Inhalt Experimentalphysik:
Vorlesung mit Demonstrationsexperimenten. Übungen in kleinen Gruppen. Einführung in die Mechanik und Wärmelehre: Modell Massepunkt, Kinematik, Newtonsche Axiome, Bewegungsgleichungen, Grundkräfte, Scheinkräfte, Erhaltungssätze, Einteilchenprobleme: harmonischer Oszillator und Kepler-Problem, Vielteilchensysteme, starrer Körper: Statik und Dynamik, deformierbare Körper, ruhende und bewegte Fluide, kinetische Gastheorie, Temperatur, Zustandsgleichungen, 1. Hauptsatz, Zustandsänderungen, Wärmekapazität, 2. Hauptsatz, Entropie, Wärmekraftmaschinen, Wellenphänomene.

Inhalt Theoretische Physik:
Die Vorlesung befasst sich mit einfacher Mechanik einschließlich relativistischer Probleme sowie mathematischen Hilfsmitteln. Der Stoffplan kann im Netz unter Studium/Studiengänge eingesehen werden.

Literatur:
Empfehlungen werden am Vorlesungsanfang bekannt gegeben.

Terminhinweis:

Anmeldung (16.07.20 - 31.08.20) nur Online siehe:
https://www.physik.fu-berlin.de/studium/lehre/gp/
ACHTUNG: Zusätzlich Anmeldung im Campusmanagement zu Semesterbeginn.

Eingangsveranstaltung (Anwesenheitspflicht, Online): Fr 06.11.20, 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) 13.11.2020, 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 wöchtlich 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 19.10.20 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 20.11.20 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 (16.07.20-31.08.20) 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 02.11.20, 9:00 - 11:00 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 02.11.2020, 9:00 - 11:00 (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 02-06.11.2020 stattfinden.
 

1. Praktikumstermin (Online) 11.11.2020, 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 wöchtlich 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:
Elementare Quantenphysik: Schwarzkörperstrahlung, Photoeffekt, Comptoneffekt, Rutherfordstreuung, Bohrsches Atommodell, Periodensystem, Schrödingergleichung, Unschärferelation, Tunneleffekt, Wasserstoffatom, Diatomare Moleküle Vorlesung mit Demonstrationsexperimenten Übungen in kleinen Gruppen

Literatur:
Demtröder: Experimentalphysik Rohlf: Modern Physics Haken Wolf: Atomphysik Alonso Finn: Experimentalphysik

Subject matter:
Sets, real and complex numbers, complete induction, matrices and linear systems of equations, basic determinants of vector space, linear images, representations and base transformations, eigenvalues and eigenvectors, diagonalization of matrices, scalar product, orthogonal and self-adjusted operators, Hermite operators.

Target group:
Students of physics, geophysics and meteorology

Requirements:
School mathematics

https://lms.fu-berlin.de/

Wird in der Vorlesung bekannt gegeben.

Diese Vorlesung entspricht weitgehend der Mathematik II aus der alten Sudienordnung

Content:

Function sequences, interchangeability of boundary processes, sets in Rn, functions of several variables, partial derivatives and differentiability, implicit functions, extreme values and Lagrange multipliers, Taylor series in Rn, curve, area and volume integrals, gradient, divergence, rotation, integrals of Gaussian, Green and Stokes. Literature will be announced at the start of the semester on the course website.

Ziel der Vorlesung ist die Vermittlung der biophysikalischen Grundlagen zur Beschreibung und zum Verständnis von Struktur, Dynamik und Funktion biologischer Moleküle.
Stichworte zum Inhalt:

• Biologische Makromoleküle - eine Einführung;
• Struktur komplexer Biomoleküle;
• Selbstorganisation von Proteinen und Membranen durch "hydrophobe Kräfte";
• Ionen, Protonierung und Proteinelektrostatik;
• Temperatur und Proteindynamik;
• Grundlagen der Molekülmechanik-Berechnungen;
• Proteinfaltung und Strukturvorhersagen;
• Motorenzyme und Bewegung auf Nanometerskalen.

Sackmann & Merkel, Lehrbuch der Biophysik, Wiley-VCH

INHALT:
Organisation der Materie im Universum, Klassische Astronomie, Exo-Planetensysteme, Physik der Sterne, Bau der Milchstraße, Galaxien, Gravitationswellen, AGNs und Supermassive schwarze Löcher, Kosmologie

ANMERKUNGEN:
Begleitend zu dieser Vorlesung gibt es „Übungen zur Einführung in die Astronomie und Astrophysik“ (ebenfalls online, Termine: Dienstags 10.00 – 12.00 Uhr und Dienstags

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 01.10. bis 06.11.2020 unter Angabe des Wunschtermins.

ZIELGRUPPE:
Wahlpflichtvorlesung für Studierende, die das Modul „Einführung  in die Astronomie und Astrophysik“ im Bachelor-Studiengang wählen. Sonstige Studierende mit Interesse an Astronomie und Astrophysik

VORAUSSETZUNG:
Grundkenntnisse in Physik und Mathematik

• 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

Die Vorlesung ist Teil des Wahlbereichs im Bachelorstudiengang Physik. Sie ist nach dem Studienplan für das 5. Semester vorgesehen und wird daher nur im Wintersemester angeboten. Der Übungsschein ist auch anrechenbar auf die Anforderungen eines Nebenfachstudiums Informatik sowie für die anwendungsorientierte Informatik im Hauptfachstudium Informatik.

Vorlesung, eigenständige Entwicklung von Computerprogrammen in kleinen Gruppen, Übungsgruppen, in denen technische Details diskutiert und die selbst geschriebenen Computerprogramme besprochen werden.
 

• Fehlerarithmetik
• Funktionen und Nullstellen
• Lineare Gleichungssysteme
• Interpolation und approximative Darstellung von Funktionen
• Fourier-Transformation
• Numerische Integration
• Monte-Carlo-Integration und Simulationen
• Gewöhnliche und partielle Differentialgleichungen, Eigenwertprobleme
• Dynamische Simulationen von Vielkörpersystemen
• Netzwerktheorie
• Nichtlineare Optimierung, simulated annealing

Literatur:

• Skript zur Vorlesung (wird derzeit gerade überarbeitet), siehe VL-Homepage
• Freund, Hoppe: Numerische Mathematik 1 (Stoer/Bulirsch)
• W.H. Press, S.A. Teukolsky, W.T. Vetterling, B.P. Flannery, Numerical Recipes in C, The Art of Scientific Computing - Second Edition, Cambridge University Press, Cambridge, 1997; online: http://library.lanl.gov/numerical/index.html
• P.L. DeVries, Computerphysik, Grundlagen, Methoden, Übungen, Spektrum Akad. Verl., Berlin, 1995
• Tao Pang, An Introduction to Computational Physics, Cambridge University Press, Cambridge, 1997
• M.E.J. Newman and G.T. Barkema, Monte Carlo Methods in Statistical Physics, Clarendon Press, Oxford, 1999.
• K. Binder and D.W. Heermann, Monte Carlo Simulations in Statistical Physics: An Introduction, 4th edition, Springer, Berlin, 2002.

Ich plane die Vorlesungen auf Videos aufzunehmen, die ich den Studierenden zu den Vorlesungszeiten Dienstag und Donnerstag von 10:00 - 12:00  zum download zur Verfügung stellen werde, eine digitale Besprechungszeit mit mir wird ebenfalls während der Vorlesungszeiten angeboten. 

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.

• O. Forster: Analysis 1 und 2. Vieweg/Springer.
• Königsberger, K: Analysis 1,2, Springer.
• E. Behrends: Analysis Band 1 und 2, Vieweg/Springer.
• H. Heuser: Lehrbuch der Analysis 1 und 2, Teubner/Springer.

Contents:

• Eigenvalues and eigenvectors: diagonalizability, trigonalizability, set of Cayley-Hamilton, Jordanian normal form
• 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/.

Inhalt:

• Prinzipien des Zählens; Elemente der Kombinatorik
• Wahrscheinlichkeitsmaße, Zufallsvariablen, Verteilungsfunktionen
• bedingte Wahrscheinlichkeiten; Unabhängigkeit
• Erwartungswert, Varianz, Korrelation
• Gesetze der großen Zahlen
• charakteristische Funktionen, Zentrale Grenzwertsätze
• Elemente der Schätz- und Testtheorie
• Maximum-Likelihood-Prinzip, Konfidenzintervalle, Hypothesentests

Nähere Informationen finden Sie auf der Homepage der Vorlesung 19200601 Stochastik I.

Literatur:

• E. Behrends: Elementare Stochastik, Springer, 2013
• H.-O. Georgii: Stochastik: Einführung in die Wahrscheinlichkeitstheorie und Statistik, De Gruyter, 2007
• A. Klenke: Wahrscheinlichkeitstheorie, Springer, 2013
• D. Meintrup, S. Schäffler, Stochastik: Theorie und Anwendungen, Springer, 2005.

Zielgruppe: Studierende ab dem 3. Semester
Voraussetzungen: Analysis 1-2, Lineare Algebra 1-2, gleichzeitiger Besuch der Analysis 3 wird empfohlen.

Content:
Functional analysis is the branch of mathematics dealing with the study of normalized (or general topological) vector spaces and continuous images between them. Analysis, topology and algebra are linked.
The lecture deals with Banach and Hilbert spaces, linear operators and functional as well as spectral theory of compact operators.

Target group: Students from the 3rd/4th semester on.

Requirements: Good command of the material of the lectures Analysis I/II and Linear Algebra I/II.

Literatur:

• Dirk Werner: Funktionalanalysis, 7. Auflage, Springer-Verlag 2011, ISBN 978-3-642-21016-7

Inhalt:
Die Funktionalanalysis ist der Zweig der Mathematik, der sich mit der Untersuchung von normierten (oder allgemeiner topologischen) Vektorräumen und stetigen Abbildungen zwischen ihnen befasst. Hierbei werden Analysis, Topologie und Algebra verknüpft.
Die Vorlesung behandelt Banach- und Hilberträume, lineare Operatoren und Funktionale sowie Spektraltheorie kompakter Operatoren.

Zielgruppe: Studierende vom 4. Semester an.

Voraussetzungen: Sicheres Beherrschen des Stoffs der Vorlesungen Analysis I/II und Lineare Algebra I/II.

Literatur:

• Dirk Werner: Funktionalanalysis, 6. Auflage, Springer-Verlag 2007, ISBN 978-3-540-72533-6
• Hans Wilhelm Alt: Lineare Funktionalanalysis : eine anwendungsorientierte Einführung. 5. Auflage. Springer-Verlag, 2006, ISBN 3-540-34186-2
• Harro Heuser: Funktionalanalysis: Theorie und Anwendung. 3. Auflage. Teubner-Verlag, 1992, ISBN 3-519-22206-X

Subject matter:
Selected topics from:

    Divisibility into rings (especially Z- and polynomial rings); residual classes and congruencies; modules and ideals
    Euclidean, principal ideal and factorial rings
    The quadratic law of reciprocity
    Primality tests and cryptography
    The structure of abel groups (or modules about main ideal rings)
    Symmetric function set
    Body extensions, Galois correspondence; constructions with compasses and rulers
    Non-Label groups (set of Lagrange, normal dividers, dissolvability, sylow groups)

Homepage

Terminhinweis:

Anmeldung (16.07.20 - 31.08.20) nur Online sowie weitere Informationen siehe:
http://www.physik.fu-berlin.de/studium/lehre/gp/projektpraktikum/
ACHTUNG: Zusätzlich Anmeldung im Campusmanagement zu Semesterbeginn.

Einführungsveranstaltung mit Anwesenheitspflicht (Online):
Do 05.11.20, 9:00 Uhr
Die Zugangsdaten für die Online-Veranstaltung werden vor der Veranstaltung angemeldeten Studierenden zugänglich gemacht.

Inhalt:

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 Tutorinnen und 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

Thema des Seminars sind die Grundlagen des Lebens aus einem interdisziplinären Blickwinkel. Die Vortragthemen reichen von der Entstehung des Lebens auf der Erde über den globalen Energiehaushalt (und damit auch der drohenden Klimakatastrophe) bis hin zu neuronalen Netzen und den Grundlagen des menschlichen Bewusstseins. Die Vortragsthemen des Lehrseminars werden in der ersten Veranstaltung im Detail durch den Dozenten vorgestellt und dann individuell an die Studenten vergeben.

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.

Lise Meitner und Marie Curie zählen wohl zu den berühmtesten historischen Frauenfiguren in der Geschichte der Physik, die auch über die Fachgrenzen hinaus sehr bekannt geworden sind. Aber es gibt noch viele weitere Physikerinnen, die ebenfalls wichtige Beiträge zur Weiterentwicklung der Physik geleistet haben. Im Seminar wollen wir, neben Lise Meitner und Marie Curie, Biographien dieser etwas weniger bekannten Physikerinnen erarbeiten. Dabei soll es nicht nur um die Lebensgeschichte dieser Frauen gehen, sondern ebenso um ihre Bedeutung für die physikalische Forschung.

Aktuelle Trends und Themen in molekularer und zellulärer Biophysik werden anhand von wissenschaftlicher Literatur erarbeitet und im Seminar präsentiert

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

Vorlesung mit Demonstrationsexperimenten. Übungen in kleinen Gruppen.

Inhalt:
Einführung in die Mechanik und Wärmelehre: Bewegung punktförmiger Körper, Erhaltungssätze, Bewegungsgleichungen, harmonischer Oszillator, Schwingungen, Drehbewegungen, beschleunigte Bezugssysteme, elastische Eigenschaften, ruhende und bewegte Flüssigkeiten, Zustandgleichungen, kinetische Gastheorie, spezifische Wärme, Entropie, Wärmekraftmaschinen.

Giancoli, "Physik", Pearson Studium, 2010 Ergänzend dazu:

Halliday, Resnick, Walker "Physik", Bachelor Edition, Wiley VHC, 2007 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 1 (ME1) sowie den Übungen zu Grundlagen der Experimentalphysik 1 die erste Hälfte des Moduls: Grundlagen der Experimentalphysik.

Anmeldung zur Übungsgruppe und Vorlesungsmaterialien im KVV (https://kvv.imp.fu-berlin.de/portal)

Informationen für Studenten

Zielgruppe: Studenten/innen Lehramt Physik, Geophysik und Meteorologie im 2. Semester
Voraussetzungen: keine, empfohlen wird die Teilnahme am Brückenkurs sowie aktiver und reglemäßiger Besuch der Vorlesung.
Anwesenheitspflicht: Vorlesung: nein, Übungen: ja, Mathematische Ergänzung: ja
Leistungspunkte: 10 (Arbeitsaufwand 300 h)

Anmeldung zur Übungsgruppe und Vorlesungsmaterialien im KVV (https://kvv.imp.fu-berlin.de/portal)

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 1" sind unter anderem: Differentiation und Integration in IR, Taylorreihe, Komplexe Zahlen, Skalar- und Vektorfelder, Gradient, Potential, Kurvenintegrale,...

Literaturangaben
Merziger/Wirth: Repetitorium der Höheren Mathematik, Binomi-Verlag 2010, ISBN 3923923341, Preis: 19,80 € (Hinweis: Auch die ältere Auflage von 2006 ist problemlos nutzbar.)

Die Lehrveranstaltung behandelt grundlegende Konzepte, Methoden und Schreibweisen der Physik. Das Zusammenspiel von Theorie und Experiment wird ebenso diskutiert wie die zugrunde liegenden Modelle und die Grenzen ihrer Gültigkeit. Außerdem lernen Sie zahlreiche kleine Handexperimente kennen, die sich mit geringem Aufwand im schulischen Unterricht nutzen lassen.

Hinweis:
Aufgrund der Corona-Pandemie finden die "Physikalischen Grundkompetenzen" online statt! Jede/r Teilnehmer/in muss Zugang zu einem geeigneten Computer (PC, Notebook,...) haben. Eine Anmeldung im Lern-Managementsystem des Fachbereichs Physik ("Whiteboard", https://mycampus.imp.fu-berlin.de/) ist zwingend erforderlich! Zu Beginn der Vorlesungszeit wird über den Emailverteiler des CM an alle angemeldeten Teilnehmerinnen und Teilnehmer eine Email mit näheren Informationen hierzu verschickt.

Die "Anwesenheitspflicht" ist dann so zu verstehen, dass die Pflicht zur wöchentlichen Bearbeitung der gestellten Lernaufgaben (Lernvideos ansehen, Texte lesen oder schreiben, Aufgaben lösen, Online-Tests bearbeiten etc.) besteht. In der Regel können diese Aufgaben aber zu einem selbst gewählten Zeitpunkt bearbeitet werden, jedoch sollte es unbedingt in der jeweiligen Lernwoche geschehen!

Kontakt: Jörg Fandrich, E-Mail: joerg.fandrich@fu-berlin.de

Zielgruppe: Lehramtsstudierende mit dem Erstfach Physik

Literaturangaben

Lewis C. Epstein: Denksport Physik, Deutscher Taschenbuch Verlag (2011, ISBN: 3423346825 , Preis: 9,90 Euro

Einführung in die Quantenmechanik: Zeitabhängige und stationäre Schrödinger-Gleichung, Lösungesmethoden für ausgewählte Potenziale, Ausgewählte Grundlagen der Elementarteilchen-, Kern-, Atom,- Molekül- und Festkörperphysik

Die Veranstaltung bildet zusammen mit der LV Einführung in die Struktur der Materie 1 die zweite Hälfte des Moduls: Einführung in die Struktur der Materie

Anmeldung zur Übungsgruppe und Vorlesungsmaterialien im KVV (https://kvv.imp.fu-berlin.de/portal)

Terminhinweis:

Anmeldung (16.07.20 - 31.08.20) nur Online siehe:
https://www.physik.fu-berlin.de/studium/lehre/gp/
ACHTUNG: Zusätzlich Anmeldung im Campusmanagement zu Semesterbeginn.

Eingangsveranstaltung (Anwesenheitspflicht, Online): Fr 06.11.20, 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) 13.11.2020, 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 wöchtlich 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 19.10.20 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 20.11.20 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 (16.07.20-31.08.20) 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 02.11.20, 9:00 - 11:00 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 02.11.2020, 9:00 - 11:00 (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 02. bis zum 06.11.2020 stattfinden.
 

1. Praktikumstermin (Online) 11.11.2020, 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 wöchtlich 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.

Das Demonstrationspraktikum I wird im Wintersemester 2020/21 voraussichtlich in einer Kombination von Präsenzlehre und digitalen Angeboten jeweils montags in der Kernzeit von 12 bis 18 Uhr stattfinden. Das Praktikum wird als Präsensveranstaltung mit individuell zu vereinbarenden Terminen unter Wahrung aller Maßnahmen zum Gesundheitsschutz durchgeführt. Die Planung des Lehrangebots erfolgt zum aktuellen Zeitpunkt noch unter wenig vorhersehbaren Rahmenbedingungen. Über die Details zur Ausgestaltung der Veranstaltung werden wir Sie unter https://tetfolio.fu-berlin.de/tet/1261235 rechtzeitig informieren.

Inhalt:

• Mechanik
• Thermodynamik

Weitere Details, Skript u. Uebungsaufgaben siehe auf meiner Webseite

Thema des Seminars sind die Grundlagen des Lebens aus einem interdisziplinären Blickwinkel. Die Vortragthemen reichen von der Entstehung des Lebens auf der Erde über den globalen Energiehaushalt (und damit auch der drohenden Klimakatastrophe) bis hin zu neuronalen Netzen und den Grundlagen des menschlichen Bewusstseins. Die Vortragsthemen des Lehrseminars werden in der ersten Veranstaltung im Detail durch den Dozenten vorgestellt und dann individuell an die Studenten vergeben.

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.

Aktuelle Trends und Themen in molekularer und zellulärer Biophysik werden anhand von wissenschaftlicher Literatur erarbeitet und im Seminar präsentiert

Terminhinweis:

Anmeldung (16.07.20 - 31.08.20) nur Online sowie weitere Informationen siehe:
http://www.physik.fu-berlin.de/studium/lehre/gp/projektpraktikum/
ACHTUNG: Zusätzlich Anmeldung im Campusmanagement zu Semesterbeginn.

Einführungsveranstaltung mit Anwesenheitspflicht (Online):
Do 05.11.20, 9:00 Uhr
Die Zugangsdaten für die Online-Veranstaltung werden vor der Veranstaltung angemeldeten Studierenden zugänglich gemacht.

Inhalt:

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 Tutorinnen und 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

Thema des Seminars sind die Grundlagen des Lebens aus einem interdisziplinären Blickwinkel. Die Vortragthemen reichen von der Entstehung des Lebens auf der Erde über den globalen Energiehaushalt (und damit auch der drohenden Klimakatastrophe) bis hin zu neuronalen Netzen und den Grundlagen des menschlichen Bewusstseins. Die Vortragsthemen des Lehrseminars werden in der ersten Veranstaltung im Detail durch den Dozenten vorgestellt und dann individuell an die Studenten vergeben.

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.

Aktuelle Trends und Themen in molekularer und zellulärer Biophysik werden anhand von wissenschaftlicher Literatur erarbeitet und im Seminar präsentiert

Ziel der Vorlesung ist die Vermittlung der biophysikalischen Grundlagen zur Beschreibung und zum Verständnis von Struktur, Dynamik und Funktion biologischer Moleküle.
Stichworte zum Inhalt:

• Biologische Makromoleküle - eine Einführung;
• Struktur komplexer Biomoleküle;
• Selbstorganisation von Proteinen und Membranen durch "hydrophobe Kräfte";
• Ionen, Protonierung und Proteinelektrostatik;
• Temperatur und Proteindynamik;
• Grundlagen der Molekülmechanik-Berechnungen;
• Proteinfaltung und Strukturvorhersagen;
• Motorenzyme und Bewegung auf Nanometerskalen.

Sackmann & Merkel, Lehrbuch der Biophysik, Wiley-VCH

INHALT:
Organisation der Materie im Universum, Klassische Astronomie, Exo-Planetensysteme, Physik der Sterne, Bau der Milchstraße, Galaxien, Gravitationswellen, AGNs und Supermassive schwarze Löcher, Kosmologie

ANMERKUNGEN:
Begleitend zu dieser Vorlesung gibt es „Übungen zur Einführung in die Astronomie und Astrophysik“ (ebenfalls online, Termine: Dienstags 10.00 – 12.00 Uhr und Dienstags

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 01.10. bis 06.11.2020 unter Angabe des Wunschtermins.

ZIELGRUPPE:
Wahlpflichtvorlesung für Studierende, die das Modul „Einführung  in die Astronomie und Astrophysik“ im Bachelor-Studiengang wählen. Sonstige Studierende mit Interesse an Astronomie und Astrophysik

VORAUSSETZUNG:
Grundkenntnisse in Physik und Mathematik

• 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

Die Vorlesung ist Teil des Wahlbereichs im Bachelorstudiengang Physik. Sie ist nach dem Studienplan für das 5. Semester vorgesehen und wird daher nur im Wintersemester angeboten. Der Übungsschein ist auch anrechenbar auf die Anforderungen eines Nebenfachstudiums Informatik sowie für die anwendungsorientierte Informatik im Hauptfachstudium Informatik.

Vorlesung, eigenständige Entwicklung von Computerprogrammen in kleinen Gruppen, Übungsgruppen, in denen technische Details diskutiert und die selbst geschriebenen Computerprogramme besprochen werden.
 

• Fehlerarithmetik
• Funktionen und Nullstellen
• Lineare Gleichungssysteme
• Interpolation und approximative Darstellung von Funktionen
• Fourier-Transformation
• Numerische Integration
• Monte-Carlo-Integration und Simulationen
• Gewöhnliche und partielle Differentialgleichungen, Eigenwertprobleme
• Dynamische Simulationen von Vielkörpersystemen
• Netzwerktheorie
• Nichtlineare Optimierung, simulated annealing

Literatur:

• Skript zur Vorlesung (wird derzeit gerade überarbeitet), siehe VL-Homepage
• Freund, Hoppe: Numerische Mathematik 1 (Stoer/Bulirsch)
• W.H. Press, S.A. Teukolsky, W.T. Vetterling, B.P. Flannery, Numerical Recipes in C, The Art of Scientific Computing - Second Edition, Cambridge University Press, Cambridge, 1997; online: http://library.lanl.gov/numerical/index.html
• P.L. DeVries, Computerphysik, Grundlagen, Methoden, Übungen, Spektrum Akad. Verl., Berlin, 1995
• Tao Pang, An Introduction to Computational Physics, Cambridge University Press, Cambridge, 1997
• M.E.J. Newman and G.T. Barkema, Monte Carlo Methods in Statistical Physics, Clarendon Press, Oxford, 1999.
• K. Binder and D.W. Heermann, Monte Carlo Simulations in Statistical Physics: An Introduction, 4th edition, Springer, Berlin, 2002.

Ich plane die Vorlesungen auf Videos aufzunehmen, die ich den Studierenden zu den Vorlesungszeiten Dienstag und Donnerstag von 10:00 - 12:00  zum download zur Verfügung stellen werde, eine digitale Besprechungszeit mit mir wird ebenfalls während der Vorlesungszeiten angeboten. 

Terminhinweis:

Anmeldung (16.07.20 - 31.08.20) nur Online sowie weitere Informationen siehe:
http://www.physik.fu-berlin.de/studium/lehre/gp/projektpraktikum/
ACHTUNG: Zusätzlich Anmeldung im Campusmanagement zu Semesterbeginn.

Einführungsveranstaltung mit Anwesenheitspflicht (Online):
Do 05.11.20, 9:00 Uhr
Die Zugangsdaten für die Online-Veranstaltung werden vor der Veranstaltung angemeldeten Studierenden zugänglich gemacht.

Inhalt:

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 Tutorinnen und 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

Thema des Seminars sind die Grundlagen des Lebens aus einem interdisziplinären Blickwinkel. Die Vortragthemen reichen von der Entstehung des Lebens auf der Erde über den globalen Energiehaushalt (und damit auch der drohenden Klimakatastrophe) bis hin zu neuronalen Netzen und den Grundlagen des menschlichen Bewusstseins. Die Vortragsthemen des Lehrseminars werden in der ersten Veranstaltung im Detail durch den Dozenten vorgestellt und dann individuell an die Studenten vergeben.

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.

Aktuelle Trends und Themen in molekularer und zellulärer Biophysik werden anhand von wissenschaftlicher Literatur erarbeitet und im Seminar präsentiert

Vorlesung mit Demonstrationsexperimenten. Übungen in kleinen Gruppen.

Inhalt:
Einführung in die Mechanik und Wärmelehre: Bewegung punktförmiger Körper, Erhaltungssätze, Bewegungsgleichungen, harmonischer Oszillator, Schwingungen, Drehbewegungen, beschleunigte Bezugssysteme, elastische Eigenschaften, ruhende und bewegte Flüssigkeiten, Zustandgleichungen, kinetische Gastheorie, spezifische Wärme, Entropie, Wärmekraftmaschinen.

Giancoli, "Physik", Pearson Studium, 2010 Ergänzend dazu:

Halliday, Resnick, Walker "Physik", Bachelor Edition, Wiley VHC, 2007 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 1 (ME1) sowie den Übungen zu Grundlagen der Experimentalphysik 1 die erste Hälfte des Moduls: Grundlagen der Experimentalphysik.

Anmeldung zur Übungsgruppe und Vorlesungsmaterialien im KVV (https://kvv.imp.fu-berlin.de/portal)

Informationen für Studenten

Zielgruppe: Studenten/innen Lehramt Physik, Geophysik und Meteorologie im 2. Semester
Voraussetzungen: keine, empfohlen wird die Teilnahme am Brückenkurs sowie aktiver und reglemäßiger Besuch der Vorlesung.
Anwesenheitspflicht: Vorlesung: nein, Übungen: ja, Mathematische Ergänzung: ja
Leistungspunkte: 10 (Arbeitsaufwand 300 h)

Anmeldung zur Übungsgruppe und Vorlesungsmaterialien im KVV (https://kvv.imp.fu-berlin.de/portal)

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 1" sind unter anderem: Differentiation und Integration in IR, Taylorreihe, Komplexe Zahlen, Skalar- und Vektorfelder, Gradient, Potential, Kurvenintegrale,...

Literaturangaben
Merziger/Wirth: Repetitorium der Höheren Mathematik, Binomi-Verlag 2010, ISBN 3923923341, Preis: 19,80 € (Hinweis: Auch die ältere Auflage von 2006 ist problemlos nutzbar.)

Einführung in die Quantenmechanik: Zeitabhängige und stationäre Schrödinger-Gleichung, Lösungesmethoden für ausgewählte Potenziale, Ausgewählte Grundlagen der Elementarteilchen-, Kern-, Atom,- Molekül- und Festkörperphysik

Die Veranstaltung bildet zusammen mit der LV Einführung in die Struktur der Materie 1 die zweite Hälfte des Moduls: Einführung in die Struktur der Materie

Anmeldung zur Übungsgruppe und Vorlesungsmaterialien im KVV (https://kvv.imp.fu-berlin.de/portal)

Terminhinweis:

Anmeldung (16.07.20 - 31.08.20) nur Online siehe:
https://www.physik.fu-berlin.de/studium/lehre/gp/
ACHTUNG: Zusätzlich Anmeldung im Campusmanagement zu Semesterbeginn.

Eingangsveranstaltung (Anwesenheitspflicht, Online): Fr 06.11.20, 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) 13.11.2020, 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 wöchtlich 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 19.10.20 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 20.11.20 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 (16.07.20-31.08.20) 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 02.11.20, 9:00 - 11:00 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 02.11.2020, 9:00 - 11:00 (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 02. bis zum 06.11.2020 stattfinden.
 

1. Praktikumstermin (Online) 11.11.2020, 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 wöchtlich 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.

Das Demonstrationspraktikum I wird im Wintersemester 2020/21 voraussichtlich in einer Kombination von Präsenzlehre und digitalen Angeboten jeweils montags in der Kernzeit von 12 bis 18 Uhr stattfinden. Das Praktikum wird als Präsensveranstaltung mit individuell zu vereinbarenden Terminen unter Wahrung aller Maßnahmen zum Gesundheitsschutz durchgeführt. Die Planung des Lehrangebots erfolgt zum aktuellen Zeitpunkt noch unter wenig vorhersehbaren Rahmenbedingungen. Über die Details zur Ausgestaltung der Veranstaltung werden wir Sie unter https://tetfolio.fu-berlin.de/tet/1261235 rechtzeitig informieren.

Inhalt:

• Mechanik
• Thermodynamik

Weitere Details, Skript u. Uebungsaufgaben siehe auf meiner Webseite

Contents: We begin with the notion of an algorithm, and we describe the cycle from problem statement to algorithmic solution to working code. We consider numerous examples that illustrate fundamental principles of algorithm design. In order to implement our algorithms, we introduce the functional programming language Haskell. Additionally, we explore the theoretical, technological, and organizational principles of computer systems. Topics covered include the binary representation of information in a computer, Boolean functions and their implementation as circuits, the design principles of CPUs, and the von-Neumann-architecture.

Prerequisites: We recommend that participants of this class attend the Brückenkurs Mathematical Foundations of Computer Science and Bioinformatics.

• S. Thompson; Haskell: The Craft of Functional Programming; Addison-Wesley
• F. Rabhi, G. Lapalme; Algorithms: A Functional Proramming Approach; Addison-Wesley
• G. Hutton; Programming in Haskell; Cambridge University Press
• A. Tanenbaum, J. Goodman; Computerarchitektur; Pearson Studium

Inhalt:

• Prinzipien des Zählens; Elemente der Kombinatorik
• Wahrscheinlichkeitsmaße, Zufallsvariablen, Verteilungsfunktionen
• bedingte Wahrscheinlichkeiten; Unabhängigkeit
• Erwartungswert, Varianz, Korrelation
• Gesetze der großen Zahlen
• charakteristische Funktionen, Zentrale Grenzwertsätze
• Elemente der Schätz- und Testtheorie
• Maximum-Likelihood-Prinzip, Konfidenzintervalle, Hypothesentests

Nähere Informationen finden Sie auf der Homepage der Vorlesung 19200601 Stochastik I.

Literatur:

• E. Behrends: Elementare Stochastik, Springer, 2013
• H.-O. Georgii: Stochastik: Einführung in die Wahrscheinlichkeitstheorie und Statistik, De Gruyter, 2007
• A. Klenke: Wahrscheinlichkeitstheorie, Springer, 2013
• D. Meintrup, S. Schäffler, Stochastik: Theorie und Anwendungen, Springer, 2005.

Zielgruppe: Studierende ab dem 3. Semester
Voraussetzungen: Analysis 1-2, Lineare Algebra 1-2, gleichzeitiger Besuch der Analysis 3 wird empfohlen.

Description: Extending basic knowledge on odes from Numerik I, we first concentrate on one-step methods for stiff and differential-algebraic systems and then discuss Hamiltonian systems. In the second part of the lecture we consider the iterative solution of large linear systems.

Target Audience: Students of Bachelor and Master courses in Mathematics and of BMS

Prerequisites: Basics of calculus (Analysis I, II) linear algebra (Lineare Algebra I, II) and numerical analysis (Numerik I)

Program

Polymer Physics: Structure and Dynamics

• (a) Theoretical/analytic approaches
• (b) Physical and chemical Modeling
• (c) Simulation

Biological Membranes

• (a) Theoretical/analytic approaches
• (b) Physical and chemical Modeling
• (c) Simulation

Introduction to Colloids and Liquid Crystals

• Theory and Simulation

Introduction to Hydrodynamic scale for large Biological Systems:

• Examples are e.g. Cellular processes, Red Blood Cells in Capillary Flow, etc. (Theory and Simulation)