 (PDF)

(Besprechung ab 29.5., Lösungsskizze hier)

 

Fr 22.5. fällt aus (Fragestunde am 2.6. 10-12 Uhr als Ausgleich)

 

Di 26.5. Statistische Mechanik des Gases: Maxwell-Geschwindigkeitsverteilung (Tafel)

Wiederholung Boltzmann-Faktor, Verteilungsfunktionen, Herleitung Boltzmann-Faktor aus Mikrokanonik, Phasenraum des idealen Gases, Herleitung der Maxwell-Boltzmann-Verteilung

- Maxwell-Verteilung eines Modellgases W10.04

Danach: Hausaufgabenbesprechung TD4 und TD5 (kein Tafelbild - tut mir leid)

Probeklausur zum Herunterladen - enthält rudimentäre Formelsammlung der Klausur (PDF)


Fr 29.5. Gaskinetische Effekte, Transportvorgänge (Tafel)

Mittlere freie Weglänge, Wirkungsquerschnitt, Gleichbehandlung der Diffusion von Teilchen, Energie, Impuls, 1. und 2. Fick'sches Gesetz, Diffusionsgleichung, Diffusion einer Punktquelle, Wärmeleitung, Innere Reibung, Wechselseitige Verküpfung von Transport (Temperatur -> Druck: Knudsen-Effekt)

- Kudsen-Effekt

- Diffusion

 

Ausgabe Lösungsskizzen zu Übungsblatt TD6 als PDF

 

Di 2.6. Optional: 8-12: Wiederholung, Fragestunde und Bonusexperimente

(Fragen per email an dieter.braun@lmu.de vor der Vorlesung)

Mögliche Themen: Wechselseitiger Transport (Diffusion -> Temperatur, Temperatur -> Konzentration). Clusius Trennrohr, Thermodiffusion, Radiometer, Wiederholung 2. Hauptsatz, Integration der Entropie eines idealen Gases aus dem 2. HS, Mischentropie aus reversiblen Mischung zweier Gase, Statistische Herleitung der Mischentropie

Mögliche Experimente:

- Clusius Trennrohr

- Radiometer

- Gasoszillator nach Flammersfeld, nach Rückert

 

UPDATE: Formelsammlung der Klausur (PDF)

UPDATE of UPDATE: Formelsammlung der Klausur (PDF)

 

Fr 5.6. Klausur Wärmelehre als PDF

Zeit: 8.15-9.45

Ort: Großer Physikalischer Hörsaal, Nachnamen A-M

M118 (Hauptgebäude, wie Nordeingang Gr. Phys. HS), Nachnamen N-Z

Erlaubte Hilfsmittel:

- Taschenrechner

- KEINE zusätzliche Formelsammlung

 

Vorläufige Notenliste vom Freitagabend, 5.6. als PDF.

(Mit 20 Punkten bestanden, eine 1.0 ab 44 Punkten)

Matrikelnummern fehlen von: Dominik Kalb, Arthur Ananin, Sina Kusch, Max Bigelmayer und Peter Schmidt

Update Notenliste Montagabend, 8.6. als PDF

 

Besprechung und Einsicht in die Klausur in der Woche ab 9.6. in ihren gewohnten Übungsgruppen. Zusätzliche Einsicht in der Vorlesung am Di 16.6. Einsprüche können nur direkt in der Übungsstunde oder am Di 16.6. bei Prof. Braun geltend gemacht werden.


Di 9.6. Coulombgesetz, Elektrisches Feld und Potential (Tafel)

Ladungen, Vorzeichen, Coulomb-Gesetz, Millikan-Versuch, Elektrisches Feld, Elektrisches Potential

- Reibungselektrizität (Glasstab, Wassertropfen auf Kerze)

- Coulombgesetz

- Millikan-Versuch

- Feldlinienbilder Punktladung, Dipol, Platten

Ausgabe Übungsblatt ED 1 (PDF)

 

=> Übungsgruppe von Patrik Loch und Dario Hügel vom Feiertag (Do)

      verlegt auf 12.6. um 12 Uhr bis 14 Uhr

 

Fr 12.6. Das Gauß'sche Gesetz (Tafel)  (Div und Rot) (Haare stehen zu Berge)

Das Gauß'sche Gesetz (Rotation und Divergenz), Laplace-Gleichung, Leiter im elektrischen Feld, Abschirmung, Van de Graaff Generator, Feldlinienfokussierung an Spitzen

- Faraday'scher Käfig (Bild)

- Van de Graaff Generator (da stehen einem die Haare zu Berge: Bild 1 und Bild 2)

- Hohe Feldstärken an Spitzen: Durchschlag (Elmsfeuer)

- Elektrisches Windrad


Di 16.6. Keine Vorlesung, stattdessen:
Einsicht in die Thermodynamik-Klausur von 8.15-10.00

 

(Hoffentlich) Finale Notenliste (PDF)

 

Fr 19.6. Kondensator, Polarisation, Dipol (Tafel)

Plattenkondensator, Kapazität, Reihen- und Parallelschaltung, Kondensator mit Dielektrikum, Elektrischer Dipol, Polarisation (Skizze), Verallgemeinerung: Gauß'sches Gesetz in Materie, Piezoelektrizität

- Plattenkondensator: Abstandsabhängigkeit

- Dielektrikum bei Q=const und U=const.

- Piezoelektrischer Effekt

Ausgabe Übungsblatt ED 2 (PDF)

 

Di 23.6. Gauß'sches Gesetz in Materie, Dipolkräfte, Ohmsches Gesetz (Tafel)

Dipolkräfte- und Momente, elektrische Leitung, Ohm'sches Gesetz, Supraleitung, Halbleiter, Ionenleitung in Flüssigkeiten.

- Wasser im inhomogenen Feld

- Supraleiter

- Verkupfern einer Elektrode

- Elektrophorese

Ausgabe Übungsblatt ED 3 (PDF)

Danach: Besprechung Hausaufgabe ED 1 (Tafel)


Fr 26.6. Stromkreise, Batterie, Magnetfeld (Tafel)

Elektrische Arbeit und Leistung, Kirchhoff'sche Regeln, Daniell-Element, Magnetismus, Magnetfeld eines Leiters, Magnetischer Fluß, Quellenfreiheit, Ampere'sches Gesetz.

- Daniell Element

- Magnetfeld eines Leiters

- Feldlinien von zwei Leitern

- Feld einer langen Spule

 

Update der Notenliste der Thermoklausur nach
der nochmaligen Korrektur von Aufgabe 14

 

Di 30.6. Biot-Savart, magnetischer Dipol, Verschiebungsstrom, Lorentzkraft (Tafel)

Biot-Savart'sches Gesetz, Magnetisches Dipol, Verschiebungsstrom, Lorentzkraft, Hall-Effekt, Zyklotron-Frequenz

- Ablenkung mit B: Fadenstrahlröhre

- Ablenkung mit E: Braun'sche Röhre

- Hall-Effekt

- Leiterschaukel

- Modellgenerator

Ausgabe Übungsblatt ED 4 (PDF)

Danach: Besprechung Hausaufgabe ED 2 (kein Tafelbild wegen zu kleiner Studentenpräsenz)

 

Fr 3.7. Bewegte Leiter im Magnetfeld, Lenz'sche Regel, Transformator (Tafel)

Bewegte Leiter im Magnetfeld, Induktionsgesetz, Elektromotor, Lenz'sche Regel, Erweiterung des 3. Maxwell-Gesetzes

- Finite Element Methoden

- Handdynamo

- Induktion mit zwei Spulen

- Transformator: Hörnertrafo und Schweißdrahtgühen

 

Di 7.7. Elektromotor, Energie im B-Feld, Materie im Magnetfeld (Tafel)

Einschalten eines Transformators, Magnetisierung, mikroskopisches Bild, Paramagnetismus, Ferromagnetismus, Hysterese,

- Einschalten eines Transformators

- Para- und Diamagnetismus

- Sauerstoff im inhomogenen Magnetfeld

- Hysterese

Ausgabe Übungsblatt ED 5 (PDF)

Danach: Besprechung Hausaufgabe ED 3 (Tafel)

 

Fr 10.7. Elektromagnetische Wellen (Tafel)

Zusammenstellung der Maxwell-Gleichungen, Elektromagnetische Wellen, Poynting-Vektor, Hertz'scher Dipol, Spektrum der elektromagnetischen Wellen, Fluoreszenzfarbstoff als Hertz'scher Dipol.

- Lehrfilm Elektromagnetische Welle

- Einfacher Pulssender und Empfänger

- Dipolcharakteristik mit GHz Generator und Empfänger


Di 14.7. RLC Stromkreis, Wellenausbreitung im Koaxkabel (Tafel)

Besprechung RLC-Schwingkreis, Q-Faktor, Elektromagnetische Wellen im Koaxialkabel, Reflexion, stehende Wellen, Hohlleiter.

- RLC Stromkreis

- Ausbreitungsgeschwindigkeit im BNC Kabel

- Reflexion im BNC Kabel

Danach: Besprechung Hausaufgabe ED 4 (Tafel)

Ausgabe Übungsblatt ED 6 (PDF)

 

Fr 17.7. Hohlleiter, Wechselstrom, Komplexe Widerstandsdarstellung (Tafel)

Wechselstromleistung, Phasendiagramm, Komplex-Darstellung, Komplexwertige Widerstände, Laden und Entladen eines Kondensators, Tiefpaß- und Hochpaßfilter, RLC-Schwingkreis in Komplexer Darstellung.

- Hohlleiter und Mikrowellenleitung

- Wechselstromleistung

- Komplexe Widerstände

- Zeigerdiagramm

- Phase und Amplitude

- Laden / Entladen eines Kondensators

 

Probeklausur Elektrodynamik zum Herunterladen enthält: Formelsammlung der Klausur (PDF)

 

Di 21.7. Tiefpass / Hochpass-Filter und Relativistische Herleitung der Lorentzkraft (Tafel)

Herleitung Übertragungsfunktion Tiefpass und Hochpass. Lorentzkraft aus Relativistik, Transformation von E und B-Feldern, Feld einer bewegten Ladung.

- Hochpass und Tiefpassschaltung

- Kräfte zwischen Leitern

Danach: Besprechung Hausaufgabe ED 5 (Tafel)


Fr 24.7. Fragestunde, Bonusexperimente Elektromagnetismus, Überraschung

(Fragen per email an dieter.braun@lmu.de vor der Vorlesung)

- Bonusexperimente

- Fragen und Antworten

- Überraschung !

 

Mo. 3.8. Klausur Elektrodynamik (PDF)

Zeit: 9.15 - 10.45

Ort:

M018 (Nachnamen A-G),

M118 (Nachnamen H-N),

M218 (Nachnamen O-Z)

Erlaubte Hilfsmittel:

- Taschenrechner

- Formelsammlung der Klausur
- Alle Bücher, Lehrbücher, Vorlesungsaufschrieb, eigene Formelsammlung etc.
- Wg. Chancengleichheit: keine Notebooks oder Online-Tools, kein Handy ;)

 

Vorläufige Noten der Klausur (PDF, Stand 5.8.)
[Bestanden mit >=15 Punkten, 1.0 ab 35 Punkten]

 

Do 6.8. Besprechung und Einsicht in die E-Dynamik-Klausur

Zeit: 9.30-12.00

Ort: E7

 

Note nach den ersten zwei Klausuren (PDF, Stand 7.8.)

 

Mo 12.10. Nachholklausur Thermodynamik und E-Dynamik (PDF)

Zeit: 8.15-9.45 (Nachholklausur)

Ort: Großer Physikalische Hörsaal

Erlaubte Hilfsmittel:

- Taschenrechner

- Formelsammlung der Klausur
- Alle Bücher, Lehrbücher, Vorlesungsaufschrieb, eigene Formelsammlung etc.
- Wg. Chancengleichheit: keine Notebooks oder Online-Tools, kein Handy ;)

 

Vorläufige Notenliste Nachholklausur (vom 12.10., PDF)

 

Finale Notenliste (16.10. PDF)

 

Besprechung am nachfolgenden Freitag 16.10. um 10.15 im B-138 in der Theresienstraße.

 

(Für die Vorlesung müssen in der Summe mindestens zwei der drei Klausuren bestanden werden. D.h. der beste ungerundete Notenschnitt von zwei Klausuen ergibt die Endnote.)

 

Leider habe ich immer noch keinen Login für die notorisch schwierige Notendatenbanksoftware vom Referat 6.3 bekommen - wenn nötig einfach die benoteten Scheine direkt abholen:
Scheine gibt es ab 23.10. bei Sabine Faust, der Sekretärin von Prof. Hermann Gaub in der Amalienstr. 54 im ersten Stock.

Verantwortlich für den Inhalt: Dieter Braun