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Modulbeschreibung - Schwingungen und Wellen

Nummer
sww
ECTS 3.0
Anspruchsniveau intermediate
Inhaltsübersicht Periodische Vorgänge spielen in Natur und Technik eine überaus wichtige
Rolle. Bereits an den stark vereinfachten Modellvorstellungen der harmonischen Schwingung resp. der ebenen Welle lassen sich die wichtigsten Eigenschaften von Schwingungen und Wellen sowie deren vielfältige technische Anwendungen verstehen.

    Inhalt:
  • harmonische und nicht-harmonische periodische Vorgänge Harmonische Schwingung (freie ungedämpfte, freie gedämpfte, und erzwungene Schwingung; Resonanzphänomene)
  • Überlagerung von Schwingungen; Schwebung, Aliasing, gekoppelte Pendel
  • phänomenologische Einführung in die Wellenlehre; Ausbreitungsgeschwindigkeit von Wellen; math. Beschreibung von (ebenen und Kugel-) Wellen; Unterschied Phasen- und Gruppengeschwindigkeit
  • Reflexion und Transmission von Wellen, Wellenimpedanz; Energietransport in Wellen
  • Stehende Wellen, Helmholtz-Resonatoren
  • Interferenz und Beugung
  • Einführung in die Wellenoptik
Lernziele Die Studierenden
  • können einfache, schwingende Systeme mit Hilfe eines passenden Modells beschreiben und deren charakteristische Grössen (z.B. die Eigenfrequenz) aus System- resp. Messdaten berechnen.
  • kennen die Grundbegriffe der Wellenlehre (Longitudinal-/Transversalwelle, Phasen resp.Gruppengeschwindigkeit) und können zugehörige Berechnungen mittleren Schwierigkeitsgrades durchführen.
  • kennen den Begriff "Oszillator" und können die Eigenfrequenzen einfacher Oszillatoren berechnen.
  • verstehen die Phänomene Interferenz und Beugung und können in der Anwendung beobachtete Effekte interpretieren resp. zu erwartende Effekte quantifizieren.
Empfohlene Vorkenntnisse
  • Mechanik (mech)
  • Elektromagnetismus (elmag)

  • Studiengang M: Analysis 4 (an4M)
  • Studiengänge EIT, ST: Modellieren dynamischer Systeme (mds)
Leistungsbewertung Erfahrungsnote und MSP schriftlich
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