Zweitfach Physik (BPT-MA-Phy)

Experimente im Physikunterricht (Kurs 1) [DDP-2] Lecturer: Jan-Peter Meyn Details: Hauptseminar, 2 cred.h, certificate, ECTS: 5, Anmeldung über StudOn Dates: Tue, 14:15 - 15:45, R 00.569, Zoom-Meeting Fields of study: PF BPT-MA-Phy ab 1

Experimente im Physikunterricht (Kurs 2) [DDP-2] Lecturer: Jan-Peter Meyn Details: Hauptseminar, 2 cred.h, certificate, ECTS: 5, Anmeldung über StudOn Dates: Thu, 10:00 - 11:45, R 00.569, Zoom-Meeting Fields of study: PF BPT-MA-Phy ab 1

Physik mit dem Raspberry Pi; DDP-36 [DDP-36] Lecturer: Angela Fösel Details: Hauptseminar, 2 cred.h, ECTS: 5, Besuch der zugehörigen Übung verpflichtend; verbindliche Anmeldung unter Angabe der Studienrichtung über StudOn bis 26.03.2021 Dates: Wed, 10:30 - 12:00, Zoom-Meeting Fields of study: PF BPT-MA-Phy ab 1 Prerequisites / Organisational information: Grundkenntnisse der Physik und der Physikdidaktik Diese Veranstaltung richtet sich in erster Linie an Studierende des Lehramts der Physik (nicht vertieft). Von den 5 ECTS werden entweder 4 ECTS für den Bereich Physikdidaktik und 1 ECTS für den freien Bereich angerechnet oder 5 ECTS für den Bereich Physikdidaktik. Contents: In diesem Seminar mit Übung setzen sich die Studierenden intensiv mit dem Microcontroller "Raspberry Pi" auseinander: Eingesetzt in Kombination mit verschiedensten Sensoren stellt er ein extrem kostengünstiges und dennoch hochwertiges Messwerterfassungssystem (MWE-System) für den Physikunterricht dar. Unter Anleitung erlernen die Studierenden in diesem Modul die Fachkompetenz im Umgang mit einem solchen Low Cost-High Tech-Messwerterfassungssystem. Programmierkenntnisse sind nicht erforderlich; Unterstützung beim Arbeiten mit (einfachen!) Programmen zur Ansteuerung der Sensoren bekommen die Teilnehmerinnen und Teilnehmer durch eine studentische Hilfskraft mit entsprechender Expertise. Methodenkompetenz, insbesondere eine schülergerechte Aufbereitung für den Physikunterricht, ist ebenfalls Inhalt des Moduls. Liste möglicher thematischer Aspekte: Konfiguration des Raspberry Pi Ansteuerung und Auslese verschiedenster Sensoren Registrierung physikalischer Größen (z.B. Temperatur, Druck, Kraft, Schalldruckpegel Methoden der Einbindung des Low Cost-High Tech-Messwerterfassungssystems in den Physikunterricht bzw. in den PCB-Unterricht Lernziele und Kompetenzen Die Studierenden: entwickeln die Fähigkeit, den Microcontroller Raspberry Pi für einen Einsatz als MWE-System zu konfigurieren entwickeln die Fähigkeit, mithilfe des Raspberry Pi verschiedenste Sensoren anzusteuern und auszulesen lernen eine kostengünstige und dennoch hochwertige Möglichkeit der Messwerterfassung kennen entwickeln die Fähigkeit, ein Raspberry Pi-basiertes Low Cost-High Tech-MWE-System zu kalibrieren und somit physikalische Größen zu registrieren lernen Methoden der Einbindung eines Raspberry Pi-basierten MWE-Systems in den Physikunterricht bzw. PCB-Unterricht kennen Recommended literature: [1] Fösel A. Low Cost - High Fun. Messwerterfassung mit dem Raspberry Pi., Praxis der Naturwissenschaften - Physik in der Schule - 66(2) (2017), S. 38-45. Aulis Verlag. München, 2017. [2] Theis, Thomas. Einstieg in Python. Rheinwerk Verlag. 5., aktualisierte Auflage. Bonn, 2017. [3] Kofler, Michael. Raspberry Pi. Rheinwerk Verlag. 4., aktualisierte Auflage. Bonn, 2017. [4] Bartmann, E. Die elektronische Welt mit Raspberry Pi entdecken, O'Reilly Verlag. Köln, 2013. [5] Spezielle Literatur zu den thematischen Schwerpunkten wird unter StudOn bekanntgegeben.

Übung zu "Physik mit dem Raspberry Pi" [DDP-36-U] Lecturers: Angela Fösel, Sebastian Schmidt Details: Übung, 2 cred.h Dates: Mon, 14:30 - 16:00, Zoom-Meeting Fields of study: WPF BPT-MA-Phy ab 1 Prerequisites / Organisational information: Verpflichtende Übung zum Hauptseminar "Physik mit dem Raspberry Pi"

Physik mit dem Raspberry Pi; DDPNV-36 [DDPNV-36] Lecturer: Angela Fösel Details: Hauptseminar, 2 cred.h, ECTS: 4, Besuch der zugehörigen Übung verpflichtend; verbindliche Anmeldung unter Angabe der Studienrichtung über StudOn bis 26.03.2021 Dates: Wed, 10:30 - 12:00, Zoom-Meeting Fields of study: PF BPT-MA-Phy ab 1 Prerequisites / Organisational information: Grundkenntnisse der Physik und der Physikdidaktik Diese Veranstaltung richtet sich in erster Linie an Studierende des Lehramts der Physik (nicht vertieft). Contents: In diesem Seminar mit Übung setzen sich die Studierenden intensiv mit dem Microcontroller "Raspberry Pi" auseinander: Eingesetzt in Kombination mit verschiedensten Sensoren stellt er ein extrem kostengünstiges und dennoch hochwertiges Messwerterfassungssystem (MWE-System) für den Physikunterricht dar. Unter Anleitung erlernen die Studierenden in diesem Modul die Fachkompetenz im Umgang mit einem solchen Low Cost-High Tech-Messwerterfassungssystem. Programmierkenntnisse sind nicht erforderlich; Unterstützung beim Arbeiten mit (einfachen!) Programmen zur Ansteuerung der Sensoren bekommen die Teilnehmerinnen und Teilnehmer durch eine studentische Hilfskraft mit entsprechender Expertise. Methodenkompetenz, insbesondere eine schülergerechte Aufbereitung für den Physikunterricht, ist ebenfalls Inhalt des Moduls. Liste möglicher thematischer Aspekte: Konfiguration des Raspberry Pi Ansteuerung und Auslese verschiedenster Sensoren Registrierung physikalischer Größen (z.B. Temperatur, Druck, Kraft, Schalldruckpegel Methoden der Einbindung des Low Cost-High Tech-Messwerterfassungssystems in den Physikunterricht bzw. in den PCB-Unterricht Lernziele und Kompetenzen Die Studierenden: entwickeln die Fähigkeit, den Microcontroller Raspberry Pi für einen Einsatz als MWE-System zu konfigurieren entwickeln die Fähigkeit, mithilfe des Raspberry Pi verschiedenste Sensoren anzusteuern und auszulesen lernen eine kostengünstige und dennoch hochwertige Möglichkeit der Messwerterfassung kennen entwickeln die Fähigkeit, ein Raspberry Pi-basiertes Low Cost-High Tech-MWE-System zu kalibrieren und somit physikalische Größen zu registrieren lernen Methoden der Einbindung eines Raspberry Pi-basierten MWE-Systems in den Physikunterricht bzw. PCB-Unterricht kennen Recommended literature: [1] Fösel A. Low Cost - High Fun. Messwerterfassung mit dem Raspberry Pi., Praxis der Naturwissenschaften - Physik in der Schule - 66(2) (2017), S. 38-45. Aulis Verlag. München, 2017. [2] Theis, Thomas. Einstieg in Python. Rheinwerk Verlag. 5., aktualisierte Auflage. Bonn, 2017. [3] Kofler, Michael. Raspberry Pi. Rheinwerk Verlag. 4., aktualisierte Auflage. Bonn, 2017. [4] Bartmann, E. Die elektronische Welt mit Raspberry Pi entdecken, O'Reilly Verlag. Köln, 2013. [5] Spezielle Literatur zu den thematischen Schwerpunkten wird unter StudOn bekanntgegeben.

Übung zu "Physik mit dem Raspberry Pi" [DDPNV-36-U] Lecturers: Angela Fösel, Sebastian Schmidt Details: Übung, 2 cred.h Dates: Mon, 14:30 - 16:00, Zoom-Meeting Fields of study: WPF BPT-MA-Phy ab 1 Prerequisites / Organisational information: Verpflichtende Übung zum Hauptseminar "Physik mit dem Raspberry Pi"

Didaktik Einführungsvorlesung LANV (DDPNV-1) [DDPNV-1] Lecturer: Angela Fösel Details: Vorlesung, 2 cred.h, ECTS: 3, Gender und Diversity, verbindliche Anmeldung unter Angabe der Studienrichtung über StudOn bis 26.03.2021 Dates: Wed, 15:45 - 17:15, Zoom-Meeting Fields of study: PF BPT-MA-Phy ab 1

Struktur der Materie 1 [SMNV-1] Lecturer: Thilo Michel Details: Vorlesung, 3 cred.h, ECTS: 7,5, Klausur: 90 minütig Dates: Mon, 9:30 - 12:00, 2.031 Zur Teilnahme an dieser Veranstaltung ist aufgrund der aktuellen Situation eine Anmeldung über StudOn notwendig: https://www.studon.fau.de/studon/goto.php?target=crs_3741960 Fields of study: PF BPT-MA-Phy ab 1

Übungen zur Struktur der Materie 1 [SMNV-1U] Lecturer: Thilo Michel Details: Übung Dates: Mon, 12:00 - 14:00, 2.031 Zur Teilnahme an dieser Veranstaltung ist aufgrund der aktuellen Situation eine Anmeldung über StudOn notwendig: https://www.studon.fau.de/studon/goto.php?target=crs_3741974 Fields of study: PF BPT-MA-Phy ab 1

Energiegewinnung und Energieverbrauch (PWNV-2) [PWNV-2] Lecturer: Jan-Peter Meyn Details: Hauptseminar, 2 cred.h, ECTS: 5, Seminarvortrag 45 min, verbindliche Anmeldung über StudOn Dates: Tue, 16:15 - 17:45, R 00.569, Zoom-Meeting Fields of study: WF BPT-MA-Phy ab 1 Contents: Temperatur Phasenübergänge Entropie Wärmemaschinen Energie Licht Regenerative Energiegewinnung Energiespeicher Nachhaltigkeit Absolventen des Moduls: argumentieren und rechnen mit den thermodynamischen Grundgrößen Temperatur, Entropie und Energie können komplexe technische Anlagen wie Kohlekraftwerke und GuD-Kraftwerke didaktisch rekonstruieren und deren Wesensmerkmale übersichtlich darstellen erkennen unterschiedliche Wirkungsgraddefinitionen in der Literatur und ordnen diese ein benennen unvermeidliche irreversible Prozesse in Wärmemaschinen beurteilen das Entwicklungspotential von Wärmemotoren für Anwendungen führen die regenerative Energiegewinnung auf die Reduktion natürlicher irreversibler Prozesse zurück kennen wesentliche Energie- und Entropieströme in der Atmosphäre berechnen das Anwendungspotential regenerativer Energiequellen im Rahmen von Überschlagsrechnungen geben die physikalischen Grundlagen verschiedener Energiespeicher wieder beurteilen Zukunftsszenarien für neuartige Energiespeicher Recommended literature: [1] Meyn, Jan-Peter. Script [2] Buchholz, Martin. Energie - Wie verschwendet man etwas, das nicht weniger werden kann?. Springer-Verlag. 1. Auflage. Berlin-Heidelberg, 2016. [3] Baehr, Hans-Dieter, Kabelac Stephan. Thermodynamik Grundlagen und technische Anwendungen. Springer Vieweg. 16. aktualisierte Auflage 2016. [4] Sterner, Michael, Stadler, Ingo (Hrsg.). Energiespeicher - Bedarf, Technologien, Integration. Springer Vieweg. 2. aktualisierte Auflage 2017.

Teilchenphysik in Medizin und Forschung [PWNV-2] Lecturer: Robert Lahmann Details: Vorlesung, 2 cred.h, ECTS: 5, Klausur, 90-minütig Dates: Tue, 10:00 - 12:00, room tbd Erster Termin: 13.4.2021 10:00 Fields of study: WF BPT-MA-Phy ab 1 Prerequisites / Organisational information: Informationen für den Zugang zur Online-Vorlesung befinden sich auf der StudOn-Seite zu der Veranstaltung. Contents: Die Vorlesung beginnt mit einer Einführung bzw. Wiederholung der fundamentalen Kräfte und den Theorien der Quantenelektrodynamik (QED) und Quantenchromodynamik (QCD). Letztere ist die Standardtheorie der starken Wechselwirkung, die für den Zusammenhalt des Atomkerns in Abwesenheit elektrischer Anziehungskräfte verantwortlich ist. Anschließend wird das Gebiet der Beschleunigerphysik diskutiert, welches dem Nachweis von Elementarteilchen und der Untersuchung teilchenphysikalischer Prozesse gewidmet ist. Die historische Entwicklung von der Erfindung des Zyklotrons durch Ernest Lawrence bis zum Large Hadron Collider (LHC) der europäischen Kernforschungsorganisation CERN wird nachgezeichnet. Schließlich werden zwei Anwendungen der Teilchenphysik vorgestellt. Zum einen werden in der Astroteilchenphysik fundamentale teilchenphysikalische Prozesse zum Verständnis von Phänomenen wie der Kosmischen Strahlung oder der Entstehung von Neutrinos in Supernovae verwendet. Zum anderen wird als irdische Anwendung die Medizintechnik diskutiert, wo die Teilchenphysik durch ionisierende Strahlung, Bildgebungsverfahren und spezielle Beschleuniger in Diagnostik und Behandlung Einzug gefunden hat. Recommended literature: Skript zur Vorlesung „Struktur der Materie“ Bogdan Povh, Klaus Rith, Christoph Scholz, Frank Zetsche, Werner Rodejohann: Teilchen und Kerne (als PDF über FAU-server erhältlich) Wolfgang Demtröder: Experimentalphysik /4: Kern-, Teilchen- und Astrophysik (als PDF über FAU-server erhältlich) https://www.teilchenwelt.de , insbesondere das Unterrichtsmaterial zur Astro-/Teilchenphysik

Übungen zur Teilchenphysik in Medizin und Forschung [PWNV-2] Lecturer: Robert Lahmann Details: Übung Dates: Ort und Zeit der Übung wird am Anfang des Semesters festgelegt Fields of study: WF BPT-MA-Phy ab 1