Elektrodynamik und Optik,

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

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)

Elektrostatik

• Ladung, Coulomb-Gesetz, elektrisches Feld
• Energie & Kapazität, elektrische Ströme

Magnetostatik

• Lorentz-Kraft, magnetisches Feld
• Ampèresches Gesetz, Energie & Induktivität

Elektro-Magnetismus

• magnetische Induktion
• elektromagnetische Wellen

Optik

• Reflexion, Brechung und optische Instrumente
• Wellennatur des Lichtes: Interferenz, Beugung

Einblicke in die moderne Physik

• Äquivalenz von Masse- und Energie
• Aufbau der Materie

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)

• Vorlesungsunterlagen
• Buch: Physik Gymnasiale Oberstufe. Pearson-Verlag

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

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

gemäss Modulverzeichnis in der aktuellen StuPO

• Elektrotechnik
• Medizinische Automatisierungssysteme
• Medizinische Messtechnik I
• Medizinische Messtechnik II
• Mikrosystemtechnik
• Praktikum Elektrotechnik
• Praktikum Physik
• Praktikum Physik für Chemiker

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