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EP3: Physik für Lehramt im Nebenfach – Übersicht

  • Übersicht

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

Informationen zur Vorlesung

Zeit und Ort

Mi 14.15-16.00 Schellingstr. 3(S), 005
Do 12.15-14.00 Kleiner Physikalische Hörsaal [N020]

Übungsleitung:

Maren Funk (maren.funk@physik.lmu.de), und Christof Mast (christof.mast@physik.lmu.de). Telefon 089 2180 1484. Übung Mi 15.15 - 16.00 in HS 005 (Schellingstr. 3)

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Klausur:
Do 9.2. 12.15 - 13.45 im kleinen Physikhörsaal [N020]
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Inhalt der Vorlesung:

19.10 Einführung in Optik und Besprechung des Vorlesungsinhalts

20./26.10. Überblick Optik.

Wellenmechanik, Geometrische Optik, Quantenoptik. Grundlegende Prinzipien: Fermat, Huygens, Farben, Atome und Strahlung, Quantenelektrodynamik: Coulombfeld als Austausch virtueller Photonen. Abbildungen: Brechungsgesetz mit Huygens. Experimente: Magnettafel, Farbfolien und Lichtstrahlen, Photonenzähler

27.10./2.11. Grundlagen Wellen 1.
Einfachste Wellengleichung. Motivation der Terme. Lösungen ebene Welle und Kugelwelle. Imaginäre E-Funktion. Überlagerung. Wellenpaket. Fouriertransformation an Beispielen. Experiment: Wellenwanne mit unterschiedlichen Tupfern

Übungsblatt 1

3.11./9.11. Grundlagen Wellen 2.
Elektromagnetische Wellengleichung aus Maxwellgleichung motivieren. Polarisation. Evanszente Wellen. Quantenmechanische Wellengleichung. Akustische Wellen. Wärmewellen. Experiment: Polarisation. Lichtgeschwindigkeit (Puls)

Übungsblatt 2

10./16.11. Interferenz und Beugung 1.
Newton-Ringe, Seifenhaut, Michelson-Interferometer, Interferenz am Doppelspalt. Experimente:Newton-Ringe, Seifenhaut, vergütete Platte (in Durchlicht und Reflexion), Michelson-Interferometer (Weißlicht und Monochromatisch/grün)

Übungsblatt 3

17./23.11. Interferenz und Beugung 2.
Einfachspalt, Mehrfach- und Einfachspalt, Beugungslimitierung der Abbildung, Beschreibung mit Fouriertransformation, Interferenz als Übergang zur geometrischen Optik. Experimente:Einfachspalt, Doppelspalt, Dreifachspalt, Gitter, Doppelspalt in der Wellenwanne.

Übungsblatt 4

24./30.11. Geometrische Optik 1.
Licht in Medien, Reflexion, Polarisation durch Reflexion, Abbildung und Bildkonstruktion einer Linse. Experimente: Brewsterwinkel, Abbildung (Kerze, Hohlspiegel, virtuell und reell, Zwischenbilder). Webseite mit Linsen-Applet.

Übungsblatt 5

1./7.12. Geometrische Optik 2.
Hohlspiegel, sphärische Aberration, Auge, Fehlsichtigkeit, Lupe, Mikroskop, Auflösungslimitierung eines Mikroskops. Experimente: Magnettafel (Hohlspiegel, Linse mit sphärischer Aberration), Lupe (Klapplinse), Mikroskop (mit Zwischenbild).

Übungsblatt 6

8./14.12. Welle und Teilchen 1.
Rayleigh Streuung, Spektrallinien, Anregungen des Wasserstoffatoms, Brechungsindex im mikroskopischen Bild.
Experimente:Sonnenaufgang, Wasserstofflampe, Balmerserie.

Übungsblatt 7

15./21.12. Welle und Teilchen 2.
Licht als Teilchen: der photoelektrische Effekt, Compton-Streuung, Experimente:Photoeffekt (LED).

Übungsblatt 8

22.12./11.1. Relativitätstheorie.
Lorentz-Transformation, auch geometrisch als inverse Drehung. Anwendung: Magnetfeld ist relativistischer Effekt. Experimente: Anziehung zweier Drähte.

Übungsblatt 9

12./18.1. Transport und Diffusion.
Transportgleichungen und Erhaltungsgleichung => Diffusionsgleichung. Typische Lösungen: Gauß, lineares Profil in stationären Zustand. Anwendung: Teilchen, Wärme, Impuls (=Hydrodynamik). Abschätzung der Zeitskalen. Experimente: Diffusion, Wärmeleitung

Übungsblatt 10

19./25.1. Thermodynamik 1.
Arbeit und Wärme im atomaren Bild. Gleichverteilungssatz. Vom idealen Gas zum van der Waals-Gasgesetz => Phasenübergang Gas-Flüssig-Fest. Experimente: Federpendel

Übungsblatt 11

26.1./1.2. Thermodynamik 2.
Thermodynamische Potentiale. Intensive und Extensive Variablen. Was ist Entropie? Mikroskopisches Bild und 2. Hauptsatz. Integration über die Temperatur. Beispiel Mischungsentropie und Herleitung des chemischen Gleichgewichts.

Übungsblatt 12

2.2. Anwendungen der Optik in der Biotechnology.
Fluoreszenz. NanoTemper, Third generation sequencing, Einzelmoleküldetektion. Wie man das Auflösungslimit schlagen kann. Vergleich: Elektronenmikroskop.
Experimente:Fluoreszenzmikroskop, Lichtquellen, Detektoren, Kameras.

8.2. Fragestunde

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Klausur:
Do 9.2. 12.15 - 13.45 im kleinen Physikhörsaal [N020]
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Klausur zum herunterladen

Abholung der Scheine (Noten wurden weitergeleitet, aber wer weiß...)
im Labor Braun unter der Werkstatt (siehe homepage)

Nachholklausur: 16.4. um 11.00, (schriftlich). Ort: H537, Schellingstr. 4, 5. Stock.
(bei Unklarheiten, davor in unserem Labor vorbeischauen).

Vorläufige Ergebnisse (Stand 10.2.2012):

Endziffern der
Matrikelnummer:
034
Note:
1.7
040 1.3
043 1.0
052 1.7
064 nicht bestanden
080 3.3
086 3.3
098 3.3
135 nicht bestanden
164 nicht bestanden
176 2.7
217 4.0
276 3.7
335 3.3
359 nicht bestanden
362 3.3
383 2.3
391 3.7
420 nicht bestanden
477 3.7
517 1.0
545 2.7
569 3.0
579 2.3
593 nicht bestanden
602 2.3
642 3.0
697 3.0
711 3.3
757 nicht bestanden
763 4.0
768 2.7
794 1.7
805 3.0
807 2.0
814 1.7
854 1.7
960 3.0
961 1.3
970 2.7
983 4.0
998 2.3

Ergebnisse der Nachholklausur
(Besprechung und Einsicht Do 19.4. um 9.30, Seminarraum Gaub Amalienstr. 54, 1. Stock)

Mat#

Note

064

4.0

135

nicht bestanden

164

nicht bestanden

420

3.0

593

nicht bestanden

757

2.0

505

3.3

 

Verantwortlich für den Inhalt: Dieter Braun