Vorlesung mit Demonstrationsexperimenten. Übungen in kleinen Gruppen.
Einführung in die Elektrizitätslehre, Magnetismus und Optik: Elektrostatik (Ladung, Feld, Potential), Kapazität, elektrische Ströme und Leitfähigkeit, statische Magnetfelder, Materie im elektrischen und magnetischen Feld, zeitlich veränderliche Felder und Ströme, Maxwell-Gleichungen, elektromagnetische Wellen, geometrische Optik, optische Instrumente, Interferenz und Beugung.

Literatur: z.B.: Bergmann-Schaefer (Bd. 2 u. 3), Gerthsen (21. Auflg.), Demtröder, Alonso-Finn, Halliday/Resnick, Tipler oder Giancoli Kommentare zur Literatur werden zum Vorlesungsbeginn bekannt gegeben.

Terminhinweis:

Anmeldung (18.01.21 - 28.02.21) nur Online siehe:
https://www.physik.fu-berlin.de/studium/lehre/gp/
ACHTUNG: Zusätzlich Anmeldung im Campusmanagement zu Semesterbeginn.

Eingangsveranstaltung (Anwesenheitspflicht, Online): Fr 16.04.21, 9:30 - 13:00
Die Zugangsdaten für die Online-Veranstaltung werden vor der Veranstaltung angemeldeten Studierenden zugänglich gemacht.     

Kurse:
Die Kurse beinhalten Online-Lehreinheiten in Kleingruppen, Heimversuche und Präsenztermine im Physikalischen Grundpraktikum (Schwendener Straße 1),
1. Praktikumstermin (Online) 23.04.2020, Zeitfenster 9:00 - 13:00
Die Kleingruppen treffen sich einmal pro Woche in einem Webex Meeting (Zeitfenster in Wochen ohne Präsenztermin:  Fr. 9:00 - 13:00). Die Aufgabenstellungen werden wöchentlich in Blackboard freigeschaltet.
Der detaillierte Praktikumsablauf der einzelnen Kleingruppen kann dem Kursplan auf der Internet Seite des Physik Praktikums entnommen werden.  Der Kursplan wird laufend den aktuellen Gegebenheiten angepasst.

Hausarbeit:
Online-Übung zur Fehlerrechnung (am 26.03.21 muss die Übung soweit bearbeitet sein, dass 1 Punkt erreicht ist. Eine vollständig richtige Bearbeitung der Übung, d.h. 5 Punkte, muss bis spätestens zum ersten Versuch am 30.04.21 vorliegen). Die Online-Übung zur Fehlerrechnung ist auf der Internet Seite des Physik Grundpraktikums verlinkt.

Inhalt:
Selbständiges Arbeiten der Studierenden in Gruppen von bis zu 8 Studierenden unter Anleitung einer Tutor*in.
1 Übungstermin und 8-9 Versuchstermine. Einführung in die experimentellen Arbeitsmethoden der Physik und kritisch quantitatives und wissenschaftliches Denken: Konzeption und Messmethodik, Messtechnik, statistische Auswertemethoden (Fehlerrechnung), kritische Bewertung und Diskussion der Ergebnisse, Dokumentation der Versuchsdurchführung, schriftliche Darstellung

Weitere Informationen siehe:
http://www.physik.fu-berlin.de/studium/lehre/gp

Terminhinweise:
Anmeldung (18.01.21-28.02.21) nur Online siehe:
http://www.physik.fu-berlin.de/studium/lehre/gp/
ACHTUNG: Zusätzlich Anmeldung im Campusmanagement zu Semesterbeginn.

Einführungsveranstaltung(Anwesenheitspflicht, Online) in das Computerpraktikum und den Laborpraktikumskurs,
BEGINN: Mo 12.04.21, 8:30 - 10:00 Uhr
Die Zugangsdaten für die Online-Veranstaltung werden vor der Veranstaltung angemeldeten Studierenden zugänglich gemacht.

Kurse:
Die Kurse beginnen in der erste Woche mit dem Computerpraktikum und starten in der zweiten Woche mit Online-Lehreinheiten in Kleingruppen, Heimversuchen und Präsenztermine im Physikalischen Grundpraktikum (Schwendener Straße 1)

Computerpraktikum:
Beginn 12.04.2021, 8:30 - 10:00 (s. oben Einführungsveranstaltung)
Die Studierenden müssen an 2 - 3 etwa einstündigen Online Meetings teilnehmen, die nach Vereinbarung zwischen 9:00 und 18:00 in der Woche vom 12-16.04.2021 stattfinden.

1. Praktikumstermin (Online) 21.04.2021, Zeitfenster 14:00 - 18:00

Die Kleingruppen treffen sich einmal pro Woche in einem Webex Meeting (Zeitfenster in Wochen ohne Präsenztermin:  Mi. 14:00 - 18:00). Die Aufgabenstellungen werden wöchentlich in Blackboard freigeschaltet.
Der detaillierte Praktikumsablauf der einzelnen Kleingruppen kann dem Kursplan auf der Internet Seite des Physik Praktikums entnommen werden.  Der Kursplan wird laufend den aktuellen Gegebenheiten angepasst.

Inhalt:
Selbständiges Arbeiten der Studierenden in Gruppen von bis zu 8 Studierenden unter Anleitung einer Tutorin / eines Tutors. Computerpraktikum und 8-9 Versuchstermine. Einführung in die experimentellen Arbeitsmethoden der Physik und kritisches quantitatives und wissenschaftliches Denken: Konzeption und Messmethodik, Messtechnik, statistische Auswertemethoden (Fehlerrechnung), kritische Bewertung und Diskussion der Ergebnisse, Dokumentation der Versuchsdurchführung, schriftliche Darstellung von Thema, Auswertungen und Ergebnissen (Bericht).

Literatur:

• Gerthsen: "Physik"
• Bergmann-Schäfer: Bd. 1 u. 2, Eichler, Kronfeld, Sahm: "Das neue Physikalische Grundpraktikum"
• Einführende, allgemeine Lehrbücher der Physik.

Praktikumsskript:Grundpraktikum

Weitere Informationen siehe:
http://www.physik.fu-berlin.de/studium/lehre/gp

Inhalt:
Die Praktikumsversuche befassen sich mit grundlegenden Messverfahren der Experimentalphysik. Die Studierenden sollen anspruchsvolle physikalische Messverfahren und die Verschiedenartigkeit der experimentellen Methoden und Fragestellungen kennen lernen. Sie sollen die Fähigkeit erwerben, sich ein neues Arbeitsgebiet in kurzer Zeit anhand von Literatur zu erschließen.

Art der Durchführung
6 eintägige Versuche, ausgeführt in Zweiergruppen jeweils mittwochs. Räume: 0.4.02, 0.4.57, 0.4.07, 0.4.09, 0.1.29, T 0.1.01a

Inhalt:

o Bindungsverhältnisse im Festkörper

o Kristallgitter, Kristallstrukturbestimmung, Röntgenbeugung, reziprokes Gitter

o Gitterschwingungen, spezifische Wärmekapazität von Gitterschwingungen, Einstein-Modell, Deybe-Modell

o Elektronen im Festkörper, freies Elektronengas im periodischen Gitter, Wärmekapazität von Metallelektronen

o Bandmodell, quasi-freie Elektronen, stark gebundene Elektronen

o elektrische Leitfähigkeit von Metallen

o Halbleiter, p-n-Übergang

o Magnetismus

o H. Ibach, H. Lüth, "Festkörperphysik", Springer
o Ph. Hofmann, "Solid State Physics", Wiley-VCH
o K. Kopitzki, P. Herzog, "Einführung in die Festkörperphysik", Teubner
o C. Kittel, "Einführung in die Festkörperphysik", Oldenbourg-Verlag

Tutorien dienen zur Vertiefung des Vorlesungsstoffes.

Auch wenn die Abgabe der Übungsblätter in Gruppen erlaubt ist, ist es für das Ausbilden des physikalischen Denkens sehr wichtig, zunächst die Übungsblätter alleine zu lösen zu versuchen.

Jede Erkenntnis, die man sich unabhängig erarbeitet hat, erhöht unmittelbar die Kompetenz zum Problemlösen und vertieft das physikalische Verständnis.

Diskussionen in Gruppen sind auf der anderen Seite ebenfalls sehr wichtig, um die Kompetenz zum sachgerechten Formulieren physikalischer Fragestellungen sowie zum korrekten Erklären physikalischer Sachverhalte zu vertiefen.

Inhalt:

Atome in elektrischen und magnetischen Feldern, Fein- und Hyperfeinstruktur, Absorption und Emission elektromagnetischer Strahlung, Laser, spektroskopische Methoden, Born-Oppenheimer-Näherung, Kernbewegung: Oszillation und Rotation, strahlungslose Prozesse, chemische Bindung, Molekularorbitale, Franck-Condon-Prinzip, van der Waals-Wechselwirkung, quantenchemische Methoden.  

Literatur wird in der Veranstaltung bekannt gegeben

Sonstige Bemerkungen:

Die regelmäßige Bearbeitung der Übungsblätter und die aktive Teilnahme an den Übungsgruppen ist für den Lernerfolg und zur Erlangung der Scheine erforderlich.

Zielgruppe:

Studierende im Bachelorstudiengang Physik (Pflichtmodul).

Voraussetzungen:

Zugangsvoraussetzungen: keine
Empfohlene Module: Einführung in die Physik, Elektrodynamik und Optik und insbesondere Quantenmechanik (sehr hilfreich)

Inhalt:

Analytische Mechanik: Lagrange- und Hamilton-Mechanik, kleine Schwingungen, Kontinuumsmechanik

Statistische Mechanik: Mittelwerte, Ensembles, Boltzmann-Verteilung, Ideales klassisches Gas, Entropie, Verbindung zur Thermodynamik, Brownsche Bewegung

Übungen in kleineren Gruppen

Literatur: Wird zu Beginn der Vorlesung angegeben

Zielgruppe: Studenten/innen der Physik (Bachelor), Geophysik im 2. o. 3. Semester

Inhalt:
Der Stoffplan kann im Netz unter Studium/Bachelor of Science eingesehen werden.

Wird in der Vorlesung angegeben. Die Literaturliste finden Sie außerdem in Blackboard.

Der Kurs verwendet Blackboard. Bitte melden Sie sich im Campus-Management für die Lehrverstanstaltung an, um Zugang zum Blackboard-Kurs zu erhalten.

Zielgruppe: Studierende im Grundstudium

Voraussetzungen: Vorlesungen Theoretische Physik 1 und 2

Content:
Physics often uses the language of mathematics to describe nature. The course "Mathematics for Physicists" is intended to provide the necessary basics and tools from mathematics. The first part deals with sets and figures, bodies, real numbers, functions, sequences and limits, series, convergence criteria, continuity, derivations, differentiation rules, mean value theorem, Taylor series, Riemann integral, basic functions and main theorem, integration methods, inauthentic integrals, trigonometric series.

Target group:
Physics and meteorology students from the 1st semester onwards

Requirements:
Some school mathematics and interest

Literatur:
Kerner / von Wahl: Mathematik für Physiker, Springer Verlag.
Fischer/Kaul: Mathematik für Physiker 1, Vieweg.

Organisation der Materie im Universum, Entwicklung der astronomischen Welterkenntnis, Klassische Astronomie, Planetensysteme, Wechselwirkung Strahlung - Materie, Physik der Sterne, Hierarchie der Strukturen und Gleichgewichtszustände, Bau der Milchstraße, Galaxien, Kosmologie.

• H. Karttunen, P. Kröger, H. Oja, M. Poutanen, K.J. Donner: "Fundamental Astronomy", Springer-Verlag Berlin
• A. Unsöld, B. Baschek: "Der neue Kosmos", Springer-Verlag, Berlin,
• B.W. Carroll, D.A. Ostlie: "An introduction to modern astrophysics", Addison Wesley, San Francisco
• H.H. Voigt, H.-J. Röser, W. Tscharnuter (Eds): "Abriss der Astronomie", Wiley-VCH, Weinheim

Begleitend zu dieser Vorlesung gibt es „Übungen zur Einführung in die Astronomie und Astrophysik“, (Termine: Mittwochs 10.00 – 12.00 Uhr und Mittwochs 12.00 – 14.00 Uhr). Anmerkung: Begrenzte Anzahl der Übungsplätze! Übungsplätze werden in Reihenfolge der Anmeldung vergeben. Anmeldung erfolgt per E-Mail an:uebung-fu@astro.physik.tu-berlin.de vom 01.04. bis 16.04.2021 unter Angabe des Wunschtermins.

Inhalt:

Aufsuchen astronomischer Objekte, Massenbestimmung von Doppelsternen, Klassifikation von Sternspektren, Bestimmung der Entfernung und des Alters von Sternhaufen, Sternstromparallaxe der Hyaden, Beobachtungen am Teleskop

Anmerkungen

Begrenzte Anzahl der Übungsplätze! Übungsplätze werden in Reihenfolge der Anmeldung vergeben.

Anmeldung erfolgt per E-Mail an uebung-fu@astro.physik.tu-berlin.de vom 01.-16.04.2021 unter Angabe des Wunschtermins.

Zielgruppe:

Übung für Studierende, die das Modul "Einführung in die Astronomie und Astrophysik" im Bachelor-Studiengang wählen.

Voraussetzungen

Grundkenntnisse in Physik und Mathematik

Literatur wird in der ersten Vorlesung bekanntgegeben und kommentiert.

Inhalt

1. Elemente der Topologie.
2. Normierte und metrische Räume.
3. Offene Mengen, Konvergenz, abgeschlossene Mengen.
4. Stetigkeit, Kompaktheit.
5. Differentialrechnung mehrerer Veränderlicher.
6. Partielle, totale und stetige Differenzierbarkeit.
7. Satz über die Umkehrfunktion.
8. Satz über implizite Funktionen.
9. Iterierte Integrale.
10. Gewöhnliche Differentialgleichungen.

Homepage: Alle aktuellen Informationen zu Vorlesung und Übungen

Contents:

• Determinants
• Eigenvalues and eigenvectors: diagonalizability, trigonalizability, set of Cayley-Hamilton, Jordanian normal form
• Bilinear forms
• Vectorräume with scalar product: Euclidean, unitary vectorräume, orthogonal projection, isometries, self-adjusted images, Gram-Schmidt orthonormalization methods, major axis transformation

Prerequisites: Linear Algebra I

Literature:

Will be mentioned in the lecture.

See http://page.mi.fu-berlin.de/werner99/.

Numerical methods for: iterative solution of nonlinear systems of equations (fixpoint and Newton methods), curve fitting, interpolation, numerical quadrature, and numerics of ODE systems.

Stoer, Josef und Roland Bulirsch: Numerische Mathematik - eine Einführung, Band 1. Springer, Berlin, 2005.

Aus dem FU-Netz auch online verfügbar.

Link

Function theory is a classical field of mathematics, which deals with the properties of complex-differentiable functions on the complex number plane and has connections to algebra, analysis, number theory and geometry.

The concept of complex differentiability restricts real-differentiable functions from R2 to R2 to angle-preserving images. We will discover that complex-differentiable functions are quite rigid objects, but they are endowed with many amazing analytical, geometric, and visual properties.

A major result discussed in this lecture is Cauchy's integral theorem which states that the integral of any complexly differentiable function along a closed path in the complex plane is zero. We will see many nice consequences of this result, e.g. Cauchy's integral formula, the residual theorem and a proof of the fundamental theorem of algebra, as well as modern graphical representation methods.

Literatur:

E. Freitag and R. Busam 'Complex analysis', (Springer) 2nd Edition 2009 (the original German version is called 'Funktionentheorie')

Contents:

• Construction of stochastic processes;
• conditional expectation;
• martingales and Markov chains in discrete time;
• weak convergence;
• first time-continuous processes (in particular Brownian motion)

Prerequisite: Stochastics I  and  Analysis I — III.

Inhalt

• This course is the sequel of the course of Stochastics I. The main objective is to go beyond the first principles in probability theory by introducing the general language of measure theory, and the application of this framework in a wide variety of probabilistic scenarios.
  More precisely, the course will cover the following aspects of probability theory:
• Measure theory and the Lebesgue integral
• Convergence of random variables and 0-1 laws
• Generating functions: branching processes and characteristic functions
• Markov chains
• Introduction to martingales

Inhalt

Diese Vorlesung für das Bachelorstudium soll als natürliche Fortsetzung von Lineare Algebra I und II Fundamente legen für Vorlesungen/Zyklen wie Diskrete Geometrie, Algebraische Geometrie und Differenzialgeometrie.

Sie behandelt grundlegende Modelle der Geometrie, insbesondere

euklidische, affine, sphärische, projektive und hyperbolische Geometrie,Möbiusgeometrie, Polarität und Dualität Strukturgruppen, Messen (Längen, Winkel, Volumina), explizite Berechnungen und Anwendungen, Beispiele sowie Illustrationsthemen;

Dabei werden weitere Bezüge hergestellt, zum Beispiel zur Funktionentheorie und zur Numerik.

Literatur

1. Marcel Berger. Geometry I
2. David A. Brannan, Matthew F. Esplen, and Jeremy J. Gray. Geometry
3. Gerd Fischer. Analytische Geometrie
4. V.V. Prasolov und V.M. Tikhomirov. Geometry

http://www.physik.fu-berlin.de/studium/lehre/gp/projektpraktikum/index.html

Der CO₂-neutralen Energieversorgung in allen Bereichen (Stromversorgung, Mobilität, Heizung, Industrieanlagen) kommt eine Schlüsselrolle bei der Begrenzung globaler Klimaveränderungen zu. Hierbei ist die vollständige Umstellung (Energiewende) weg von der Nutzung fossiler Brennstoffe hin zu nachhaltigen Energietechnologien (Erneuerbare Energien) von zentraler Bedeutung. Nach einführender Diskussion der problematischen Nutzung fossiler Brennstoffe und der globalen Minimierung von Klimaveränderungen werden verschiedene Wege und Technologien der Umstellung auf Erneuerbare Energien thematisiert, mit Fokus auf die jeweiligen physikalischen Grundlagen. Hierbei ist das Erlernen von interaktiven Präsentationstechniken im Online-Rahmen ein wichtiges Ziel.

Physik ist in verschiedenste gesellschaftliche Zusammenhänge eingebunden und von kulturellen, historischen und politischen Kontexten geprägt. Begreift man die Praxis der Physik als Wissenschaftskultur oder auch Fachkultur, wird die Einbettung von Physik in diese Kontexte sichtbar und lässt sich wissenschaftlich erforschen. Das Seminar führt in Konzepte der Wissenschaftsforschung und der Gender Studies zur Physik ein, die eine Reflexion, Analyse und Diskussion dieser Zusammenhänge ermöglichen. Einen besonderen Fokus legen wir dabei auf Forschungen zu Physikerinnen, zu Geschlechterverhältnissen, aber auch zu anderen sozialen Ungleichheiten in der Physik.

Die Biophysik ist eine interdisziplinäre Wissenschaft, die sich mit der Anwendung physikalisch-chemisch-biologischer und theoretischer Methoden zur Erforschung elementarer und komplexer Lebensvorgänge befasst. Dabei kommen die modernsten experimentellen Techniken zum Einsatz. Ihre Themen umfassen alle Grössenordnungen (Atome bis Universum), Zeitskalen (Femtosekunden bis "Ewigkeiten") und reichen von der Entstehung des Lebens über den "Geist in der Materie" bis zur Exobiologie. Die gewonnenen Ergebnisse sind für die meisten unserer Lebensbereiche und für viele zukünftige Entwicklungen relevant.

Thema des Lehrseminars ist die Darstellung der grossen Gebiete der Biophysik sowohl in inhaltlicher wie auch methodischer Hinsicht exemplarisch anhand herausragender und/oder aktueller Forschungsthemen und Beispiele.

Mögliche Referatsthemen (z.B. aus den Bereichen Molekül-, Nano-, Membran-, Mechano-, Photo-, Neuro-, Medizin-, Theoretische-Biophysik) werden in der 1. Semesterwoche vom Dozenten vorgestellt, mit den Studierenden abgesprochen, wobei auch auf Wünsche eingegangen werden kann, und dann individuell vergeben.

Die Vorbereitung der Referate soll eine eigenständige Literaturrecherche beinhalten.

Die Vorträge werden dann ab der 3. oder 4. Semesterwoche gehalten und anschließend im Plenum diskutiert, wobei auf formale, inhaltliche und darstellerische Aspekte eingegangen wird.

Ziel der Veranstaltung ist das Erlernen und Verbessern von Techniken der wissenschaftlichen Recherche, Formulierung und Präsentation komplexer Themen in begrenzter Zeit, sowie die Gewinnung eines Überblicks über biophysikalische Fragestellungen und Anwendungen. Bedingt durch die Corona Pandemie wird auch auf die Erfordernisse von online Präsentationen verstärkt eingegangen, die auch in Zukunft im professionellen Umfeld eine grössere Rolle spielen dürften.

Literatur wird in der Veranstaltung individuell besprochen

In diesem Seminar werden Techniken zur Verbesserung von Vorträgen besprochen und geübt. Alle Teilnehmenden halten mehrere Vortäge von wenigen bis zu zehn Minuten, um durch Übung verschiedene Vortragsstile auszuprobieren und zu verbessern. Thema der Vorträge sind meistens spektroskopische Messmethoden. Eigene Vorlieben werden dabei unterstützt.

Der Erfolg des Seminars hängt maßgeblich von der Eigeninitiative ab und das Seminar ist sehr interaktiv angelegt.

Das Berufspraktikum zählt zum Studienbereich "Allgemeine Berufsvorbereitung" des Bachelorstudienganges Physik. Das Praktikum eröffnet den Studierenden einen Einblick in mögliche Berufs- und Tätigkeitsfelder und konfrontiert sie mit den Anforderungen der Praxis. Es muss in einem Zuge über Zeitraum von sechs Wochen abgeleistet werden. Wir empfehlen, dass Berufspraktikum für die vorlesungsfreie Zeit des vierten Semesters zu planen. Genauere Informationen über die Anforderung und den Ablauf des Berufspraktikums entnehmen Sie bitte der Homepage.
Berufspraktikum

Das Berufspraktikum zählt zum Studienbereich "Allgemeine Berufsvorbereitung" des Bachelorstudienganges Physik. Das Praktikum eröffnet den Studierenden einen Einblick in mögliche Berufs- und Tätigkeitsfelder und konfrontiert sie mit den Anforderungen der Praxis. Es muss in einem Zuge über Zeitraum von sechs Wochen abgeleistet werden. Wir empfehlen, dass Berufspraktikum für die vorlesungsfreie Zeit des vierten Semesters zu planen. Genauere Informationen über die Anforderung und den Ablauf des Berufspraktikums entnehmen Sie bitte der Homepage.
Berufspraktikum

Das Berufspraktikum zählt zum Studienbereich "Allgemeine Berufsvorbereitung" des Bachelorstudienganges Physik. Das Praktikum eröffnet den Studierenden einen Einblick in mögliche Berufs- und Tätigkeitsfelder und konfrontiert sie mit den Anforderungen der Praxis. Es muss in einem Zuge über Zeitraum von sechs Wochen abgeleistet werden. Wir empfehlen, dass Berufspraktikum für die vorlesungsfreie Zeit des vierten Semesters zu planen. Genauere Informationen über die Anforderung und den Ablauf des Berufspraktikums entnehmen Sie bitte der Homepage.
Berufspraktikum

Inhalt: Einführung in die Relativität, Elektrodynamik und Optik: Lorentz-Transformation, Elektrostatik, elektrische Ströme und Leitfähigkeit, statische Magnetfelder, Materie im elektrischen und magnetischen Feld, zeitlich veränderliche Felder, Maxwell-Gleichungen, elektromagnetische Wellen, geometrische Optik, Interferenz und Beugung.

Douglas C. Giancoli, Physik, Lehr- und Übungsbuch, 3. Auflage, Pearson Deutschland GmbH (2010)

Zielgruppe: Studierende Lehramt Physik, Geophysik und Meteorologie im 2. Semester

Übungen: Die aktive und regelmäßige Teilnahme an den Übungen ist Pflicht.
Nachweis: Das Teilmodul wird bescheinigt, wenn der Nachweis der aktiven und regelmäßigen Teilnahme an den Übungen vorliegt, sowie an der Klausur zur Vorlesung erfolgreich teilgenommen wurde.
Leistungspunkte: In den Bachelorstudiengängen werden 10 Leistungspunkte (LP) vergeben.
Anmeldung: im Campus Management und im KVV: https://kvv.imp.fu-berlin.de/ (beide erforderlich!)

Voraussetzungen: keine, empfohlen Grundlagen der Experimentalphysik 1 (für LAK und Meteo), Mathematische Ergänzungen 1.
Die Veranstaltung bildet zusammen mit der LV Mathematische Ergänzungen zur Experimentalphysik 2 (ME2) sowie den Übungen zu Grundlagen der Experimentalphysik 2 die zweite Hälfte des Moduls: Grundlagen der Experimentalphysik.

Vertiefung der Vorlesungsinhalte durch die Bearbeitung von Übungsaufgaben, Präsenzaufgaben, Tests, sowie eines Projektes

David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker, Stephan W. Koch, Physik, Bacherlor Edition, Wiley-VCH

Die Veranstaltung bildet zusammen mit der LV Mathematische Ergänzungen zur Experimentalphysik 2 (ME2) sowie der Vorlesung Experimentalphysik 2 die zweite Hälfte des Moduls: Grundlagen der Experimentalphysik.

Die Veranstaltung bildet zusammen mit der LV Mathematische Ergänzungen zur Experimentalphysik 2 (ME2) sowie der Vorlesung Experimentalphysik 2 die zweite Hälfte des Moduls: Grundlagen der Experimentalphysik.

Zusätzliche Informationen für Studenten
Zielgruppe: Studierende Lehramt Physik, Geophysik und Meteorologie im 2. Semester
Tutorien: Die aktive Teilnahme an den Tutorien wird empfohlen.
Nachweis: Die aktive und regelmäßige Teilnahme an den Übungen wird bescheinigt, wenn mindestens 50% der möglichen Punkte durch Bearbeitung der Übungsaufgaben erzielt wurden,
sowie ein Nachweis der Teilnahme am Projekt vorliegt.
Voraussetzungen: keine, empfohlen Experimentalphysik 1 (für LAK und Meteo), Mathematische Ergänzungen 1
Anmeldung: im Campus Management und zusätzlich für ein Tutorium im KVV: https://kvv.imp.fu-berlin.de/ (beide erforderlich!)

Inhalte und Methoden der Höheren Mathematik, die für ein Verständnis der Physik unverzichtbar sind, werden erläutert und geübt. Das Rechnen von Beispielen und Anwendungsaufgaben steht im Vordergrund.

Themen der "Mathematische Ergänzungen 2" sind unter anderem: Zylinder- und Kugelkoordinaten, Flächen- und Volumenintegrale, Divergenz, Rotation, Satz von Gauß, Satz von Stokes.

WICHTIG: Aufgrund der Corona-Pandemie wird diese Lehrveranstaltung aktuell als Online-Kurs durchgeführt. Das bedeutet, dass es keine Anwesenheit vor Ort und auch keine festen Arbeitszeiten gibt. Die gelegentlich stattfindende Online-Sprechstunde wird zur regulären Vorlesungszeit durchgeführt (Di., 14-16 Uhr). Da die Teilnahme an der Sprechstunde nicht verpflichtend ist, können im Prinzip alle Arbeitszeiten innerhalb der Woche frei gewählt werden. Die Vorlesungen bestehen beispielsweise aus mehreren Videos, die man sich aus dem KVV/Whiteboard herunterladen und zu einer frei gewählte Zeit innerhalb der jeweiligen Woche ansehen kann. Jedoch gilt: Es muss jede Woche für den Kurs gearbeitet werden und es gibt auch jede Woche Hausaufgaben, die fristgerecht zu erledigen sind! Dies sind die Kriterien für das Erlangen der Regelmäßigen und der Aktiven Teilnahme - genauere Details: Siehe Vorlesungsvideos des 1. Semesters und das Begleitdokument zur Lehrveranstaltung!

Merziger/Wirth: Repetitorium der Höheren Mathematik, Binomi-Verlag, ISBN 3923923341, Preis: 19,80 Euro

Vertiefung der Vorlesungsinhalte durch Erarbeitung und Vorstellung von Lehreinheiten, Experimenten, Diskussionen und Übungen

• David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker, Stephan W. Koch, Physik, Bacherlor Edition, Wiley-VCH
• Randy Harris, Moderne Physik, Ein Lehr- und Übungsbuch, Pearson Studium

Zielgruppe: Studierende Lehramt Physik im 4. Semester
Übungen: Die aktive und regelmäßige Teilnahme an den Übungen ist Pflicht.
Nachweis: Das Teilmodul wird bescheinigt, wenn der Nachweis der aktiven und regelmäßigen Teilnahme an den Übungen vorliegt.
Leistungspunkte: In den Bachelorstudiengängen werden 3 Leistungspunkte (LP) vergeben.
Voraussetzungen: keine, empfohlen Grundlagen der Experimentalphysik 1+ 2 (für LAK und Meteo), Mathematische Ergänzungen 1 + 2
Anmeldung: im Campus Management und im KVV: https://kvv.imp.fu-berlin.de/ (beide erforderlich!)

Quantenmechanisches Weltbild: Historischer Erkenntnisweg anhand ausgewählter Experimente (wie z. B. Schwarzer Körper, Fotoeffekt, Franck-Hertz-Versuch, Doppelspaltversuch, H-Spektrum, Stern-Gerlach-Experiment), Messprozess, stat. Interpretation, Unschärferelation, Schrödinger-Gleichung und Materiewellen (Eigenschaften von Materiewellen, Energiequantisierung)

Randy Harris, Moderne Physik, Ein Lehr- und Übungsbuch, Pearson Studium

Terminhinweis:

Anmeldung (18.01.21 - 28.02.21) nur Online siehe:
https://www.physik.fu-berlin.de/studium/lehre/gp/
ACHTUNG: Zusätzlich Anmeldung im Campusmanagement zu Semesterbeginn.

Eingangsveranstaltung (Anwesenheitspflicht, Online): Fr 16.04.21, 9:30 - 13:00
Die Zugangsdaten für die Online-Veranstaltung werden vor der Veranstaltung angemeldeten Studierenden zugänglich gemacht.     

Kurse:
Die Kurse beinhalten Online-Lehreinheiten in Kleingruppen, Heimversuche und Präsenztermine im Physikalischen Grundpraktikum (Schwendener Straße 1),
1. Praktikumstermin (Online) 23.04.2020, Zeitfenster 9:00 - 13:00
Die Kleingruppen treffen sich einmal pro Woche in einem Webex Meeting (Zeitfenster in Wochen ohne Präsenztermin:  Fr. 9:00 - 13:00). Die Aufgabenstellungen werden wöchentlich in Blackboard freigeschaltet.
Der detaillierte Praktikumsablauf der einzelnen Kleingruppen kann dem Kursplan auf der Internet Seite des Physik Praktikums entnommen werden.  Der Kursplan wird laufend den aktuellen Gegebenheiten angepasst.

Hausarbeit:
Online-Übung zur Fehlerrechnung (am 26.03.21 muss die Übung soweit bearbeitet sein, dass 1 Punkt erreicht ist. Eine vollständig richtige Bearbeitung der Übung, d.h. 5 Punkte, muss bis spätestens zum ersten Versuch am 30.04.21 vorliegen). Die Online-Übung zur Fehlerrechnung ist auf der Internet Seite des Physik Grundpraktikums verlinkt.

Inhalt:
Selbständiges Arbeiten der Studierenden in Gruppen von bis zu 8 Studierenden unter Anleitung einer Tutor*in.
1 Übungstermin und 8-9 Versuchstermine. Einführung in die experimentellen Arbeitsmethoden der Physik und kritisch quantitatives und wissenschaftliches Denken: Konzeption und Messmethodik, Messtechnik, statistische Auswertemethoden (Fehlerrechnung), kritische Bewertung und Diskussion der Ergebnisse, Dokumentation der Versuchsdurchführung, schriftliche Darstellung

Weitere Informationen siehe:
http://www.physik.fu-berlin.de/studium/lehre/gp

Terminhinweise:
Anmeldung (18.01.21-28.02.21) nur Online siehe:
http://www.physik.fu-berlin.de/studium/lehre/gp/
ACHTUNG: Zusätzlich Anmeldung im Campusmanagement zu Semesterbeginn.

Einführungsveranstaltung(Anwesenheitspflicht, Online) in das Computerpraktikum und den Laborpraktikumskurs,
BEGINN: Mo 12.04.21, 8:30 - 10:00 Uhr
Die Zugangsdaten für die Online-Veranstaltung werden vor der Veranstaltung angemeldeten Studierenden zugänglich gemacht.

Kurse:
Die Kurse beginnen in der erste Woche mit dem Computerpraktikum und starten in der zweiten Woche mit Online-Lehreinheiten in Kleingruppen, Heimversuchen und Präsenztermine im Physikalischen Grundpraktikum (Schwendener Straße 1)

Computerpraktikum:
Beginn 12.04.2021, 8:30 - 10:00 (s. oben Einführungsveranstaltung)
Die Studierenden müssen an 2 - 3 etwa einstündigen Online Meetings teilnehmen, die nach Vereinbarung zwischen 9:00 und 18:00 in der Woche vom 12-16.04.2021 stattfinden.

1. Praktikumstermin (Online) 21.04.2021, Zeitfenster 14:00 - 18:00

Die Kleingruppen treffen sich einmal pro Woche in einem Webex Meeting (Zeitfenster in Wochen ohne Präsenztermin:  Mi. 14:00 - 18:00). Die Aufgabenstellungen werden wöchentlich in Blackboard freigeschaltet.
Der detaillierte Praktikumsablauf der einzelnen Kleingruppen kann dem Kursplan auf der Internet Seite des Physik Praktikums entnommen werden.  Der Kursplan wird laufend den aktuellen Gegebenheiten angepasst.

Inhalt:
Selbständiges Arbeiten der Studierenden in Gruppen von bis zu 8 Studierenden unter Anleitung einer Tutorin / eines Tutors. Computerpraktikum und 8-9 Versuchstermine. Einführung in die experimentellen Arbeitsmethoden der Physik und kritisches quantitatives und wissenschaftliches Denken: Konzeption und Messmethodik, Messtechnik, statistische Auswertemethoden (Fehlerrechnung), kritische Bewertung und Diskussion der Ergebnisse, Dokumentation der Versuchsdurchführung, schriftliche Darstellung von Thema, Auswertungen und Ergebnissen (Bericht).

Literatur:

• Gerthsen: "Physik"
• Bergmann-Schäfer: Bd. 1 u. 2, Eichler, Kronfeld, Sahm: "Das neue Physikalische Grundpraktikum"
• Einführende, allgemeine Lehrbücher der Physik.

Praktikumsskript:Grundpraktikum

Weitere Informationen siehe:
http://www.physik.fu-berlin.de/studium/lehre/gp

Plätze werden im Seminar zum ersten Termin verlost. Teilnahme nur in Verbindung mit dem Praktikum (LV-Nr.: 20102030) möglich.

Plätze werden im Seminar zum ersten Termin verlost. Teilnahme nur in Verbindung mit dem Praktikum (LV-Nr.: 20102030) möglich.

Inhalt: Weitere Details, Skript u. Uebungsaufgaben siehe unter http://users.physik.fu-berlin.de/~russ/

P. Schmueser: Theoretische Physik fuer Studierende des Lehramts 2

Die Einteilung der Uebungsgruppen erfolgt in der 1. Woche der Vorlesungszeit.

Der CO₂-neutralen Energieversorgung in allen Bereichen (Stromversorgung, Mobilität, Heizung, Industrieanlagen) kommt eine Schlüsselrolle bei der Begrenzung globaler Klimaveränderungen zu. Hierbei ist die vollständige Umstellung (Energiewende) weg von der Nutzung fossiler Brennstoffe hin zu nachhaltigen Energietechnologien (Erneuerbare Energien) von zentraler Bedeutung. Nach einführender Diskussion der problematischen Nutzung fossiler Brennstoffe und der globalen Minimierung von Klimaveränderungen werden verschiedene Wege und Technologien der Umstellung auf Erneuerbare Energien thematisiert, mit Fokus auf die jeweiligen physikalischen Grundlagen. Hierbei ist das Erlernen von interaktiven Präsentationstechniken im Online-Rahmen ein wichtiges Ziel.

Die Biophysik ist eine interdisziplinäre Wissenschaft, die sich mit der Anwendung physikalisch-chemisch-biologischer und theoretischer Methoden zur Erforschung elementarer und komplexer Lebensvorgänge befasst. Dabei kommen die modernsten experimentellen Techniken zum Einsatz. Ihre Themen umfassen alle Grössenordnungen (Atome bis Universum), Zeitskalen (Femtosekunden bis "Ewigkeiten") und reichen von der Entstehung des Lebens über den "Geist in der Materie" bis zur Exobiologie. Die gewonnenen Ergebnisse sind für die meisten unserer Lebensbereiche und für viele zukünftige Entwicklungen relevant.

Thema des Lehrseminars ist die Darstellung der grossen Gebiete der Biophysik sowohl in inhaltlicher wie auch methodischer Hinsicht exemplarisch anhand herausragender und/oder aktueller Forschungsthemen und Beispiele.

Mögliche Referatsthemen (z.B. aus den Bereichen Molekül-, Nano-, Membran-, Mechano-, Photo-, Neuro-, Medizin-, Theoretische-Biophysik) werden in der 1. Semesterwoche vom Dozenten vorgestellt, mit den Studierenden abgesprochen, wobei auch auf Wünsche eingegangen werden kann, und dann individuell vergeben.

Die Vorbereitung der Referate soll eine eigenständige Literaturrecherche beinhalten.

Die Vorträge werden dann ab der 3. oder 4. Semesterwoche gehalten und anschließend im Plenum diskutiert, wobei auf formale, inhaltliche und darstellerische Aspekte eingegangen wird.

Ziel der Veranstaltung ist das Erlernen und Verbessern von Techniken der wissenschaftlichen Recherche, Formulierung und Präsentation komplexer Themen in begrenzter Zeit, sowie die Gewinnung eines Überblicks über biophysikalische Fragestellungen und Anwendungen. Bedingt durch die Corona Pandemie wird auch auf die Erfordernisse von online Präsentationen verstärkt eingegangen, die auch in Zukunft im professionellen Umfeld eine grössere Rolle spielen dürften.

Literatur wird in der Veranstaltung individuell besprochen

In diesem Seminar werden Techniken zur Verbesserung von Vorträgen besprochen und geübt. Alle Teilnehmenden halten mehrere Vortäge von wenigen bis zu zehn Minuten, um durch Übung verschiedene Vortragsstile auszuprobieren und zu verbessern. Thema der Vorträge sind meistens spektroskopische Messmethoden. Eigene Vorlieben werden dabei unterstützt.

Der Erfolg des Seminars hängt maßgeblich von der Eigeninitiative ab und das Seminar ist sehr interaktiv angelegt.

Der CO₂-neutralen Energieversorgung in allen Bereichen (Stromversorgung, Mobilität, Heizung, Industrieanlagen) kommt eine Schlüsselrolle bei der Begrenzung globaler Klimaveränderungen zu. Hierbei ist die vollständige Umstellung (Energiewende) weg von der Nutzung fossiler Brennstoffe hin zu nachhaltigen Energietechnologien (Erneuerbare Energien) von zentraler Bedeutung. Nach einführender Diskussion der problematischen Nutzung fossiler Brennstoffe und der globalen Minimierung von Klimaveränderungen werden verschiedene Wege und Technologien der Umstellung auf Erneuerbare Energien thematisiert, mit Fokus auf die jeweiligen physikalischen Grundlagen. Hierbei ist das Erlernen von interaktiven Präsentationstechniken im Online-Rahmen ein wichtiges Ziel.

Die Biophysik ist eine interdisziplinäre Wissenschaft, die sich mit der Anwendung physikalisch-chemisch-biologischer und theoretischer Methoden zur Erforschung elementarer und komplexer Lebensvorgänge befasst. Dabei kommen die modernsten experimentellen Techniken zum Einsatz. Ihre Themen umfassen alle Grössenordnungen (Atome bis Universum), Zeitskalen (Femtosekunden bis "Ewigkeiten") und reichen von der Entstehung des Lebens über den "Geist in der Materie" bis zur Exobiologie. Die gewonnenen Ergebnisse sind für die meisten unserer Lebensbereiche und für viele zukünftige Entwicklungen relevant.

Thema des Lehrseminars ist die Darstellung der grossen Gebiete der Biophysik sowohl in inhaltlicher wie auch methodischer Hinsicht exemplarisch anhand herausragender und/oder aktueller Forschungsthemen und Beispiele.

Mögliche Referatsthemen (z.B. aus den Bereichen Molekül-, Nano-, Membran-, Mechano-, Photo-, Neuro-, Medizin-, Theoretische-Biophysik) werden in der 1. Semesterwoche vom Dozenten vorgestellt, mit den Studierenden abgesprochen, wobei auch auf Wünsche eingegangen werden kann, und dann individuell vergeben.

Die Vorbereitung der Referate soll eine eigenständige Literaturrecherche beinhalten.

Die Vorträge werden dann ab der 3. oder 4. Semesterwoche gehalten und anschließend im Plenum diskutiert, wobei auf formale, inhaltliche und darstellerische Aspekte eingegangen wird.

Ziel der Veranstaltung ist das Erlernen und Verbessern von Techniken der wissenschaftlichen Recherche, Formulierung und Präsentation komplexer Themen in begrenzter Zeit, sowie die Gewinnung eines Überblicks über biophysikalische Fragestellungen und Anwendungen. Bedingt durch die Corona Pandemie wird auch auf die Erfordernisse von online Präsentationen verstärkt eingegangen, die auch in Zukunft im professionellen Umfeld eine grössere Rolle spielen dürften.

Literatur wird in der Veranstaltung individuell besprochen

In diesem Seminar werden Techniken zur Verbesserung von Vorträgen besprochen und geübt. Alle Teilnehmenden halten mehrere Vortäge von wenigen bis zu zehn Minuten, um durch Übung verschiedene Vortragsstile auszuprobieren und zu verbessern. Thema der Vorträge sind meistens spektroskopische Messmethoden. Eigene Vorlieben werden dabei unterstützt.

Der Erfolg des Seminars hängt maßgeblich von der Eigeninitiative ab und das Seminar ist sehr interaktiv angelegt.

Organisation der Materie im Universum, Entwicklung der astronomischen Welterkenntnis, Klassische Astronomie, Planetensysteme, Wechselwirkung Strahlung - Materie, Physik der Sterne, Hierarchie der Strukturen und Gleichgewichtszustände, Bau der Milchstraße, Galaxien, Kosmologie.

• H. Karttunen, P. Kröger, H. Oja, M. Poutanen, K.J. Donner: "Fundamental Astronomy", Springer-Verlag Berlin
• A. Unsöld, B. Baschek: "Der neue Kosmos", Springer-Verlag, Berlin,
• B.W. Carroll, D.A. Ostlie: "An introduction to modern astrophysics", Addison Wesley, San Francisco
• H.H. Voigt, H.-J. Röser, W. Tscharnuter (Eds): "Abriss der Astronomie", Wiley-VCH, Weinheim

Begleitend zu dieser Vorlesung gibt es „Übungen zur Einführung in die Astronomie und Astrophysik“, (Termine: Mittwochs 10.00 – 12.00 Uhr und Mittwochs 12.00 – 14.00 Uhr). Anmerkung: Begrenzte Anzahl der Übungsplätze! Übungsplätze werden in Reihenfolge der Anmeldung vergeben. Anmeldung erfolgt per E-Mail an:uebung-fu@astro.physik.tu-berlin.de vom 01.04. bis 16.04.2021 unter Angabe des Wunschtermins.

Inhalt:

o Bindungsverhältnisse im Festkörper

o Kristallgitter, Kristallstrukturbestimmung, Röntgenbeugung, reziprokes Gitter

o Gitterschwingungen, spezifische Wärmekapazität von Gitterschwingungen, Einstein-Modell, Deybe-Modell

o Elektronen im Festkörper, freies Elektronengas im periodischen Gitter, Wärmekapazität von Metallelektronen

o Bandmodell, quasi-freie Elektronen, stark gebundene Elektronen

o elektrische Leitfähigkeit von Metallen

o Halbleiter, p-n-Übergang

o Magnetismus

o H. Ibach, H. Lüth, "Festkörperphysik", Springer
o Ph. Hofmann, "Solid State Physics", Wiley-VCH
o K. Kopitzki, P. Herzog, "Einführung in die Festkörperphysik", Teubner
o C. Kittel, "Einführung in die Festkörperphysik", Oldenbourg-Verlag

Literatur wird in der ersten Vorlesung bekanntgegeben und kommentiert.

http://www.physik.fu-berlin.de/studium/lehre/gp/projektpraktikum/index.html

Der CO₂-neutralen Energieversorgung in allen Bereichen (Stromversorgung, Mobilität, Heizung, Industrieanlagen) kommt eine Schlüsselrolle bei der Begrenzung globaler Klimaveränderungen zu. Hierbei ist die vollständige Umstellung (Energiewende) weg von der Nutzung fossiler Brennstoffe hin zu nachhaltigen Energietechnologien (Erneuerbare Energien) von zentraler Bedeutung. Nach einführender Diskussion der problematischen Nutzung fossiler Brennstoffe und der globalen Minimierung von Klimaveränderungen werden verschiedene Wege und Technologien der Umstellung auf Erneuerbare Energien thematisiert, mit Fokus auf die jeweiligen physikalischen Grundlagen. Hierbei ist das Erlernen von interaktiven Präsentationstechniken im Online-Rahmen ein wichtiges Ziel.

Die Biophysik ist eine interdisziplinäre Wissenschaft, die sich mit der Anwendung physikalisch-chemisch-biologischer und theoretischer Methoden zur Erforschung elementarer und komplexer Lebensvorgänge befasst. Dabei kommen die modernsten experimentellen Techniken zum Einsatz. Ihre Themen umfassen alle Grössenordnungen (Atome bis Universum), Zeitskalen (Femtosekunden bis "Ewigkeiten") und reichen von der Entstehung des Lebens über den "Geist in der Materie" bis zur Exobiologie. Die gewonnenen Ergebnisse sind für die meisten unserer Lebensbereiche und für viele zukünftige Entwicklungen relevant.

Thema des Lehrseminars ist die Darstellung der grossen Gebiete der Biophysik sowohl in inhaltlicher wie auch methodischer Hinsicht exemplarisch anhand herausragender und/oder aktueller Forschungsthemen und Beispiele.

Mögliche Referatsthemen (z.B. aus den Bereichen Molekül-, Nano-, Membran-, Mechano-, Photo-, Neuro-, Medizin-, Theoretische-Biophysik) werden in der 1. Semesterwoche vom Dozenten vorgestellt, mit den Studierenden abgesprochen, wobei auch auf Wünsche eingegangen werden kann, und dann individuell vergeben.

Die Vorbereitung der Referate soll eine eigenständige Literaturrecherche beinhalten.

Die Vorträge werden dann ab der 3. oder 4. Semesterwoche gehalten und anschließend im Plenum diskutiert, wobei auf formale, inhaltliche und darstellerische Aspekte eingegangen wird.

Ziel der Veranstaltung ist das Erlernen und Verbessern von Techniken der wissenschaftlichen Recherche, Formulierung und Präsentation komplexer Themen in begrenzter Zeit, sowie die Gewinnung eines Überblicks über biophysikalische Fragestellungen und Anwendungen. Bedingt durch die Corona Pandemie wird auch auf die Erfordernisse von online Präsentationen verstärkt eingegangen, die auch in Zukunft im professionellen Umfeld eine grössere Rolle spielen dürften.

Literatur wird in der Veranstaltung individuell besprochen

In diesem Seminar werden Techniken zur Verbesserung von Vorträgen besprochen und geübt. Alle Teilnehmenden halten mehrere Vortäge von wenigen bis zu zehn Minuten, um durch Übung verschiedene Vortragsstile auszuprobieren und zu verbessern. Thema der Vorträge sind meistens spektroskopische Messmethoden. Eigene Vorlieben werden dabei unterstützt.

Der Erfolg des Seminars hängt maßgeblich von der Eigeninitiative ab und das Seminar ist sehr interaktiv angelegt.

Inhalt: Einführung in die Relativität, Elektrodynamik und Optik: Lorentz-Transformation, Elektrostatik, elektrische Ströme und Leitfähigkeit, statische Magnetfelder, Materie im elektrischen und magnetischen Feld, zeitlich veränderliche Felder, Maxwell-Gleichungen, elektromagnetische Wellen, geometrische Optik, Interferenz und Beugung.

Douglas C. Giancoli, Physik, Lehr- und Übungsbuch, 3. Auflage, Pearson Deutschland GmbH (2010)

Zielgruppe: Studierende Lehramt Physik, Geophysik und Meteorologie im 2. Semester

Übungen: Die aktive und regelmäßige Teilnahme an den Übungen ist Pflicht.
Nachweis: Das Teilmodul wird bescheinigt, wenn der Nachweis der aktiven und regelmäßigen Teilnahme an den Übungen vorliegt, sowie an der Klausur zur Vorlesung erfolgreich teilgenommen wurde.
Leistungspunkte: In den Bachelorstudiengängen werden 10 Leistungspunkte (LP) vergeben.
Anmeldung: im Campus Management und im KVV: https://kvv.imp.fu-berlin.de/ (beide erforderlich!)

Voraussetzungen: keine, empfohlen Grundlagen der Experimentalphysik 1 (für LAK und Meteo), Mathematische Ergänzungen 1.
Die Veranstaltung bildet zusammen mit der LV Mathematische Ergänzungen zur Experimentalphysik 2 (ME2) sowie den Übungen zu Grundlagen der Experimentalphysik 2 die zweite Hälfte des Moduls: Grundlagen der Experimentalphysik.

Vertiefung der Vorlesungsinhalte durch die Bearbeitung von Übungsaufgaben, Präsenzaufgaben, Tests, sowie eines Projektes

David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker, Stephan W. Koch, Physik, Bacherlor Edition, Wiley-VCH

Die Veranstaltung bildet zusammen mit der LV Mathematische Ergänzungen zur Experimentalphysik 2 (ME2) sowie der Vorlesung Experimentalphysik 2 die zweite Hälfte des Moduls: Grundlagen der Experimentalphysik.

Die Veranstaltung bildet zusammen mit der LV Mathematische Ergänzungen zur Experimentalphysik 2 (ME2) sowie der Vorlesung Experimentalphysik 2 die zweite Hälfte des Moduls: Grundlagen der Experimentalphysik.

Zusätzliche Informationen für Studenten
Zielgruppe: Studierende Lehramt Physik, Geophysik und Meteorologie im 2. Semester
Tutorien: Die aktive Teilnahme an den Tutorien wird empfohlen.
Nachweis: Die aktive und regelmäßige Teilnahme an den Übungen wird bescheinigt, wenn mindestens 50% der möglichen Punkte durch Bearbeitung der Übungsaufgaben erzielt wurden,
sowie ein Nachweis der Teilnahme am Projekt vorliegt.
Voraussetzungen: keine, empfohlen Experimentalphysik 1 (für LAK und Meteo), Mathematische Ergänzungen 1
Anmeldung: im Campus Management und zusätzlich für ein Tutorium im KVV: https://kvv.imp.fu-berlin.de/ (beide erforderlich!)

Inhalte und Methoden der Höheren Mathematik, die für ein Verständnis der Physik unverzichtbar sind, werden erläutert und geübt. Das Rechnen von Beispielen und Anwendungsaufgaben steht im Vordergrund.

Themen der "Mathematische Ergänzungen 2" sind unter anderem: Zylinder- und Kugelkoordinaten, Flächen- und Volumenintegrale, Divergenz, Rotation, Satz von Gauß, Satz von Stokes.

WICHTIG: Aufgrund der Corona-Pandemie wird diese Lehrveranstaltung aktuell als Online-Kurs durchgeführt. Das bedeutet, dass es keine Anwesenheit vor Ort und auch keine festen Arbeitszeiten gibt. Die gelegentlich stattfindende Online-Sprechstunde wird zur regulären Vorlesungszeit durchgeführt (Di., 14-16 Uhr). Da die Teilnahme an der Sprechstunde nicht verpflichtend ist, können im Prinzip alle Arbeitszeiten innerhalb der Woche frei gewählt werden. Die Vorlesungen bestehen beispielsweise aus mehreren Videos, die man sich aus dem KVV/Whiteboard herunterladen und zu einer frei gewählte Zeit innerhalb der jeweiligen Woche ansehen kann. Jedoch gilt: Es muss jede Woche für den Kurs gearbeitet werden und es gibt auch jede Woche Hausaufgaben, die fristgerecht zu erledigen sind! Dies sind die Kriterien für das Erlangen der Regelmäßigen und der Aktiven Teilnahme - genauere Details: Siehe Vorlesungsvideos des 1. Semesters und das Begleitdokument zur Lehrveranstaltung!

Merziger/Wirth: Repetitorium der Höheren Mathematik, Binomi-Verlag, ISBN 3923923341, Preis: 19,80 Euro

Vertiefung der Vorlesungsinhalte durch Erarbeitung und Vorstellung von Lehreinheiten, Experimenten, Diskussionen und Übungen

• David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker, Stephan W. Koch, Physik, Bacherlor Edition, Wiley-VCH
• Randy Harris, Moderne Physik, Ein Lehr- und Übungsbuch, Pearson Studium

Zielgruppe: Studierende Lehramt Physik im 4. Semester
Übungen: Die aktive und regelmäßige Teilnahme an den Übungen ist Pflicht.
Nachweis: Das Teilmodul wird bescheinigt, wenn der Nachweis der aktiven und regelmäßigen Teilnahme an den Übungen vorliegt.
Leistungspunkte: In den Bachelorstudiengängen werden 3 Leistungspunkte (LP) vergeben.
Voraussetzungen: keine, empfohlen Grundlagen der Experimentalphysik 1+ 2 (für LAK und Meteo), Mathematische Ergänzungen 1 + 2
Anmeldung: im Campus Management und im KVV: https://kvv.imp.fu-berlin.de/ (beide erforderlich!)

Quantenmechanisches Weltbild: Historischer Erkenntnisweg anhand ausgewählter Experimente (wie z. B. Schwarzer Körper, Fotoeffekt, Franck-Hertz-Versuch, Doppelspaltversuch, H-Spektrum, Stern-Gerlach-Experiment), Messprozess, stat. Interpretation, Unschärferelation, Schrödinger-Gleichung und Materiewellen (Eigenschaften von Materiewellen, Energiequantisierung)

Randy Harris, Moderne Physik, Ein Lehr- und Übungsbuch, Pearson Studium

Terminhinweis:

Anmeldung (18.01.21 - 28.02.21) nur Online siehe:
https://www.physik.fu-berlin.de/studium/lehre/gp/
ACHTUNG: Zusätzlich Anmeldung im Campusmanagement zu Semesterbeginn.

Eingangsveranstaltung (Anwesenheitspflicht, Online): Fr 16.04.21, 9:30 - 13:00
Die Zugangsdaten für die Online-Veranstaltung werden vor der Veranstaltung angemeldeten Studierenden zugänglich gemacht.     

Kurse:
Die Kurse beinhalten Online-Lehreinheiten in Kleingruppen, Heimversuche und Präsenztermine im Physikalischen Grundpraktikum (Schwendener Straße 1),
1. Praktikumstermin (Online) 23.04.2020, Zeitfenster 9:00 - 13:00
Die Kleingruppen treffen sich einmal pro Woche in einem Webex Meeting (Zeitfenster in Wochen ohne Präsenztermin:  Fr. 9:00 - 13:00). Die Aufgabenstellungen werden wöchentlich in Blackboard freigeschaltet.
Der detaillierte Praktikumsablauf der einzelnen Kleingruppen kann dem Kursplan auf der Internet Seite des Physik Praktikums entnommen werden.  Der Kursplan wird laufend den aktuellen Gegebenheiten angepasst.

Hausarbeit:
Online-Übung zur Fehlerrechnung (am 26.03.21 muss die Übung soweit bearbeitet sein, dass 1 Punkt erreicht ist. Eine vollständig richtige Bearbeitung der Übung, d.h. 5 Punkte, muss bis spätestens zum ersten Versuch am 30.04.21 vorliegen). Die Online-Übung zur Fehlerrechnung ist auf der Internet Seite des Physik Grundpraktikums verlinkt.

Inhalt:
Selbständiges Arbeiten der Studierenden in Gruppen von bis zu 8 Studierenden unter Anleitung einer Tutor*in.
1 Übungstermin und 8-9 Versuchstermine. Einführung in die experimentellen Arbeitsmethoden der Physik und kritisch quantitatives und wissenschaftliches Denken: Konzeption und Messmethodik, Messtechnik, statistische Auswertemethoden (Fehlerrechnung), kritische Bewertung und Diskussion der Ergebnisse, Dokumentation der Versuchsdurchführung, schriftliche Darstellung

Weitere Informationen siehe:
http://www.physik.fu-berlin.de/studium/lehre/gp

Terminhinweise:
Anmeldung (18.01.21-28.02.21) nur Online siehe:
http://www.physik.fu-berlin.de/studium/lehre/gp/
ACHTUNG: Zusätzlich Anmeldung im Campusmanagement zu Semesterbeginn.

Einführungsveranstaltung(Anwesenheitspflicht, Online) in das Computerpraktikum und den Laborpraktikumskurs,
BEGINN: Mo 12.04.21, 8:30 - 10:00 Uhr
Die Zugangsdaten für die Online-Veranstaltung werden vor der Veranstaltung angemeldeten Studierenden zugänglich gemacht.

Kurse:
Die Kurse beginnen in der erste Woche mit dem Computerpraktikum und starten in der zweiten Woche mit Online-Lehreinheiten in Kleingruppen, Heimversuchen und Präsenztermine im Physikalischen Grundpraktikum (Schwendener Straße 1)

Computerpraktikum:
Beginn 12.04.2021, 8:30 - 10:00 (s. oben Einführungsveranstaltung)
Die Studierenden müssen an 2 - 3 etwa einstündigen Online Meetings teilnehmen, die nach Vereinbarung zwischen 9:00 und 18:00 in der Woche vom 12-16.04.2021 stattfinden.

1. Praktikumstermin (Online) 21.04.2021, Zeitfenster 14:00 - 18:00

Die Kleingruppen treffen sich einmal pro Woche in einem Webex Meeting (Zeitfenster in Wochen ohne Präsenztermin:  Mi. 14:00 - 18:00). Die Aufgabenstellungen werden wöchentlich in Blackboard freigeschaltet.
Der detaillierte Praktikumsablauf der einzelnen Kleingruppen kann dem Kursplan auf der Internet Seite des Physik Praktikums entnommen werden.  Der Kursplan wird laufend den aktuellen Gegebenheiten angepasst.

Inhalt:
Selbständiges Arbeiten der Studierenden in Gruppen von bis zu 8 Studierenden unter Anleitung einer Tutorin / eines Tutors. Computerpraktikum und 8-9 Versuchstermine. Einführung in die experimentellen Arbeitsmethoden der Physik und kritisches quantitatives und wissenschaftliches Denken: Konzeption und Messmethodik, Messtechnik, statistische Auswertemethoden (Fehlerrechnung), kritische Bewertung und Diskussion der Ergebnisse, Dokumentation der Versuchsdurchführung, schriftliche Darstellung von Thema, Auswertungen und Ergebnissen (Bericht).

Literatur:

• Gerthsen: "Physik"
• Bergmann-Schäfer: Bd. 1 u. 2, Eichler, Kronfeld, Sahm: "Das neue Physikalische Grundpraktikum"
• Einführende, allgemeine Lehrbücher der Physik.

Praktikumsskript:Grundpraktikum

Weitere Informationen siehe:
http://www.physik.fu-berlin.de/studium/lehre/gp

Plätze werden im Seminar zum ersten Termin verlost. Teilnahme nur in Verbindung mit dem Praktikum (LV-Nr.: 20102030) möglich.

Plätze werden im Seminar zum ersten Termin verlost. Teilnahme nur in Verbindung mit dem Praktikum (LV-Nr.: 20102030) möglich.

Inhalt: Weitere Details, Skript u. Uebungsaufgaben siehe unter http://users.physik.fu-berlin.de/~russ/

P. Schmueser: Theoretische Physik fuer Studierende des Lehramts 2

Die Einteilung der Uebungsgruppen erfolgt in der 1. Woche der Vorlesungszeit.

Content: The seminar will concern the discussion of state-of-art techniques in molecular simulation which allow for a simulation of several space (especially) and time scale within one computational approach.

The discussion will concerns both, specific computational coding and conceptual developments.

Related Basic Literature:

(1) M.Praprotnik, L.Delle Site and K.Kremer, Ann.Rev.Phys.Chem.59, 545-571 (2008)

(2) C.Peter, L.Delle Site and K.Kremer, Soft Matter 4, 859-869 (2008).

(3) M.Praprotnik and L.Delle Site, in "Biomolecular Simulations: Methods and Protocols" L.Monticelli and E.Salonen Eds. Vol.924, 567-583 (2012) Methods Mol. Biol. Springer-Science

Audience: At least 6th semester with a background in statistical and quantum mechanics, Master students and PhD students (even postdocs) are welcome.

Contents:

• models of computation
  • automata
  • formal languates
  • grammars and the Chomsky-hierarchy
  • Turing-machines
  • computabilty
• introduction to the complexity of computational problems

• Uwe Schöning, Theoretische Informatik kurzgefasst, 5. Auflage, Spektrum Akademischer Verlag, 2008
• John E. Hopcroft, Rajeev Motwani, Jeffrey D. Ullman, Einführung in die Automatentheorie, Formale Sprachen und Komplexität, Pearson Studium, 3. Auflage, 2011
• Ingo Wegener: Theoretische Informatik - Eine algorithmenorientierte Einführung, 2. Auflage, Teubner, 1999
• Michael Sipser, Introduction to the Theory of Computation, 2nd ed., Thomson Course Technology, 2006
• Wegener, Kompendium theoretische Informatik - Eine Ideensammlung, Teubner 1996

Contents

The class focuses on:

• Fundations of programming: imperative and object-oriented programming
• Algorithms and data structures: design and implementation of data structures
• theory of algorithms

We use C++ as an implementation language.

Target Audience

Students with Computer Science as a minor concentration and students of bioinformatics.

• Goodrich, Tamassia: Data Structures and Algorithms in C++
• Stroustrup: Die C++ Programmiersprache
• Cormen, Leiserson, Rivest, Stein: Introduction to Algorithms
• Kleinberg, Tardos: Algorithm Design
• Schöning: Algorithmen - kurz gefasst