Vorlesung Physik III WS 2019/20

7 SWS

Dozenten: Prof. Dr. Matthias Fuchs/ Prof. Dr. Gerd Ganteför
Termine: Mo. 10:00 - 11:30, Di. 8:15 - 9:45, Mi. 13:30 - 15:00, Fr. 11:45 - 13:15, Raum R711
Vorlesungszeitraum: 21.10.2019 - 14.02.2020

Inhalt

Optik: Licht als elektromagnetische Welle, Polarisation, klassische Modelle der Licht Materie-Wechselwirkung, Brechungsindex und Dispersion, geometrische Optik, Wellenoptik, Interferenz, Beugung, Streuung spez. Relativitätstheorie: Relativitätsprinzip und Lorentz-Transformation, Einsteinsche Bewegungsgleichungen Thermodynamik: Grundgrößen der Thermodynamik (Energie, Entropie,Temperatur, Druck, Volumen, Teilchenzahl, chemisches Potential) und ihre experimentelle Bestimmung, ideale und reale Gase, thermische
Eigenschaften der Materie, Hauptsätze der Thermodynamik, Entropie und Irreversibilität, formale Aspekte der Thermodynamik, Phasenübergänge analytische Mechanik: Formulierungen der Mechanik nach Lagrange und Hamilton, Variationsprobleme, Symmetrien und Erhaltungssätze; Störungsrechnung und Näherungsverfahren

Lernziele

Die Studierenden sind in der Lage, die in der Vorlesung behandelten Inhalte wiederzugeben und zu erklären. Sie ziehen die Beschreibung von Licht als elektromagnetische Welle zur Erklärung auch unbekannter Effekte heran und können Phänomene der geometrischen Optik mit Hilfe des Wellenmodels erklären und entsprechende Aufgaben lösen. Insbesondere kennen sie unterschiedliche Arten der Wechselwirkung mit Materie und können qualitative und quantitative Vorhersagen über unbekannte Systeme machen.Sie kennen die grundlegenden Vorhersagen und Rechenmethoden der
speziellen Relativitätstheorie und nutzen sie zum Lösen einfacher auch unbekannter Aufgaben. Sie bedienen sich dieser um Beispiele zu erklären, an denen relativistische Effekt beobachtbar sind, und können vorhersagen, ob relativistische Effekte in konkreten Situationen berücksichtigt werden müssen.

Die Studierenden nutzen die makroskopische Beschreibung der Thermodynamik zur Beschreibung bekannter und unbekannter Systeme. Sie können den Begriff der Entropie erklären und anhand von Beispielen veranschaulichen.
Sie können die Methoden der analytischen Mechanik auf einfache mechanische Systeme anwenden und deren Verhalten vorhersagen. Die Unterschiede der Beschreibung nach Lagrange und Hamilton können sie erklären. Sie können Aufgaben zu allen genannten Bereichen und Kompetenzniveaus selbständig lösen und sich dazu geeigneter mathematischer Hilfsmittel bedienen. Bei allen Themen nutzen sie geeignete Fachsprache sowie mathematische Methoden.