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EP3: Physik für Lehramt im Nebenfach und Nebenfach Physik – Übersicht

  • Übersicht

Experimentalphysik für Studierende des Lehramts (Physik als Unterrichtsfach (nicht vertieft)) und Studierende mit Physik als Nebenfach

Informationen zur Vorlesung

Zeit und Ort

Zeit: Di 12-14 Uhr c.t.
Ort: Kleiner Physik-Hörsaal [N020, Geschw.-Scholl-Pl. 1]

Übungsleitung:

Maren Funk, Christoph Oriefe (christoph.oriefe@physik.uni-muenchen.de) und Christof Mast (christof.mast@physik.uni-muenchen.de). Telefon 089 2180 1484.

Der Übungsbetrieb beginnt am Dienstag, 2. November.

Ort und Zeit der Übung:

Montag 8:30 - 9:30 im kleinen Physikhörsaal [N020]

Dienstag 10:30 - 11:30 im B 005, Theresienstr. 37


Klausur:

Die Klausur findet am Dienstag 8.02.2010 (12.15-13.45) im kleinen Physikhörsaal [N020] statt.

Erlaubte Hilfsmittel: Taschenrechner, Formelsammlung: ein handbeschriebenes Blatt (Din A4). Ein Lichtbildausweis ist mitzubringen!

 

Inhalt:

 

19.10.

Kurzer Überblick über die Vorlesung: Geometrische-/Wellen-/Quantenoptik mit einführenden Experimenten [Beugung, Photonenzählen, Farbmischung]

Abbildungen: Young Experiment, Brechung mit Huygens

Termine, Details zu Übungen und Klausur.

 

26.10.

Licht in Medien, Reflexion, Dispersion, Polarisation durch Absorption. Experimente: Lichtgeschwindigkeit (Puls), Magnettafel (Reflexion, Brachung, Totalreflexion, Lichtleiter, Dispersion/Prisma), 1GHz mit Gitter.

Übungsblatt 1

 

2.11.

Polarisation durch Reflexion, Geometrische Optik, Hohlspiegel, Abbildung, Bildkonstruktion, Aberrationen. Experimente: Brewsterwinkel, Abbildung (Kerze, Hohlspiegel, virtuell und reell, Zwischenbilder), Magnettafel (Hohlspiegel, Linse mit sphärischer Aberration). Webseite mit Linsen-Applet.

Übungsblatt 2

 

9.11.

Optische Instrumente, Wiederholen Aberration, Auge, Fehlsichtigkeit, Lupe, Mikroskop, Teleskop. Experimente: Magnettafel: zwei Linsenkonfigurationen, Abbildung (Kerze Linse, Schirm, auch virtuell), Astigmatismus (Kerze, Linse drehen), Lupe (Klapplinse), Mikroskop (mit Zwischenbild), 3 Fernrohre. Übungsblatt 3

 

16.11.

Interferenz und Beugung. Interferenz, Newton-Ringe, Seifenhaut, Michelson-Interferometer, Interferenz am Doppelspalt. Experimente: Newton-Ringe, Seifenhaut, vergütete Platte (in Durchlicht und Reflexion), Michelson-Interferometer (Weißlicht und Monochromatisch/grün), Wellenwanne: Doppelspalt, d.h. 2 Tupfer (Frequenzänderung, Gangunterschied).

Übungsblatt 4 (korrigierte Fassung; Aufgabe 3 war fehlerhaft)

 

23.11.

Einfachspalt, Mehrfach- und Einfachspalt, Beugungslimitierung der Abbildung, Auflösungslimitierung eines Mikroskops. Experimente: Einfachspalt, Doppelspalt, Dreifachspalt, Gitter, Kreuzgitter, Abbé'sche Mikroskoptheorie. Maxwell als Grundlage der Optik. Maxwell-Gleichungen und Wellengleichung. Lösungen der Wellengleichung.

Übungsblatt 5

 

30.11.

Wiederholung Wellengleichung. Energie und Impuls von Licht. Poynting Vektor. Strahlungsdruck. Reflexionsgesetze abgeleitet von Maxwell. Fresnel'sche Formeln. Experimente: Video Optical Trapping, Magnettafel Brechung und Reflexion auch mit Intensität qualitativ.

Übungsblatt 6 (korrigierte Fassung; bei Aufgabe 2 hatte sich der Fehlerteufel eingeschlichen)

 

7.12.

Quantenmechanische Grundlagen. Phänomenologisch und historisch hin zur Schrödingergleichung. Doppelspaltexperiment mit Teilchen. Welle-Teilchen-Dualismus.

Übungsblatt 7

 

14.12.

Schrödingergleichung, Teilchen als Welle, Kastenpotential, Potentialstufe, Laser. Schwarzkörperstrahlung. Experimente: Schwarzer Strahler (3 Kurven).

Übungsblatt 8

 

21.12.

Licht als Teilchen: der Photoelektrische Effekt, Compton-Streuung, Wasserstoffatom, Spektrallinien. Experimente: Photoeffekt (LED), Balmerserie mit Ocean, Franck-Hertz mit Neon.

Übungsblatt 9

 

11.1.

Welleneigenschaften des Elektrons. Energiequantisierung, Welle-Teilchen-Dualismus, Heisenberg'sche Unschärferelation, Wellenpakete, Gruppen- und Phasengeschwindigkeit. Informationsausbreitung. Experimente: Elektronenbeugung, Gruppen- und Phasengeschwindigkeit.

Übungsblatt 10

 

18.1.

Brechungsindex: das mikroskopische Bild. Rayleigh-Streuung. Evaneszente Wellen. Plasmonenresonanz. Experimente: Sonnenaufgang, Evaneszente Welle (Mikrowellen).

Übungsblatt 11

 

25.1.

Warum das Magnetfeld ein relativistischer Effekt ist. Experimente: Lorentzkraft zwischen stromführenden Drähten. Kein Übungsblatt.


1.2.

Fragestunde und Anwendungen der Optik in der Biologie/Biophysik. Wiederholung. Experimente: Fluoreszenzmikroskop, Lichtquellen, Detektoren, Kameras.

 

8.2. Klausur

 

Ergebnisse:

Mat#    Endnote

0067    1.0
8847    1.0
2549     1.0
0007     1.0
9778     1.0
0105     1.7
3796     2.0
0421     2.0
2161    2.3
2648     2.7
0610     2.7
8145    3.0
4050     3.3
1774     3.7
0752     nicht best.
5225    nicht best.

15.2. Besprechung, Rückgabe und Einsicht

Alternativ: Einsicht in die Klausur bis Ende Februar im Labor Braun

Verantwortlich für den Inhalt: Dieter Braun