t.BA.ETP.PHY3FW.19HS (Physik 3: Felder und Wellen) 
Modul: Physik 3: Felder und Wellen
Diese Information wurde generiert am: 20.04.2024
Nr.
t.BA.ETP.PHY3FW.19HS
Bezeichnung
Physik 3: Felder und Wellen
Veranstalter
T IAMP
Credits
4

Beschreibung

Version: 3.0 gültig ab 01.02.2023
 

Kurzbeschrieb

 Die Studierenden eignen sich die physikalischen und technischen Grundlagen zu elektrischen und magnetischen Feldern, der Kopplung zwischen ihnen und der Wellenlehre an. Sie lernen die Maxwellschen Gleichungen kennen und anwenden. An ausgewählten Beispielen aus diesen Gebieten lernen die Studierenden die physikalische Denk- und Arbeitsweise als Teil des modernen technischen Denkens des Ingenieurs kennen und anwenden.

Modulverantwortung

 Ralf Markendorf (mklf)

Lernziele (Kompetenzen)
Ziel Kompetenzen Taxonomiestufen
Die Studierenden haben die grundlegenden Zusammenhänge der Physik in Form der Grundgesetze, der Erhaltungssätze und physikalischer Konzepte verstanden und können sie auf konkrete Situationen anwenden. F, M K2, K3
Sie sind in der Lage, durch physikalisches Experimentieren mittels Beobachtung, Erkennen (Wiederfinden) physikalischer Zusammenhänge, Erfassung von Daten sowie ihre numerische Auswertung und Interpretation neue Erkenntnisse zu erlangen. F, M K2, K3
Sie können physikalische Situationen modellieren, Leistungen und Gültigkeitsgrenzen des Modells erkennen, Modelle weiterentwickeln und verfeinern und (qualitative und) quantitative Ergebnisse aus den Modellen gewinnen. F, M K2, K3
Die Studierenden lernen die induktiv geprägte  physikalische Denk- und Arbeitsweise als Teil der modernen Denk- und Arbeitsweise des Ingenieurs kennen und können diese anwenden. Dazu gehören so wichtige Methoden wie das Experimentieren, das Modellieren bzw. Idealisieren und das Analogiedenken. Sie sind in der Lage, die Richtigkeit von Resultaten aus Experimenten und Modellen durch Überschlagsrechnungen, Grenzfallüberlegungen und Beurteilung ihrer Plausibilität  durch Vergleich mit Erfahrungswerten aus Technik oder Alltag prinzipiell zu kontrollieren. F, M K2, K3

Modulinhalte

 Felder als Basis des Elektromagnetismus (Wiederholung): Feldbegriff, elektrisches und magnetisches Feld, Feld als Energieträger

Stationäre Situationen: E-Feld, Gaussscher Satz, Potenzial, Spannung, B-Feld, Ampèresches Gesetz, Lorentz-Kraft, Elektro- und Permanentmagnet, Permeabilität, verschiedene Kondensatoren und Spulen

Kopplung elektrischer und magnetischer Felder: Induktionsgesetz, Selbst- und Gegeninduktion in Drähten (für später: Wellen auf Leitungen s.u.), Skineffekt und Leitungsdämpfung (auch für Leitungswellen s.u.), Transformator, Generator, Durchflutung, elektromagnetischer (Hertzscher) Dipol, elektromagnetische Kopplung, Maxwell-Gleichungen

Wellen allgemein: Mechanismus der Wellenausbreitung am Beispiel elektromagnetischer Wellen, Trägermedium, Wellengleichung, Wellenfunktion, Wellenlänge, Phase, Frequenz, Geschwindigkeit etc., Energie- und Impulsausbreitung in Wellen, Transversale und longitudinale Wellen, Schall, elastische Wellen, Wasserwellen, Wellen auf gespannter Saite

Elektromagnetische und Leitungswellen: Ausbreitung elektromagnetsicher Wellen, Ausbreitungs- und Dämpfungskonstante, Dispersion, Phasen- und Gruppengeschwindigkeit, Polarisation, Antennen-Reflektoren & -Direktoren, typische Erscheinungen elektromagnetischer Wellen: Überlagerung, Interferenz, Doppler-Verschiebung, Reflexion und stehende Wellen, Führung in Glasfasern (Lichtwellen) und auf Drähten (Leitungswellen)
Technische Anwendungen: Laser; Glasfasern etc.

Lehrmittel/Materialien

 Skript: Felder und Wellen
Aufgabensammlung und Lösungen: Felder und Wellen

Ergänzende Literatur

  

Zulassungs-voraussetzungen 

 Physik der Assessmentstufe

Unterrichtssprache

 (X) Deutsch ( ) Englisch

Teil des Internationalen Profils

 ( ) Ja (X) Nein

Modulausprägung

 Typ 3a
  Details siehe unter: T_RL_Richtlinie_Modulauspraegungen_Stundengutschriften

Leistungsnachweise
Bezeichnung Art Form Umfang Bewertung Gewichtung
Leistungsnachweise während Studiensemester Klausur schriftlich 60 min Benotung 20 %
Semesterendprüfung Klausur schriftlich 90 min Benotung 80 %

Bemerkungen

  

Rechtsgrundlage

 Die Modulbeschreibung ist neben Rahmenprüfungsordnung und Studienordnung Teil der Rechtsgrundlage. Sie ist verbindlich. Eine in der ersten Unterrichtswoche des Semesters schriftlich festgehaltene und kommunizierte Modulvereinbarung kann die Modulbeschreibung präzisieren. Die Modulvereinbarung ersetzt nicht die Modulbeschreibung.

Hinweis

Kurs: Physik 3: Felder und Wellen - Praktikum
Nr.
t.BA.ETP.PHY3FW.19HS.P
Bezeichnung
Physik 3: Felder und Wellen - Praktikum

Hinweis

  • Für das Stichdatum 01.08.2099 ist kein Modulbeschreibungstext im System verfügbar.
Kurs: Physik 3: Felder und Wellen - Vorlesung
Nr.
t.BA.ETP.PHY3FW.19HS.V
Bezeichnung
Physik 3: Felder und Wellen - Vorlesung

Hinweis

  • Für das Stichdatum 01.08.2099 ist kein Modulbeschreibungstext im System verfügbar.