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Modulbeschreibung - Mathematische und Physikalische Grundlagen

Nummer	02010
Leitung	Julia Rausenberger (Modulverantwortliche) Stephan Müller (Unterrichtender)
ECTS	6.0
Unterrichtssprache	Deutsch
Lernziele/Kompetenzen	Analysis: Die Studierenden erarbeiten sich mathematische Grundkompetenzen. Die Studie-renden können Funktionen in einer Veränderlichen analysieren, ableiten und integrieren. Sie verstehen Optimierungsprobleme im Zusammenhang mit der Differentialrechnung und Flächen- und Volumenberechnungen im Zusammenhang mit der Integralrechnung. Die Studierenden können Funktionen in mehreren Veränderlichen partiell ableiten und Gradienten berechnen. Sie können angewandte Probleme aus den Life Sciences mit den vorgestellten mathematischen Werkzeugen analysieren. Physik: Die Studierenden verstehen die grundlegenden Gesetze der Physik und können sich im naturwissenschaftlichen Umfeld physikalisch korrekt ausdrücken. Sie kennen relevante Phänomene aus verschiedenen Teilgebieten von Technik und Naturwissenschaft und können sie auf physikalische Grundprinzipien zurückfüh-ren. Sie kennen die Möglichkeiten und Grenzen des technisch Machbaren und können dazu physikalische Abschätzungen durchführen.
Lerninhalte	Analysis Grundlagen (Mengen; Rechnen mit reellen Zahlen; Gleichungen und Ungleichungen) Funktionen mit einer Variablen (Allgemeine Funktionseigenschaften; Elementare Funktionen: Polynome, Exponential-, Logarithmus-, Wurzelfunktionen, trigonometrische Funktionen) Differentialrechnung mit einer Variablen (Differentialbegriff, Ableitungen elementarer Funktionen, Ableitungsregeln, Anwendungen: Kurvendiskussion, Optimierungsprobleme) Integralrechnung mit einer Variablen (Stammfunktion, Bestimmtes Integral; Integrationsregeln und methode: Substitution; Anwendungen: Flächen- und Volumenberechnung) Funktionen mit mehreren Veränderlichen (partielle Ableitungen, Gradientenvektor, Anwendung: lokale Extrema, Fehlerfortpflanzung, Linearisierung) Physik: Mechanik: Kräfte, Drehmoment, Statik, Arbeit, Energie, Leistung, Impuls, Druck, Molekularkräfte, Strömungen, Deformationen Strahlenoptik: Brechung, Totalreflexion, Abbildung, Auge, Mikroskop Licht: Glühspektrum, Emission und Absorption, Laser, Röntgenstrahlung, Farben Messtechnik: SI System, Fehler, Digitalisierung, Elektronik (Auszug) Elektrizitätslehre: Elektrisches Feld, Influenz, Kapazität, Gleichstrom, Magnetismus, Induktion, Induktivität Thermodynamik: Temperatur und Wärme, Wärme, Kraft, Kopplung Transportgesetze: Ladung, Teilchendiffusion, Wärme, Strömung Isolation: Wärme, E-Feld, B_Feld, Radioaktive Strahlung, Schall, Strom, Abstandsgesetz Dosimetrie: Radioaktivität, Dosisbegriffe, Strahlenschutz Schwingungen: Definition, Spektrum, Fourierprinzip, Eigenschwingung, Resonanz, Modulation Wellen: Beispiele, Polarisation, Dopplereffekt, Interferenz, Holographie
Bibliographie/Literatur	Vorlesungsfolien, Skript, online Unterlagen
Modultyp	Pflichtmodul
Lehr- und Lernmethoden	Vorlesung, Lehr, Lerngespräche, Partnerarbeit, Übungen, Übungsbesprechung im Mathematik Zentrum
Leistungsbewertung	Analysis: Modulprüfung schriftlich (87.5%) und Vorschlagsnote (12.5%)

Studium

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