E2-E2p: Experimentalphysik 2 – Übersicht

Themen: Wärmelehre und Elektrizitätslehre

Gemeinsame Lehrveranstaltung:

Lehrveranstaltung E2: 4V + 2 Ü, 9 Credits,

        für Studiengang Physik (Bachelor) und Lehramt Gymnasium

Lehrveranstaltung E2p: 3V + 1 Ü, 6 Credits

        für Studiengänge Physik-Plus (Bachelor) und als Nebenfach

Vorlesung: Mo. 8:15 bis 9:45 und Do. 8:15 bis 9:45, Großer Physik-Hörsaal

Übungen: etwa 20 Gruppen

Zentralübung: Di. 16:15 bis 17:45, H030

Sprechstunde:  Do. 15:00 - 15:45 in Raum 309, Amalienstr. 54, 3. Stock. Um Anmeldung per Email wird gebeten.

E2-Team:

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

Übungsleitung: NN

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. Halliday, Resnik, Walker, Fundamentals of Physics, (Grundlagen, viele Übungsaufgaben, aber nicht ausreichend)

5. D.V. Schroeder, Intoduction to Thermal Physics, Addison Wesley (weiterführend)

6. D.J. Griffiths, Introduction to Electrodynamics, Pearson (weiterführend, sehr empfehlenswert)

Geplante Themen zur Wärmelehre:

1.  Maxwell-Boltzmann-Verteilung, Demtröder I, Abschn. 7.3.4 bis 7.4.1 (Wiederholung, nicht für E2p),  Mikroskopische und makroskopische Betrachtung, Maxwell-Boltzmann'sche Geschwindigkeitsverteilung, Molekularstrahlen, Streuung, Stoßquerschnitt, freie Weglänge

2. Ideale Gase, Demtröder I, Abschn. 7 bis 7.3.3, Druck, Kompressibilität, barometrische Höhenformel, ideale Gase, absolute Temperatur, Äquipartitionstheorem

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, Demtröder 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)