PHY.08254.01 - Experimentalphysik Export C für Lebensmittelchemiker (Vollständige Modulbeschreibung)

Prof. Dr. Jochen Balbach

• Kenntnis und Verständnis der grundlegenden Konzepten der

Experimentalphysik in den Bereichen Mechanik, Wärmelehre, Elektrizität und
Magnetismus, Schwingungen und Wellen im Umfang eines Nebenfachs

• Anwendung des erlernten Wissens zur Lösung entsprechender

Rechenaufgaben

• Erwerb von grundlegenden Kenntnissen und Fähigkeiten im

experimentellen Arbeiten in den genannten Themenbereichen

Vorlesung

• Einführung: physikalische Größen, Einheiten, Gleichungen
• Mechanik: Kinematik und Dynamik freier Punktmassen (Grundbegriffe, Newtonsche

Axiome, Energie und Impulserhaltungssatz), Statik und Dynamik des starren Körpers
(Drehmoment, Trägheitsmoment, Drehimpulserhaltungssatz, Kreisel), Mechanik der
Flüssigkeiten, Gase und deformierbaren Körper (Hookesches Gesetz,
Archimedisches Prinzip, Grenzflächenerscheinungen, Bernoullische Gleichung,
Zähigkeit), Schwingungen (Grundbegriffe, freie und gedämpfte Schwingung,
Federschwinger und Fadenpendel)

• Thermodynamik: Temperatur, Wärme, Zustandsgleichung idealer Gase, van der

Waals Zustandsgleichung, I. Hauptsatz, ausgewählte Zustandsänderungen, II.
Hauptsatz, Entropie, thermodynamische Kreisprozesse, Transportvorgänge

• Elektrizität und Magnetismus: elektrostatisches Feld (Ladung, elektrische Feldstärke,

elektrisches Potenzial, Coulombsches Gesetz, Dielektrizitätskonstante, elektrische
Polarisation), elektrischer Strom (Ohmsches Gesetz, elektrische Leitung in
Festkörpern, Flüssigkeiten und Gasen), magnetisches Feld (magnetische
Feldgrößen, Lorentzkraft, Materie im Magnetfeld, zeitlich veränderliches Magnetfeld
(Induktionsgesetz, Maxwellsche Gleichungen), Anwendungen der elektromagnetischen
Induktion (Generator, Motor, Transformator, Wechselstromkreise),
elektromagnetische Wellen (Energiedichte, Strahlungsquellen-Hertzscher Dipol,
Transversal- vs. Longitudinalwellen)

• Optik: Modelle zur Beschreibung der Lichtausbreitung, Strahlenoptik (Reflexion,

Brechung, optische Geräte), Wellenoptik (Grundbegriffe, Wellengleichung, Huygens-
Fresnelsches Prinzip, Überlagerung, Beugung an Spalt & Gitter, Polarisation),
Teilchenbild (Grundbegriffe, Anwendung in der Spektroskopie)
Praktikum

• einfache Messgeräte für mechanische, thermische und elektrische Messungen
• Fehlerrechnung und Statistik, lineare Regression
• wissenschaftliches Protokollieren
• computergestützte Darstellung und Auswertung von Messergebnissen (Origin)
• Experimente zur Mechanik, Wärmelehre, Elektrik, Optik, Atom- und Kernphysik

Klausur I zum Abschluss der Vorlesung/Seminar im 1. Semester, Klausur II zum Abschluss der Vorlesung/Seminar im 2. Semester, bestätigte Praktikumsprotokolle

mündliche Prüfung