Fakultät für Physik
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E2-E2p: Experimentalphysik 2 – Übersicht

Themen: Wärmelehre und Elektrizitätslehre

 

Gemeinsame Lehrveranstaltung:

Lehrveranstaltung E2: 4V + 2 Ü für Studiengang Physik (Bachelor)

Lehrveranstaltung E2p: 3V + 1 Ü für Studiengänge Physik-Plus (Bachelor)

 

Vorlesung: Di. 12:15 bis 13:45 und Fr. 8:15 bis 9:45, Großer Physik-Hörsaal

Übungen: etwa 20 Gruppen

 

E2-Team:

Vorlesung: Prof. Dr. R. Kersting, LS für Photonik und Optoelektronik

Übungsleitung: Dr. Sergei Winitzki

Übungen: etwa 15 Tutoren

Experimente: Paul Koza

 

Literatur zur Wärmelehre / Elektrizitätslehre:

1. W. Demtröder, Experimentalphysik 1: Mechanik und Wärme, Springer (empfohlen zur Vorlesungsbegleitung)

2. W. Demtröder, Experimentalphysik 2: Elektrizität und Optik, Springer (empfohlen zur Vorlesungsbegleitung)

3. D.C. Giancoli, Physics, Prentice Hall (Grundlagen, aber nicht ausreichend)

4. D.V. Schroeder, Intoduction to thermal physics, Addison Wesley (weiterführend)

5. D.J. Griffiths, Introduction to electrodynamics, Pearson (weiterführend, sehr empfehlenswert)

 

Geplante Themen zur Wärmelehre:

1. Kinetisches Gasmodell, Demtröder I, Abschn. 7 bis 7.3.3, mikroskopische und makroskopische Betrachtung, Druck, Kompressibilität, barometrische Höhenformel, ideale Gase, absolute Temperatur, Äquipartitionstheorem

2. Maxwell-Boltzmann-Verteilung, Demtröder I, Abschn. 7.3.4 bis 7.4.1, Maxwell-Boltzmann'sche Geschwindigkeitsverteilung, Molekularstrahlen, Streuung, Stoßquerschnitt, freie Weglänge

3. Temperatur, Demtröder I, Abschn. 10 bis 10.1.4, Definition, Nullter Hauptsatz, Temperaturskalen, Ausdehnung, Messung der Temperatur

4. Wärme, Demtröder I, Abschn. 10.1.5 bis 10.1.11, Wärmeäquivalent, spezifische Wärme, innere Energie, Freiheitsgrade, Verdampfungswärme, Schmelzwärme

5. Wärmetransport, Demtröder I, Abschn. 7.5.3 & 10.2, Wärmeleitung, Konvektion, Wärmestrahlung, Isolierung

6. Zustandsänderungen, Demtröder I, Abschn. 10.3 bis 10.3.3, Zustandsgrößen, Erster Hauptsatz, Isotherme, Isochore, Isobare, Adiabate

7. Kreisprozesse, Demtröder I, Abschn. 10.3.4 bis 10.3.8 und 10.3.14, Carnot-Prozess, Reversibilität, Entropie, Wärme-Kraft-Maschinen, Kältemaschinen, Zweiter HS, Dritter HS

8. Reale Gase, Demtröder I, Abschn. 10.4 bis 10.4.2, Eigenvolumen, Binnendruck, Van-der-Waals-Gleichung, Joule-Thomson-Prozess, Clausius-Clapeyron-Gleichung, van't-Hoffsche-Gleichung

9. Phasen, Demtröder I, Abschn. 10.4.2 bis 10.4.3, Phasengleichgewichte, Tripelpunkt, (nur E2: Lösungen, Osmose, Raoult'sches Gesetz)

10. Vakuumphysik, Demtröder Kapitel 9 (nur E2), Vakuumbereiche, Strömungen, Leitwerte, Pumpen, Druckmessgeräte

 

Geplante Themen zur Elektrizitäslehre:

11. Elektrostatik, Demtröder II, Abschnitt 1 bis 1.2, Ladungen, elektr. Feld, elektr. Fluss, Gauß'scher Satz

12. Anordnungen von Ladungen, Demtröder II, Abschnitt 1.3 bis 1.4, elektr. Potential, Poisson-Gleichung, Dipole

13. Elektrostatik der Materie, Demtröder II, Abschnitt 1.5 bis 1.8, Metalle, Influenz, Spiegelladungen, Kondensatoren, Dielektrika, Polarisierungsdichte, Verschiebungsdichte

14. Stationäre Ströme, Demtröder II, Abschnitt 2 bis 2.5, Ladungserhaltung, Widerstände, Netzwerke, Messmethoden

15. Leitung in Lösungen und Gasen, Demtröder, Abschnitt 2.6 bis 2.9 (nur E2), Ionenleitung, Elektrolyte, Gasentladungen, galvanische Elemente und Akkumulatoren, Kontaktpotential, Peltier-Effekt, Seebeck-Effekt

16. Magnetostatik, DemtrÄ oder II, Abschnitt 3 bis 3.2, Permanentmagnete, Induktion, Ampere'sches Gesetz, Biot-Savart-Gesetz, Vektorpotential

17. Materie im magn. Feld, Demtröder II, Abschnitt 3.3 bis 3.5, Lorentzkraft, Hall-Effekt, Diamagnetismus, Paramagnetismus, Ferromagnetismus

18. Elektrodynamik, Demtröder II, Kapitel 4, Faraday'sches Induktionsgesetz, Lenz'sche Regel, Selbstinduktion, Verschiebungsstrom, Maxwell'sche Gleichungen

19. Quasistationäre Vorgänge, Demtröder II, Kapitel 6, Schaltvorgänge, Schwingkreise, (Filter, Netzwerke nur E2)

20. Offene Schwingkreise, Demtröder II, Abschnitt 6.4 bis 7.1, Vektorpotential, Hertz'scher Dipol, (Abstrahlcharakteristik, Spektrum, Strahlungsdämpfung nur E2)