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Theoretische Physik 3 für Studierende der Materialphysik: Statistische Physik und Thermodynamik (TP-MAT3)7.5 ECTS (englische Bezeichnung: Theoretical Physics 2 for Materials Physics: Statistical Physics and Thermodynamics)
Modulverantwortliche/r: Hanno Sahlmann, Dozenten der theoretischen Physik Lehrende:
Hanno Sahlmann
Start semester: |
SS 2019 | Duration: |
1 semester | Cycle: |
jährlich (SS) |
Präsenzzeit: |
75 Std. | Eigenstudium: |
150 Std. | Language: |
Deutsch |
Lectures:
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Theoretische Physik 3 für Materialphysiker: Statistische Physik und Thermodynamik
(Vorlesung, 3 SWS, Benjamin Bahr, Thu, 10:00 - 12:00, HF; Wed, 13:00 - 14:00, HF)
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Übungen zur Theoretischen Physik 3 für Materialphysiker: Statistische Physik und Thermodynamik
(Übung, 2 SWS, Benjamin Bahr et al., Thu, 16:00 - 18:00, SR 00.103; Thu, 8:00 - 10:00, SR 01.683, SR 02.729)
Inhalt:
- Hauptsätze der Thermodynamik:
Arbeit und Wärme,
reversible und irreversible Prozesse,
adiabatische Prozesse,
Zusammenhang von Entropieänderung und Wärmezufuhr,
Definitionen,
Thermodynamische Zustandsgrößen,
Variablentransformationen,
Wärmekraftmaschinen,
Carnot-Prozess,
Wirkungsgrad
kanonisches und großkanonisches Ensemble,
Zustandssumme,
statistische Definition der freien Energie und der Entropie,
Anwendung der kanonischen Verteilung auf Zweiniveausystem
und den harmonischen Oszillator
Bose-Verteilung,
Planck-Verteilung für die Wärmestrahlung,
Bose-Einstein Verteilung,
Fermi-Dirac-Verteilung
diskontinuierliche und kontinuierliche Übergänge
Lernziele und Kompetenzen:
Die Studierenden
erläutern und erklären die theoretisch-physikalische Beschreibung der Thermodynamik und statistischen Physik und reflektieren vorgestellte Theorien gemäß den detaillierten Themen im Inhaltsverzeichnis
strukturieren Probleme mathematisch und lösen sie eigenständig
Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan: Das Modul ist im Kontext der folgenden Studienfächer/Vertiefungsrichtungen verwendbar:
- Ergänzende Modulstudien Physik (keine Abschlussprüfung angestrebt bzw. möglich): ab 1. Semester
(Po-Vers. 2017w | NatFak | Ergänzende Modulstudien Physik (keine Abschlussprüfung angestrebt bzw. möglich) | Ergänzende Modulstudien Physik | Theoretische Physik 3 für Studierende der Materialphysik: Statistische Physik und Thermodynamik)
- Materialphysik (Bachelor of Science): ab 4. Semester
(Po-Vers. 2009 | NatFak | Materialphysik (Bachelor of Science) | alte Prüfungsordnungen | Bachelorprüfung | Theoretische Physik 3 für Studierende der Materialphysik: Statistische Physik und Thermodynamik)
- Materialphysik (Bachelor of Science): ab 4. Semester
(Po-Vers. 2010 | NatFak | Materialphysik (Bachelor of Science) | Module des 3. bis 6. Fachsemesters | Theoretische Physik 3 für Studierende der Materialphysik: Statistische Physik und Thermodynamik)
- Physik (1. Staatsprüfung für das Lehramt an Gymnasien): ab 6. Semester
(Po-Vers. 2010 | NatFak | Physik (1. Staatsprüfung für das Lehramt an Gymnasien) | Module Fachwissenschaft Physik | Theoretische Physik und Wahlpflichtbereich | Theoretische Physik 3 LA: Statistische Physik und Thermodynamik)
Studien-/Prüfungsleistungen:
Klausur zu Vielteilchenphänomene (Prüfungsnummer: 70411)
- Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 120, benotet, 7.5 ECTS
- Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %
- weitere Erläuterungen:
Bonusregelung:
Es werden zwei freiwillige Zwischentests von jeweils 45 Minuten Länge in Form einer Klausur während der Vorlesung- bzw. Übungszeit angeboten. Die Aufgaben der Zwischentests sind angelehnt an Hausaufgaben, die vorher bearbeitet und besprochen wurden bzw. für die Musterlösungen zur Verfügung stehen. Die Tests werden als bestanden / nicht bestanden bewertet, es werden keine Noten vergeben. Wenn einer der Tests bestanden wurde, verbessert sich die Klausurnote um 0,3 oder 0,4. Wenn beide Tests bestanden wurden, verbessert sich die Note um 0,6 oder 0,7.
- Erstablegung: SS 2019, 1. Wdh.: SS 2019 (nur für Wiederholer)
1. Prüfer: | Hanno Sahlmann |
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