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: Eingangsveranstaltung (anwesenheitspflicht): Fr 17.10.14, 9-13 Uhr Schwendenerstr. 1. HS 3.10 Kurse: freitags, 9-13 Uhr, Erster Praktikumstag 24.10.14 Anmeldung (16.07.14 - 31.08.14) nur Online siehe: http://www.physik.fu-berlin.de/studium/lehre/gp/ ACHTUNG: Zusätzlich Anmeldung im Campusmanagement zu Semesterbeginn. Inhalt: Selbständiges Arbeiten von Zweiergruppen in Gruppen von bis zu 8 Studierenden unter Anleitung eines Tutors. 1 Einführungstermin und 8-9 Versuchstermine. Als Hausarbeit: Online-Übungen zur Fehlerrechnung (Abgabe-Zeiten, -Ort: Di, Fr 10-12 Uhr R. 1.06/2.09 Schwendenerstr. 1., Abgabe spätestens zur Eingangsveranstaltung) 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

Einführungsveranstaltung(Anwesenheitspflicht)/Computerpraktikum, BEGINN: Mo 13.10.14, 8:00 Uhr Hörsaal A, Arnimallee 14, Kurse: mittwochs, 14-18 Uhr, Erster Praktikumstag: Mi 22.10.14, 14 Uhr Anmeldung (16.07.14-31.08.14) nur Online siehe: http://www.physik.fu-berlin.de/studium/lehre/gp/ ACHTUNG: Zusätzlich Anmeldung im Campusmanagement zu Semesterbeginn. Inhalt: Selbständiges Arbeiten von Zweiergruppen in Gruppen von bis zu 8 Studierenden unter Anleitung 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

Computerpraktikum, Beginn: Mo 13.10.14, 8:00 - 10:00 Uhr Hörsaal A, Arnimallee 14
Kurse: mittwochs, 14-18 Uhr, Erster Praktikumstag: Mi 22.10.14, 14 Uhr

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

Einführung
(vom Atom zum Festkörper, Periodensystem)

Chemische Bindung im Festkörper
(van-der-Waals-Bindung, ionische Bindung, kovelente Bindung, Metallbindung, Wasserstoff-Brücken-Bindung)

Strukturen des Festkörpers
(Ordnung im Festkörper,  periodische Anordnung von Atomen, fundamentale Gitterstrukturen, Miller Indizes, einfache Kristallstrukturen, die 32 Kristallklassen, Bedeutung der Symmetrie)

Reziproker Raum, Brillouin-Zonen
(Beugung an periodischen Strukturen: Bragg-Bedingung, Reziprokes Gitter, Streuamplitude, Brillouin-Zonen, Strukturfaktoren, Atomfaktor, Methoden der Strukturanalyse)

Elastische und thermische Eigenschaften von Gitterschwingungen:Phononen
(Gitterschwingungen in Kristallen mit einatomiger und zweiatomiger Basis, Quantisierung elastischer Schwingungen: Phononen, Kristallimpuls, inelastische Streuung, Zustandsdichte, Wärmekapazität: Debye-Modell, anharmonische Effekte und thermische Ausdehnung, Wärmeleitung)

Freies Elektronengas
(Energie-Niveaus in einer Dimension, Fermi-Dirac-Verteilung, freies Elektronengas in drei Dimensionen, Wärmekapazität des freien Elektronengases)

Elektronen in periodischen Strukturen, Energiebänder
(Modell des quasifreien Elektronengases, Bloch-Theorem, Kronig-Penney-Modell, Wellengleichung der Elektronen im periodischen Potential, Bandstruktur, elektrische Leitfähigkeit, thermische Leitfähigkeit der Metalle)

Fermi-Flächen
(Konstruktion der Fermi-Fläche, Elektronen- und Lochorbitale, Berechnung von Energiebändern, experimentelle Messmethoden zur Bestimmung der Fermi-Fläche)

Halbleiter, p-n-Übergang
(Bandlücke, Bewegungsgleichung im Halbleiter, effektive Masse, intrinsische Ladungsträgerdichte, Dotierung von Halbleitern, Leitfähigkeit, p-n-Übergang, Diode, Transistor)

Grundlagen des Magnetismus
(Theorie des Dia- und des Paramagnetismus, paramagnetische Suszeptibiliztät der Leitungselektronen, Ferro-, Antiferro- und Ferrimagnetismus, Heisenberg Austausch-Wechselwirkung, Molekularfeld-Näherung, Bandmodell des Ferromagnetismus: Stoner-Wohlfahrth-Modell)

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

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

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
• 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: „Abriss der Astronomie“, Wiley-VCH, Weinheim

Begleitend zu dieser Vorlesung gibt es "Übungen zur Einführung in die Astronomie und Astrophysik", Praktikumsräume in der Takustr. 3a (Termine: Dienstags 10.00 - 12.00 Uhr und Dienstags12.00 - 14.00 Uhr). Anmerkung: Begrenzte Anzahl der Übungsplätze!
Übungsplätze werden in Reihenfolge der Anmeldung vergeben. Anmeldung erfolgt per E-Mail anAstrophysik vom 01.10. bis 15.10.2013 unter Angabe des Wunschtermins

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 01.04.-21.04.2023 unter Angabe des Wunschtermins.

ZIELGRUPPE:
Übung für Studierende, die das Modul „Einführung  in die Astronomie und Astrophysik“ im Bachelor-Studiengang wählen.

VORAUSSETZUNG: Grundkenntnisse in Physik und Mathematik

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

Literatur wird in der ersten Vorlesung bekanntgegeben und kommentiert.

Content

1. Additions to Analysis I. Non-authentic integrals
2. Uniform convergence of function sequences. Power series. Sentence of Taylor.
3. Elements of topology. Standardized and metric spaces. Open quantities. Convergence. Completed quantities. Consistency. Compactness
4. Differential calculus of several variables. Partial, total and continuous differentiability. Block via the inverse function. Block of implicit functions.
5. Iterated integrals.
6. Ordinary differential equations. Basic terms, elementary solvable differential equations, existential and unambiguous results for systems.

Der Schwerpunkt des Projektpraktikums liegt auf der Umsetzung der Experimentideen der Studierenden der Durchführung und Auswertung der Experimente durch die Studierenden. Die Studierenden werden dabei durch Tutoren unterstützt.

Konzeption und Durchführung von Experimenten, Messmethodik, Messtechnik, statistische Auswertmethoden (Fehlerrechnung), kritische Bewertung und Diskussion der Ergebnisse, Dokumentation der Versuchsdurchführung, schriftliche und mündliche Darstellung der Themen, Auswertung und Ergebnissen (Bericht/Protokoll/Präsentation)

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

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. Neben Forschungen zu Physikerinnen und Geschlechterverhältnissen in der Physik werden im Seminar soziale Ungleichheiten in der Physik auch aus intersektionalen Perspektiven unter Einbezug von u.a. der Postcolonial und der Queer Studies thematisiert.

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 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 am Ende mit mir abgestimmt wird).

Die Vorträge werden dann ab der 3. Semesterwoche gehalten und anschließend diskutiert.

Ziel der Veranstaltung ist das Erlernen von Techniken der wissenschaftlichen Recherche, Formulierung und Präsentation komplexer Themen in begrenzter Zeit, sowie die Gewinnung eines Überblicks über biophysikalische Fragestellungen und Anwendungen.

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.

Was hat Geschlecht mit Wissenschaft und der Produktion von Wissen zu tun? Was ist eine gendersensible Reflexion in Bezug auf Wissen und Wissenschaft(en)? Und welche Konsequenzen hat diese Betrachtungsweise für die Naturwissenschaften im Allgemeinen und die Physik im Speziellen?

Da Wissenschaft von Menschen betrieben wird, sind Wissenschaft und Wissensproduktion aus soziokultureller Perspektive weder objektiv noch neutral. Für eine kritische Auseinandersetzung mit Wissenschaft und Wissensproduktion ist eine Gender-Perspektiven in den Natur- und Technikwissenschaften deshalb unabdingbar.

Im Seminar erlernen Sie grundlegende Präsentationstechniken und wenden diese auf Beispiele aus der kritischen Wissenschaftsforschung an. Thematisch werden wir dabei einen Blick über den Mainstream-Tellerrand werfen und uns vor allem auf feministische Theorien und deren Akteur*innen konzentrieren.

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, Pearson Deutschland GmbH

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.

Inhalte und Methoden der Experimentalphysik werden erläutert und geübt. Die Bearbeitung von Übungsaufgaben in Gruppenarbeit steht im Vordergrund.

Übungen werden sowohl in Präsenz als auch Online angeboten.

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.

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.

Die Lehrveranstaltung findet als Blended-Learning-Kurs statt, d. h. es gibt abwechselnd einen Online- und einen Präsenz-Termin. Die Online-Lehrveranstaltungen sind zeitUNabhängig (gezippte Lernvideos).

Wir starten am 18.4. mit einem Online-Termin und der erste Präsenz-Termin ist dementsprechend am Di., 25.4., 14 – 16 Uhr im Hs B.

Grundsätzlich besteht für diesen Kurs eine Anwesenheitspflicht (siehe Studienordnung).

Die Veranstaltung bildet zusammen mit der LV  090cA1.2.1 die erste Hälfte des Moduls "Einführung in die Struktur der Materie"

Inhalte: 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)

Die Veranstaltung findet als Blended Learning-Veranstaltung statt (Kombination aus Online-Lernen und Präsenzveranstaltung im Wechsel). Der erste Termin findet in Präsenz statt. Umfang und Termine der Präsenzanteile werden im ersten Termin festgelegt.

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

Terminhinweis: Eingangsveranstaltung (anwesenheitspflicht): Fr 17.10.14, 9-12 Uhr Praktikumsgebäude Schwendenerstarße 1, Kurse: freitags, 9-13 Uhr, Erster Praktikumstag 24.10.14 Anmeldung (16.07.14 - 31.08.14) nur Online siehe: http://www.physik.fu-berlin.de/studium/lehre/gp/ ACHTUNG: Zusätzlich Anmeldung im Campusmanagement zu Semesterbeginn. Inhalt: Selbständiges Arbeiten von Zweiergruppen in Gruppen von bis zu 8 Studierenden unter Anleitung eines Tutors. 1 Einführungstermin und 8-9 Versuchstermine. Als Hausarbeit: Online-Übungen zur Fehlerrechnung (Abgabe-Zeiten, -Ort: Di, Fr 10-12 Uhr R. 1.06/2.09 Schwendenerstr. 1., Abgabe spätestens zur Eingangsveranstaltung) 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

Terminhinweis: Einführungsveranstaltung(Anwesenheitspflicht)/Computerpraktikum, BEGINN: Mo 13.10.14, 8:00 Uhr Hörsaal A, Arnimallee 14, Kurse: mittwochs, 14-18 Uhr, Erster Praktikumstag: Mi 22.10.14, 14 Uhr Anmeldung (16.07.14-31.08.14) nur Online siehe: http://www.physik.fu-berlin.de/studium/lehre/gp/ ACHTUNG: Zusätzlich Anmeldung im Campusmanagement zu Semesterbeginn. Inhalt: Selbständiges Arbeiten von Zweiergruppen in Gruppen von bis zu 8 Studierenden unter Anleitung 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

Computerpraktikum, Beginn: Mo 13.10.14, 8:00 - 10:00 Uhr Hörsaal A, Arnimallee 14
Kurse: mittwochs, 14-18 Uhr, Erster Praktikumstag: Mi 22.10.14, 14 Uhr

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.

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 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 am Ende mit mir abgestimmt wird).

Die Vorträge werden dann ab der 3. Semesterwoche gehalten und anschließend diskutiert.

Ziel der Veranstaltung ist das Erlernen von Techniken der wissenschaftlichen Recherche, Formulierung und Präsentation komplexer Themen in begrenzter Zeit, sowie die Gewinnung eines Überblicks über biophysikalische Fragestellungen und Anwendungen.

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.

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 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 am Ende mit mir abgestimmt wird).

Die Vorträge werden dann ab der 3. Semesterwoche gehalten und anschließend diskutiert.

Ziel der Veranstaltung ist das Erlernen von Techniken der wissenschaftlichen Recherche, Formulierung und Präsentation komplexer Themen in begrenzter Zeit, sowie die Gewinnung eines Überblicks über biophysikalische Fragestellungen und Anwendungen.

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
• 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: „Abriss der Astronomie“, Wiley-VCH, Weinheim

Begleitend zu dieser Vorlesung gibt es "Übungen zur Einführung in die Astronomie und Astrophysik", Praktikumsräume in der Takustr. 3a (Termine: Dienstags 10.00 - 12.00 Uhr und Dienstags12.00 - 14.00 Uhr). Anmerkung: Begrenzte Anzahl der Übungsplätze!
Übungsplätze werden in Reihenfolge der Anmeldung vergeben. Anmeldung erfolgt per E-Mail anAstrophysik vom 01.10. bis 15.10.2013 unter Angabe des Wunschtermins

Einführung
(vom Atom zum Festkörper, Periodensystem)

Chemische Bindung im Festkörper
(van-der-Waals-Bindung, ionische Bindung, kovelente Bindung, Metallbindung, Wasserstoff-Brücken-Bindung)

Strukturen des Festkörpers
(Ordnung im Festkörper,  periodische Anordnung von Atomen, fundamentale Gitterstrukturen, Miller Indizes, einfache Kristallstrukturen, die 32 Kristallklassen, Bedeutung der Symmetrie)

Reziproker Raum, Brillouin-Zonen
(Beugung an periodischen Strukturen: Bragg-Bedingung, Reziprokes Gitter, Streuamplitude, Brillouin-Zonen, Strukturfaktoren, Atomfaktor, Methoden der Strukturanalyse)

Elastische und thermische Eigenschaften von Gitterschwingungen:Phononen
(Gitterschwingungen in Kristallen mit einatomiger und zweiatomiger Basis, Quantisierung elastischer Schwingungen: Phononen, Kristallimpuls, inelastische Streuung, Zustandsdichte, Wärmekapazität: Debye-Modell, anharmonische Effekte und thermische Ausdehnung, Wärmeleitung)

Freies Elektronengas
(Energie-Niveaus in einer Dimension, Fermi-Dirac-Verteilung, freies Elektronengas in drei Dimensionen, Wärmekapazität des freien Elektronengases)

Elektronen in periodischen Strukturen, Energiebänder
(Modell des quasifreien Elektronengases, Bloch-Theorem, Kronig-Penney-Modell, Wellengleichung der Elektronen im periodischen Potential, Bandstruktur, elektrische Leitfähigkeit, thermische Leitfähigkeit der Metalle)

Fermi-Flächen
(Konstruktion der Fermi-Fläche, Elektronen- und Lochorbitale, Berechnung von Energiebändern, experimentelle Messmethoden zur Bestimmung der Fermi-Fläche)

Halbleiter, p-n-Übergang
(Bandlücke, Bewegungsgleichung im Halbleiter, effektive Masse, intrinsische Ladungsträgerdichte, Dotierung von Halbleitern, Leitfähigkeit, p-n-Übergang, Diode, Transistor)

Grundlagen des Magnetismus
(Theorie des Dia- und des Paramagnetismus, paramagnetische Suszeptibiliztät der Leitungselektronen, Ferro-, Antiferro- und Ferrimagnetismus, Heisenberg Austausch-Wechselwirkung, Molekularfeld-Näherung, Bandmodell des Ferromagnetismus: Stoner-Wohlfahrth-Modell)

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

Literatur wird in der ersten Vorlesung bekanntgegeben und kommentiert.

Der Schwerpunkt des Projektpraktikums liegt auf der Umsetzung der Experimentideen der Studierenden der Durchführung und Auswertung der Experimente durch die Studierenden. Die Studierenden werden dabei durch Tutoren unterstützt.

Konzeption und Durchführung von Experimenten, Messmethodik, Messtechnik, statistische Auswertmethoden (Fehlerrechnung), kritische Bewertung und Diskussion der Ergebnisse, Dokumentation der Versuchsdurchführung, schriftliche und mündliche Darstellung der Themen, Auswertung und Ergebnissen (Bericht/Protokoll/Präsentation)

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

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 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 am Ende mit mir abgestimmt wird).

Die Vorträge werden dann ab der 3. Semesterwoche gehalten und anschließend diskutiert.

Ziel der Veranstaltung ist das Erlernen von Techniken der wissenschaftlichen Recherche, Formulierung und Präsentation komplexer Themen in begrenzter Zeit, sowie die Gewinnung eines Überblicks über biophysikalische Fragestellungen und Anwendungen.

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, Pearson Deutschland GmbH

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.

Inhalte und Methoden der Experimentalphysik werden erläutert und geübt. Die Bearbeitung von Übungsaufgaben in Gruppenarbeit steht im Vordergrund.

Übungen werden sowohl in Präsenz als auch Online angeboten.

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.

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.

Die Lehrveranstaltung findet als Blended-Learning-Kurs statt, d. h. es gibt abwechselnd einen Online- und einen Präsenz-Termin. Die Online-Lehrveranstaltungen sind zeitUNabhängig (gezippte Lernvideos).

Wir starten am 18.4. mit einem Online-Termin und der erste Präsenz-Termin ist dementsprechend am Di., 25.4., 14 – 16 Uhr im Hs B.

Grundsätzlich besteht für diesen Kurs eine Anwesenheitspflicht (siehe Studienordnung).

Die Veranstaltung bildet zusammen mit der LV  090cA1.2.1 die erste Hälfte des Moduls "Einführung in die Struktur der Materie"

Inhalte: 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)

Die Veranstaltung findet als Blended Learning-Veranstaltung statt (Kombination aus Online-Lernen und Präsenzveranstaltung im Wechsel). Der erste Termin findet in Präsenz statt. Umfang und Termine der Präsenzanteile werden im ersten Termin festgelegt.

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

Terminhinweis: Eingangsveranstaltung (anwesenheitspflicht): Fr 17.10.14, 9-12 Uhr Praktikumsgebäude Schwendenerstarße 1, Kurse: freitags, 9-13 Uhr, Erster Praktikumstag 24.10.14 Anmeldung (16.07.14 - 31.08.14) nur Online siehe: http://www.physik.fu-berlin.de/studium/lehre/gp/ ACHTUNG: Zusätzlich Anmeldung im Campusmanagement zu Semesterbeginn. Inhalt: Selbständiges Arbeiten von Zweiergruppen in Gruppen von bis zu 8 Studierenden unter Anleitung eines Tutors. 1 Einführungstermin und 8-9 Versuchstermine. Als Hausarbeit: Online-Übungen zur Fehlerrechnung (Abgabe-Zeiten, -Ort: Di, Fr 10-12 Uhr R. 1.06/2.09 Schwendenerstr. 1., Abgabe spätestens zur Eingangsveranstaltung) 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

Terminhinweis: Einführungsveranstaltung(Anwesenheitspflicht)/Computerpraktikum, BEGINN: Mo 13.10.14, 8:00 Uhr Hörsaal A, Arnimallee 14, Kurse: mittwochs, 14-18 Uhr, Erster Praktikumstag: Mi 22.10.14, 14 Uhr Anmeldung (16.07.14-31.08.14) nur Online siehe: http://www.physik.fu-berlin.de/studium/lehre/gp/ ACHTUNG: Zusätzlich Anmeldung im Campusmanagement zu Semesterbeginn. Inhalt: Selbständiges Arbeiten von Zweiergruppen in Gruppen von bis zu 8 Studierenden unter Anleitung 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

Computerpraktikum, Beginn: Mo 13.10.14, 8:00 - 10:00 Uhr Hörsaal A, Arnimallee 14
Kurse: mittwochs, 14-18 Uhr, Erster Praktikumstag: Mi 22.10.14, 14 Uhr

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.

Im Modul arbeitet sich die Studentin oder der Student anhand von Originalliteratur (wissenschaftliche Zeitschriften und Monographien) selbstständig detailliert in ein modernes Forschungsgebiet ein, das von der Betreuerin oder vom Betreuer der Forschungsphase vorgegeben wird. Wert wird hierbei auf den wissenschaftlichen Gehalt, die kritische Bewertung von Literatur, wissenschaftlich korrekte Darstellung und die Regeln guter wissenschaftlicher Praxis gelegt. Ausgehend vom Literaturstudium werden offene Fragestellungen herausgearbeitet und die notwendigen Untersuchungen zu ihrer Beantwortung diskutiert und geplant. Im Seminar wird die Fähigkeit zur fachlichen Präsentation und kritischen Diskussion geübt.

Im Modul erlernt die Studentin oder der Student unter fachkundiger Anleitung ausgewählte theoretische und/oder experimentelle Methoden und Fertigkeiten, die für die Durchführung der Masterarbeit notwendig sind. Besonderer Wert wird hierbei je nach experimenteller oder theoretischer Ausrichtung auf den sicheren und präzisen Umgang mit Messapparaturen, Algorithmen, Programmen und Hilfsmitteln sowie auf die zuverlässige Handhabung der not- wendigen Fertigkeiten gelegt. Aufbauend auf der Beherrschung dieser Methoden wird exemplarisch die Planung eines wissenschaftlichen Projekts ausgearbeitet und schriftlich dargestellt.

Advanced lab course in experimental physics. Experiments are performed in groups of two (and sometimes three) students. Every student has to participate in a total of eight experiments. The experimental work will be documented in a report. The lab course is accompanied by a seminar series, where students present the experiments and jointly discuss their results and interpretation.

For registration and further information please visit    https://www.physik.fu-berlin.de/en/studium/praktika/index.html

Inhalt:
Advanced lab course in experimental physics. Experiments are performed in groups of two (and sometimes three) students. Every student has to participate in a total of eight experiments. The experimental work will be documented in a report. The lab course is accompanied by a seminar series (Tue, 2-4pm), where students present the experiments and jointly discuss their results and interpretation.

Chirality-Induced Spin Selectivity (CISS)

Chirality is an extremely important property in physics and chemistry. It is appears in elementary particles like photons as well as in the basic building blocks of the body (such as amino acids, which make up proteins, and nucleic acids, which make up genetic material). Many other molecules are “chiral”, i.e. they can not be superimposed to their mirror image by translations and rotations. The two distinguishable variants (enantiomers) often occur in nature with one (strongly) preferred. A well known phenomenon arising for chiral molecules is optical activity, the rotation of the polarisation axis of light when passing through a solution of such molecules, e.g. sugar. An unexpected chirality effect has been first observed in transport measurements: if an electron subject to an electric bias travels through a chiral medium, transmission is favoured for a certain projection of the spin of the electron along the chiral axis and suppressed for the other. Which orientation is preferred depends on the chirality – handness of the medium – and on the direction of motion. Re- markably, no magnetic field is required and the CISS is very effective even at room temperature. Further experimental evidences have then emerged also in very different setups with no steady-state current and even in photo-induced electron transfer (PET) through a chiral bridge. The CISS phenomenon became recently a subject of intensive research.
In the seminar the basic concept of chirality in physics and chemistry will be discussed, followed by the initial observations of CISS, leading to present literature.

This seminar aims at providing an overview about the electrical and optical properties of organic semiconductor devices. Based on current research articles the participants will present talks on fundamental properties of organic semiconductors, advanced semiconductor characterisation techniques or organic semiconductor devices. Possible topics include:

• Electronic Structure of Organic Semiconductors
• Charges and Excited States
• Electrical Transport
• Optical Processes
• Doping of Organic Semiconductors
• Electrical Characterisation Techniques
• Optical Characterisation Techniques
• Measuring Charge Carrier Dynamics in Organic Semiconductors
• Organic Light-Emitting Diodes
• Organic Solar Cells
• Polymer Batteries
• Organic Field-Effect Transistors
• Organic Spintronics

• A. Köhler, H. Bässler: “Electronic Processes in Organic Semiconductors” (Wiley-VCH, 2015)
• W. Brütting, Ch. Adachi: “Physics of Organic Semiconductors” (2nd Edition, Wiley, 2012)
• A.J. Heeger, N.S. Sariciftci, E.B. Namdas: “Semiconducting and Metallic Polymers” (Oxford University Press, 2010)

The requirements for a successful participation are:

1. Presentation
2. Active participation in the discussions

Chirality-Induced Spin Selectivity (CISS)

Chirality is an extremely important property in physics and chemistry. It is appears in elementary particles like photons as well as in the basic building blocks of the body (such as amino acids, which make up proteins, and nucleic acids, which make up genetic material). Many other molecules are “chiral”, i.e. they can not be superimposed to their mirror image by translations and rotations. The two distinguishable variants (enantiomers) often occur in nature with one (strongly) preferred. A well known phenomenon arising for chiral molecules is optical activity, the rotation of the polarisation axis of light when passing through a solution of such molecules, e.g. sugar. An unexpected chirality effect has been first observed in transport measurements: if an electron subject to an electric bias travels through a chiral medium, transmission is favoured for a certain projection of the spin of the electron along the chiral axis and suppressed for the other. Which orientation is preferred depends on the chirality – handness of the medium – and on the direction of motion. Re- markably, no magnetic field is required and the CISS is very effective even at room temperature. Further experimental evidences have then emerged also in very different setups with no steady-state current and even in photo-induced electron transfer (PET) through a chiral bridge. The CISS phenomenon became recently a subject of intensive research.
In the seminar the basic concept of chirality in physics and chemistry will be discussed, followed by the initial observations of CISS, leading to present literature.

This seminar aims at providing an overview about the electrical and optical properties of organic semiconductor devices. Based on current research articles the participants will present talks on fundamental properties of organic semiconductors, advanced semiconductor characterisation techniques or organic semiconductor devices. Possible topics include:

• Electronic Structure of Organic Semiconductors
• Charges and Excited States
• Electrical Transport
• Optical Processes
• Doping of Organic Semiconductors
• Electrical Characterisation Techniques
• Optical Characterisation Techniques
• Measuring Charge Carrier Dynamics in Organic Semiconductors
• Organic Light-Emitting Diodes
• Organic Solar Cells
• Polymer Batteries
• Organic Field-Effect Transistors
• Organic Spintronics

• A. Köhler, H. Bässler: “Electronic Processes in Organic Semiconductors” (Wiley-VCH, 2015)
• W. Brütting, Ch. Adachi: “Physics of Organic Semiconductors” (2nd Edition, Wiley, 2012)
• A.J. Heeger, N.S. Sariciftci, E.B. Namdas: “Semiconducting and Metallic Polymers” (Oxford University Press, 2010)

The requirements for a successful participation are:

1. Presentation
2. Active participation in the discussions

Chirality-Induced Spin Selectivity (CISS)

Chirality is an extremely important property in physics and chemistry. It is appears in elementary particles like photons as well as in the basic building blocks of the body (such as amino acids, which make up proteins, and nucleic acids, which make up genetic material). Many other molecules are “chiral”, i.e. they can not be superimposed to their mirror image by translations and rotations. The two distinguishable variants (enantiomers) often occur in nature with one (strongly) preferred. A well known phenomenon arising for chiral molecules is optical activity, the rotation of the polarisation axis of light when passing through a solution of such molecules, e.g. sugar. An unexpected chirality effect has been first observed in transport measurements: if an electron subject to an electric bias travels through a chiral medium, transmission is favoured for a certain projection of the spin of the electron along the chiral axis and suppressed for the other. Which orientation is preferred depends on the chirality – handness of the medium – and on the direction of motion. Re- markably, no magnetic field is required and the CISS is very effective even at room temperature. Further experimental evidences have then emerged also in very different setups with no steady-state current and even in photo-induced electron transfer (PET) through a chiral bridge. The CISS phenomenon became recently a subject of intensive research.
In the seminar the basic concept of chirality in physics and chemistry will be discussed, followed by the initial observations of CISS, leading to present literature.

This seminar aims at providing an overview about the electrical and optical properties of organic semiconductor devices. Based on current research articles the participants will present talks on fundamental properties of organic semiconductors, advanced semiconductor characterisation techniques or organic semiconductor devices. Possible topics include:

• Electronic Structure of Organic Semiconductors
• Charges and Excited States
• Electrical Transport
• Optical Processes
• Doping of Organic Semiconductors
• Electrical Characterisation Techniques
• Optical Characterisation Techniques
• Measuring Charge Carrier Dynamics in Organic Semiconductors
• Organic Light-Emitting Diodes
• Organic Solar Cells
• Polymer Batteries
• Organic Field-Effect Transistors
• Organic Spintronics

• A. Köhler, H. Bässler: “Electronic Processes in Organic Semiconductors” (Wiley-VCH, 2015)
• W. Brütting, Ch. Adachi: “Physics of Organic Semiconductors” (2nd Edition, Wiley, 2012)
• A.J. Heeger, N.S. Sariciftci, E.B. Namdas: “Semiconducting and Metallic Polymers” (Oxford University Press, 2010)

The requirements for a successful participation are:

1. Presentation
2. Active participation in the discussions

Chirality-Induced Spin Selectivity (CISS)

Chirality is an extremely important property in physics and chemistry. It is appears in elementary particles like photons as well as in the basic building blocks of the body (such as amino acids, which make up proteins, and nucleic acids, which make up genetic material). Many other molecules are “chiral”, i.e. they can not be superimposed to their mirror image by translations and rotations. The two distinguishable variants (enantiomers) often occur in nature with one (strongly) preferred. A well known phenomenon arising for chiral molecules is optical activity, the rotation of the polarisation axis of light when passing through a solution of such molecules, e.g. sugar. An unexpected chirality effect has been first observed in transport measurements: if an electron subject to an electric bias travels through a chiral medium, transmission is favoured for a certain projection of the spin of the electron along the chiral axis and suppressed for the other. Which orientation is preferred depends on the chirality – handness of the medium – and on the direction of motion. Re- markably, no magnetic field is required and the CISS is very effective even at room temperature. Further experimental evidences have then emerged also in very different setups with no steady-state current and even in photo-induced electron transfer (PET) through a chiral bridge. The CISS phenomenon became recently a subject of intensive research.
In the seminar the basic concept of chirality in physics and chemistry will be discussed, followed by the initial observations of CISS, leading to present literature.

This seminar aims at providing an overview about the electrical and optical properties of organic semiconductor devices. Based on current research articles the participants will present talks on fundamental properties of organic semiconductors, advanced semiconductor characterisation techniques or organic semiconductor devices. Possible topics include:

• Electronic Structure of Organic Semiconductors
• Charges and Excited States
• Electrical Transport
• Optical Processes
• Doping of Organic Semiconductors
• Electrical Characterisation Techniques
• Optical Characterisation Techniques
• Measuring Charge Carrier Dynamics in Organic Semiconductors
• Organic Light-Emitting Diodes
• Organic Solar Cells
• Polymer Batteries
• Organic Field-Effect Transistors
• Organic Spintronics

• A. Köhler, H. Bässler: “Electronic Processes in Organic Semiconductors” (Wiley-VCH, 2015)
• W. Brütting, Ch. Adachi: “Physics of Organic Semiconductors” (2nd Edition, Wiley, 2012)
• A.J. Heeger, N.S. Sariciftci, E.B. Namdas: “Semiconducting and Metallic Polymers” (Oxford University Press, 2010)

The requirements for a successful participation are:

1. Presentation
2. Active participation in the discussions

Inhalt:

• equilibrium ensembles
• thermodynamics: thermodynamic potentials, laws of thermodynamics, thermodynamic cycles
• ideal quantum gases
• phase transitions
• interacting systems
• introduction to non-equilibrium statistical mechanics

• R.K. Pathria, Statistical Mechanics (Butterworth Heinemann 1996)
• F. Schwabl, Statistical Mechanics (2n ed., Springer 2006)
• F. Reif, Fundamentals of statistical and thermal physics (McGraw-Hill 1965)
• W. Nolting, Grundkurs theoretische Physik 6: Statistische Physik (Springer 2005)

Content: Introduction to (non-relativistic) Quantum Field Theory: Green functions, diagrammatic perturbation theory and Feynman diagrams, functional integral formulation, selected applications to condensed matter systems. Target audience: Masters students in physics. Prerequisites: Advanced quantum mechanics

Welcome to your study of AMol Physics! This lecture will give you an introduction to a wide range of topics in the mentioned field and can be seen as the starting point for a successful master or Ph.D. thesis. After a repetition of the main aspects of atomic structure we will move to molecules and will present Born-Oppenheimer approximation, molecular orbital and valence bond theories, polyatomic systems with Hückel approximation and self-consistent field calculations (Hartree-Fock formalism and DFT). The lecture will continue with a selection of experimental methods that are used to determine molecular structure and dynamics: vibrational spectroscopy and normal mode analysis, electronic spectroscopy (chromophores, exciton coupling, two-photon absorption), fluorescence spectroscopy and imaging techniques, NMR spectroscopy (chemical shift, scalar coupling, AX, AB and A2 spectra, NOE and multidimensional NMR), EPR spectroscopy with double resonance techniques, and aspects of intermolecular interactions as ion-dipole, dipole-dipole, van der Waals or hydrogen bond.

Literature: H. Haken, H. C. Wolf - Molecular Physics and Quantum Chemistry, P. Atkins, J.de Paula - Physical Chemistry, W. Demtröder - Molecular Physics, P. Atkins, R. Friedman - Molecular Quantum Mechanics, G. M. Barrow - Introduction to molecular spectroscopy

Inhalt: 10 ECTS; only together with practical course 20114102!

This module will present and substantiate biophysical methods and concepts. Selected methods like spectroscopy and diffraction and their application to proteins and biomembranes are of particular relevance. The lecture series will cover a selection of the following methods:

absorption spectroscopy in the UV, visible and IR region;

fluorescence spectroscopy,

time-resolved approaches;

spectroscopy with polarized light;

vibrational spectroscopy: Fourier-transform infrared (FTIR), resonance Raman, surfance-enhanced Raman and IR;

diffraction with X-rays, Neutrons and electrons;

crystallization and protein crystallography;

nuclear magnetic resonance (NMR); light scattering; single molecule spectroscopy;

atomic force microscopy (AFM and optical tweezer);

theoretical methods: MD simulations, Poisson-Boltzmann, QM/MM, coarse-grained MD

Since a comprehensive textbook in Biophysics is not available, here is a list of books from which parts will be used in the lecture:

Sackmann & Merkel: Lehrbuch der Biophysik

Tuszynski & Kurzynski: Introduction to Molecular Biophysics.

Cantor & Schimmel: Biophysical Chemistry.

Walla: Modern Biophysical Chemistry.

Brandén & Tooze: Introduction to Protein Structure.

Winter & Noll: Methoden der Biophysikalischen Chemie.

Gennis: Biomembranes

10 ECTS only together with lecture 20114101! The advanced laboratory course in biophysics will contain selected spectroscopic techniques on relevant biomolecules like proteins and artificial membranes. Among others, the course will include stationary and time-resolved optical and vibrational spectroscopy of proteins, impedance spectroscopy and application of a quartz micro balance to artificial membranes as well as activity measurements of a molecular proton pump by the stopped-flow technique. Groups of two students each have to perform four experiments during this course. Evaluation of the experiments will be done in written form.

Oxygenic photosynthesis is the process that powers life on earth. It has shaped the atmosphere by CO₂ consumption and O₂ production. Today oxygenic photosynthesis also serves as a blueprint for the large-scale production of non-fossil fuels, using merely water and CO₂ as raw materials. By closely interfaced lecture periods and lab experiments, the following topics are addressed:

THE BASICS: Evolution and current types of photosynthetic organisms, basic mechanisms of the photosynthetic light reactions

METHODS: Purification of functional photosynthetic membrane particles and protein complexes, biophysical standard methods in photosynthesis research

How do we understand “science”? What counts as scientific knowledge and why? What are the historical origins of modern science? How have new scientific disciplines emerged? How are sciences shaped by social contexts? This kind of questions stand in focus of the interdisciplinary field of “Science Studies” which examines the social, cultural and political aspects of knowledge production in science. The course introduces to approaches, concepts and methods of Science Studies for the natural sciences, putting a special focus on the physical sciences. The course is aimed at students of physics and other natural sciences. Interested students of the humanities and social sciences are also welcome.