Elektrodynamik und Optik

Nummer

T013

Leitung

Klaus Mayer, +41 61 228 50 28, klaus.mayer@fhnw.ch

ECTS

3.0

Unterrichtssprache

Deutsch

Lernziele/Kompetenzen

Studierende….

verstehen die grundlegenden Gesetze der Elektrodynamik und der Optik und dass vorhandene Modelle sich oft als Spezialfälle allgemeinerer Theorien erweisen, doch bei der phys. Beschreibung – je nach Skala - ihre Berechtigung beibehalten (2 verstehen)
können die Gesetze der Elektro- und der Magnetostatik auf technische Fragestellungen (Gleichstromkreis, Energiespeicherung, Magnetfeld-Erzeugung, Elektromotor, ...) und auf Naturphänomene (Di-pol-Bindung, Polarlicht, …) übertragen (3 anwenden)
können die Gesetze der elektromagnetischen Induktion auf techni-sche Fragestellungen (Generator, Transformator, Datenspeicher, …) übertragen sowie das Phänomen Elektromagnetische Welle (Erzeugung, Eigenschaft und Spektrum) verstehen (3 anwenden)
können die Gesetze der Strahlen- und Wellenoptik (Wellenlehre) auf konkrete Fragestellungen (Linsen-Systeme, optische Instrumente, Auflösung eines Mikroskops, Spektrometer, Röntgenbeugung, …) anwenden (3 anwenden)
verstehen (1) die Aussagen der speziellen Relativitätstheorie (Zeit Dilatation, Äquivalenz von Masse und Energie, Kernenergie, …) oder (2) verstehen die Ansätze der Quantenmechanik (Wellenteilchen-Dualismus, Bohr-Atommodell, Elektronen-Mikroskop) (2 verstehen)

Inhalt

Elektrostatik

Magnetostatik

Elektro-Magnetismus

Optik

Einblicke in die moderne Physik

Erforderliche Vorkenntnisse

Mechanik und Wärme Studierende

verstehen die grundlegenden Gesetze der Mechanik und der Wärmelehre und grundlegenden Begriffe, wie z.B. inertiales Bezugssystem, geschlossenes System, Erhaltungssatz (Energie, Impuls, …), konservative Kraft, Arbeit, Leistung, Potential etc. (2 verstehen)
können die Dynamik von Massenpunkten und -systemen mit Hilfe der Newton’schen Gesetze und der Erhaltungsätze rechnen und auf konkrete Fragestellungen anwenden (3 anwenden)
können die Gesetze der Fluidik (Schweredruck, Auftrieb, Oberflächenspannung, Bernoulli, Viskosität) auf konkrete Fragestellungen umsetzen (3 anwenden)
können die Gesetze der Wärmelehre (Wärmetransport, Zustand idealer Gase, kinetische Gastheorie, 1. HS, 2. HS, Wärmekraft-Maschine) auf konkrete Fragestellungen umsetzen (3 anwenden)
verstehen das Phänomen Schwingung, Resonanz und Wellenausbreitung (am Beispiel mechanischer Systeme: Feder-Massen-Schwinger, Wasserwellen, Druckwellen ...) (2 verstehen)

Bibliographie/Literatur

Modultyp

Assessment-Modul in Studienrichtung Medizininformatik Studienrichtung Medizintechnik Studienreichtung Umwelttechnologie (technisches Profil)

Lehr- und Lernmethoden

Vorlesung mit integrierten Übungsphasen Übungsbearbeitung allein oder in der Gruppe Aufarbeitung im Mathe-Zentrum

Leistungsbewertung

gemäss Modulverzeichnis in der aktuellen StuPO

Anschlussmodule/-kurse

Bemerkungen

3 Lektionen / Woche KW 8 bis 18 (14 Wochen im Frühjahr-Semester)