close

Anmelden

Neues Passwort anfordern?

Anmeldung mit OpenID

Infos zur Veranstaltung als PDF

EinbettenHerunterladen
Seite 1 von 138
FRIEDRICH - SCHILLER - UNIVERSITÄT
JENA
PHYSIKALISCH-ASTRONOMISCHE FAKULTÄT
MODULKATALOG
für den
STUDIENGANG
PHYSIK
mit dem Abschluss Master of Science
Stand: 23.10.2014
Seite 2 von 138
Präambel
Der Modulkatalog für den Studiengang Physik mit dem Abschluss Master of Science beinhaltet alle Pflicht- und
Wahlpflichtmodule des physikalischen Fachstudiums und des Kontextstudiums, die entsprechend der Prüfungsordnung für den Studiengang Physik § 22 zum Erreichen des Studienabschlusses Master of Science erfolgreich zu absolvieren sind. Die Modulbeschreibungen informieren über den Modulverantwortlichen, die Voraussetzungen zur
Teilnahme, die Verwendbarkeit, den Status eines Moduls, die Lern- und Arbeitsformen, den Arbeitsaufwand und die
zu erreichenden Leistungspunkte, die Inhalte und Qualifikationsziele des Moduls, sowie die Art der Prüfungsleistungen und deren Gewichtung. Die Modulbeschreibung informiert weiterhin über die Häufigkeit des Angebotes des Moduls sowie die Dauer.
Der Modulkatalog entspricht den Anforderungen gemäß der Studienordnung Physik mit dem Abschluss Master of
Science in § 7 und wird jedes Semester insbesondere bezüglich der Lehrverantwortlichen aktualisiert. Die Module
werden entsprechend dem Studienplan auf Seite 4 angeboten. Wenn nichts anderes in der Modulbeschreibung
vermerkt ist, beträgt die Moduldauer ein Semester.
Inhaltsverzeichnis
Regelstudienpläne ................................................................................................................................................ 5
Experimentalphysik .............................................................................................................................................. 7
1. Semester ................................................................................................................................................... 7
Festkörperphysik I .......................................................................................................................................... 7
Theoretische Physik ............................................................................................................................................. 8
2. Semester ................................................................................................................................................... 8
Quantenmechanik II ....................................................................................................................................... 8
Physikalische Wahlfächer - Astronomie/Astrophysik ....................................................................................... 9
1. Semester ................................................................................................................................................... 9
Einführung in die Astronomie ......................................................................................................................... 9
Physik der Sterne ......................................................................................................................................... 10
Astronomisches Praktikum ........................................................................................................................... 11
Himmelsmechanik ........................................................................................................................................ 12
Spektroskopie............................................................................................................................................... 13
Einführung in die Radioastronomie .............................................................................................................. 14
Physik der Planetensysteme ........................................................................................................................ 15
2. Semester ................................................................................................................................................. 16
Astronomische Beobachtungstechnik .......................................................................................................... 16
Oberseminar Astronomie/Astrophysik .......................................................................................................... 17
Extragalaktik ................................................................................................................................................. 18
Kosmologie................................................................................................................................................... 19
Laborastrophysik .......................................................................................................................................... 20
Neutronensterne........................................................................................................................................... 21
Festkörperphysik/Materialwissenschaft ........................................................................................................... 22
1. Semester ................................................................................................................................................. 22
Festkörperphysik II - Einführung in die Spezialisierungsrichtung ................................................................. 22
Einführung in das Quantum Computing ....................................................................................................... 23
Einführung in die Quanten-Informationstheorie............................................................................................ 24
Festkörpermodifikation mit Ionenstrahlen .................................................................................................... 25
Optische Eigenschaften von Festkörpern und Festkörperschichten ............................................................ 26
Phasenfeldtheorie ........................................................................................................................................ 27
Nanomaterialien und Nanotechnologie ........................................................................................................ 28
Materialwissenschaft .................................................................................................................................... 29
Metalle .......................................................................................................................................................... 30
Vakuum- und Dünnschichtphysik ................................................................................................................. 31
Supraleitung, Grundlagen und Anwendungen ............................................................................................. 32
2. Semester ................................................................................................................................................. 33
Kern- und Teilchenphysik ............................................................................................................................. 33
Oberseminar Festkörperphysik/ Materialwissenschaft ................................................................................. 34
Nukleare Festkörperphysik........................................................................................................................... 35
Seite 3 von 138
Physik der Nanostrukturen ........................................................................................................................... 36
Cluster & Nanoteilchen................................................................................................................................. 37
Magnetismus ................................................................................................................................................ 38
Polymer Science .......................................................................................................................................... 39
Festkörpertheorie, Elementare Anregungen in Festkörpern ........................................................................ 40
3. Semester ................................................................................................................................................. 41
Gravitational Wave Detection ....................................................................................................................... 41
Gravitations- und Quantentheorie ..................................................................................................................... 42
1. Semester ................................................................................................................................................. 42
Allgemeine Relativitätstheorie ...................................................................................................................... 42
Pfadintegrale ................................................................................................................................................ 43
Symmetrien in der Physik............................................................................................................................. 44
Physik der Skalen – die Renormierungsgruppe ........................................................................................... 45
Introduction to Cosmology............................................................................................................................ 46
Jenseits des Standardmodells ..................................................................................................................... 47
Mathematische Methoden der Physik für Fortgeschrittene .......................................................................... 48
Relativistische Gravitations- und Astrophysik .............................................................................................. 49
Quantenfeldtheorie II .................................................................................................................................... 50
Solitonen ...................................................................................................................................................... 51
Numerische Relativitätstheorie..................................................................................................................... 52
Computational Physics III ............................................................................................................................. 53
Standardmodell der Teilchenphysik und Eichtheorien ................................................................................. 54
Quantenelektrodynamik in starken Feldern.................................................................................................. 55
Physik des Quantenvakuums ....................................................................................................................... 56
Theoretische Atomphysik ............................................................................................................................. 57
Einführung in Stringtheorie und AdS/CFT .................................................................................................... 58
Einführung in die Teilchenphysik.................................................................................................................. 59
Quantenphysik mit dem Rechner [NEU] ...................................................................................................... 60
Quantenstoßtheorie [NEU] ........................................................................................................................... 61
2. Semester ................................................................................................................................................. 62
Quantenfeldtheorie I ..................................................................................................................................... 62
Quantum Optics ........................................................................................................................................... 63
Grundkurs Theoretische Physik I – Kontinuumsmechanik für Lehramtstudenten........................................ 64
Oberseminar Gravitations- und Quantentheorie .......................................................................................... 65
Spektrale Verfahren in der Theoretischen Physik ........................................................................................ 66
Supersymmetrie ........................................................................................................................................... 67
Magnetohydrodynamik ................................................................................................................................. 68
Quantenfeldtheorie des Festkörpers, Dichtefunktionaltheorie ..................................................................... 69
Optik ..................................................................................................................................................................... 70
1. Semester ................................................................................................................................................. 70
Nonlinear optics............................................................................................................................................ 70
Biomedical Imaging – Ionizing Radiation ..................................................................................................... 71
Introduction to applications of modern optics and photonics in astronomy .................................................. 72
Biophotonics ................................................................................................................................................. 73
High intensity/relativistic optics..................................................................................................................... 74
Nanomaterials for photonics......................................................................................................................... 75
Theoretical nanooptics ................................................................................................................................. 76
Thin film optics ............................................................................................................................................. 77
Physikalische Grundlagen erneuerbarer Energien....................................................................................... 78
Introduction to optical modeling and design ................................................................................................. 79
Experimentelle Methoden der optischen Spektroskopie .............................................................................. 80
Wechselwirkung hochenergetischer Teilchen- und Photonenstrahlung mit Materie .................................... 81
Modern Atomic Physics: Experiments and Theory....................................................................................... 82
Einführung in die Beschleunigerphysik ........................................................................................................ 83
New Trends in Strong Field Physics – Experiment and Theory ................................................................... 84
Optical modeling and design II ..................................................................................................................... 85
Grundlagen der Laserphysik ........................................................................................................................ 86
Laser und Anwendungen ............................................................................................................................. 87
Licht-Materie-Wechselwirkung bei hohen Intensitäten ................................................................................. 88
Plasma physics ............................................................................................................................................ 89
Angewandte Lasertechniken – Teil Laser als Werkzeug ............................................................................. 90
Seite 4 von 138
Optical design with Zemax ........................................................................................................................... 91
Imaging and aberration theory ..................................................................................................................... 92
Mikrooptik ..................................................................................................................................................... 93
Interaction of high-energy radiation with matter ........................................................................................... 94
Active Photonic Devices ............................................................................................................................... 95
Fundamentals of microscopic imaging ......................................................................................................... 97
Advanced lens design .................................................................................................................................. 99
Physics of ultrafast optical discharge and filamentation ............................................................................. 101
Attosekunden-Laserphysik – [NEU] ........................................................................................................... 102
Fundamentals of X-Ray Physics – [NEU]................................................................................................... 103
Beugungstheorie elektromagnetischer Wellen ........................................................................................... 104
Optik in Wellenleiterarrays ......................................................................................................................... 105
Physical optics simulations with VirtualLab ................................................................................................ 106
Waveguide theory ...................................................................................................................................... 107
Laser Physics ............................................................................................................................................. 108
Computational photonics ............................................................................................................................ 109
Quantum Optics ......................................................................................................................................... 110
Biomedical Imaging – Non-Ionizing Radiation............................................................................................ 111
Strong-field and Attosecond Laser Physics................................................................................................ 112
Oberseminar Optik ..................................................................................................................................... 113
Physics of free-electron lasers ................................................................................................................... 114
Optical modeling and design I .................................................................................................................... 115
Holography ................................................................................................................................................. 116
Applied laser technology I –Laser as a probe ............................................................................................ 117
Angewandte Lasertechniken – Laser als Sonde ........................................................................................ 118
Optoelectronics .......................................................................................................................................... 119
XUV Optics ................................................................................................................................................. 120
Moderne Methoden der Spektroskopie ...................................................................................................... 121
Micro/nanotechnology ................................................................................................................................ 122
Introduction to nanooptics .......................................................................................................................... 123
Image processing ....................................................................................................................................... 124
Design and correction of optical systems ................................................................................................... 125
Coherence theory and applications ............................................................................................................ 126
Ultrafast optics............................................................................................................................................ 127
Kohärenzoptik und optische Informationsverarbeitung .............................................................................. 128
Faseroptik................................................................................................................................................... 129
Photonic Materials – Basics and Applications ............................................................................................ 130
Fundamentals of Quantum Optics.............................................................................................................. 131
Nichtphysikalisches Wahlfach – Philosophie ................................................................................................ 132
1. Semester ............................................................................................................................................... 132
Logik und Argumentationslehre.................................................................................................................. 132
Bildtheorie und Ästhetik.............................................................................................................................. 133
2. Semester ............................................................................................................................................... 134
Geschichte der Philosophie........................................................................................................................ 134
Theoretische Philosophie ........................................................................................................................... 135
Übergreifende Inhalte ....................................................................................................................................... 136
3. Semester ............................................................................................................................................... 136
Einführung in das wissenschaftliche Arbeiten ............................................................................................ 136
Projektplanung zur Masterarbeit ................................................................................................................ 137
Masterarbeit ....................................................................................................................................................... 138
4. Semester ............................................................................................................................................... 138
Masterarbeit ............................................................................................................................................... 138
Seite 5 von 138
Regelstudienpläne
LP – Leistungspunkte
Masterprüfung nach 4 Semestern ≥ 120 LP
Physikalische Wahlfächer: Astronomie/Astrophysik, Festkörperphysik/ Materialwissenschaft, Gravitations- und Quantentheorie, Optik
Im 1. Semester und 2. Semester müssen zwei Wahlfachmodule aus unterschiedlichen Wahlfächern belegt werden. Die Auswahl eines dritten Wahlfaches im 2.
oder 3. Semester ist möglich.
Seite 6 von 138
Seite 7 von 138
Experimentalphysik
1. Semester
Modulnummer
Modulbezeichnung:
Festkörperphysik I
Prof. Dr. Fritz
deutsch
Modulverantwortliche(r):
Sprache:
Zuordnung zu den Studiengängen Pflichtmodul für den Studiengang MA Physik im 1. Semester
Lehrform / SWS:
Vorlesung: 4 SWS
Übung:
Arbeitsaufwand:
2 SWS
Präsenzstunden: Vorlesung: 60, Übung: 30
Selbststudium:
Nacharbeit (Vorlesung, Übung): 60
Lösen von Übungsaufgaben: 60
Prüfungsvorbereitung: 30
Gesamtarbeitsaufwand: 240 Stunden
Leistungspunkte:
Voraussetzungen
8
Lernziele / Kompetenzen:
- Vermittlung von Begriffen, Phänomenen und Konzepten der
experimentellen Festkörperphysik
- Entwicklung von Fähigkeiten zum selbständigen Lösen von
Aufgaben aus diesem Gebiet
Dynamik des Kristallgitters, Phononen und thermische Eigenschaften, mechanische Eigenschaften, Elektronen im Festkörper, elektrische Eigenschaften, thermoelektrische Eigenschaften
spezielle Eigenschaften (Dielektrika, Magnetismus, Supraleitung),
nichtkristalline Festkörper, dünne Schichten, elektronische Bauelemente
Inhalt:
Voraussetzungen für die ZulasÜbungsaufgaben, aktive Teilnahme an den Übungen
sung zur Modulprüfung (PrüfungsDetaillierte Festlegungen werden zu Semesterbeginn bekannt gevorleistungen)
geben.
Voraussetzung für die Vergabe von Semesterabschlussklausur (60 Minuten)
Leistungspunkten (Prüfungsform):
Medienformen:
Literatur:
Medienunterstützte Vorlesung und Übungen
Lehrbücher der Festkörperphysik
Seite 8 von 138
Theoretische Physik
2. Semester
Modulnummer
Modulbezeichnung:
Quantenmechanik II
Modulverantwortliche(r):
Prof. Dr. A. Wipf, Prof. Dr. H. Gies
Dozent(in):
Sprache:
deutsch
Zuordnung zu den Studiengängen: Pflichtmodul für den Studiengang MA Physik im 1. Semester
Lehrform / SWS:
Vorlesung: 4 SWS
Übung:
Arbeitsaufwand:
2 SWS
Präsenzstunden: Vorlesung: 60, Übung: 30
Selbststudium:
Nacharbeit (Vorlesung, Übung): 60
Lösen von Übungsaufgaben: 60
Prüfungsvorbereitung: 30
Gesamtarbeitsaufwand: 240 Stunden
Leistungspunkte:
8
Voraussetzungen:
Bachelor, Modul Quantenmechanik I
Lernziele / Kompetenzen:
Vermittlung der Methoden zur Beschreibung und Modellierung von
nichtrelativistischen und relativistischen physikalischen Systemen in
der Quantenmechanik.
Entwicklung der Fähigkeiten zum selbständigen Lösen von anspruchsvolleren Aufgaben und der Behandlung von komplexeren
Systemen.
Inhalt:
Mehrkörpersysteme
identische Teilchen
Symmetrien, Addition von Drehimpulsen
Zeitabhängige Störungstheorie
Streutheorie
Einführung in relativistische Quantenmechanik
Voraussetzungen für die ZulasRegelmäßige Teilnahme an Übungen, Abgabe der Übungsaufgasung zur Modulprüfung (Prüfungs- ben; Detaillierte Festlegungen werden zu Semesterbeginn bekannt
vorleistungen):
gegeben.
Voraussetzung für die Vergabe von Klausur oder mündliche Prüfung am Ende des Semesters (Art der
Leistungspunkten (Prüfungsform): Prüfung wird zu Beginn des Moduls bekannt gegeben)
Medienformen:
Kreidetafel, Overheadprojektor, Computerunterstützte Demonstrationen, Skript zur Vorlesung
Literatur:
Lehrbücher der Theoretischen Physik z.B. F. Schwabl; W. Nolting;
Straumann; K. Gottfried und T.M. Yan; C. Cohen-Tannoudji.
Seite 9 von 138
Physikalische Wahlfächer - Astronomie/Astrophysik
1. Semester
Modulnummer
Modulbezeichnung
Modulverantwortliche(r), Dozent:
Sprache:
Zuordnung zu den Studiengängen
Häufigkeit des Angebots (Zyklus)
Dauer des Moduls:
Lehrform / SWS:
Arbeitsaufwand (work load):
Leistungspunkte (ECTS credits):
Voraussetzungen:
Lernziele / Kompetenzen:
Inhalt:
Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen)
Einführung in die Astronomie
Prof. Dr. Krivov
deutsch
Wahlpflichtmodul Diplom Physik, Bachelor Physik, Master Physik,
Lehramt
Wintersemester
1 Semester
Vorlesung: 2 SWS plus Übung: 2 SWS
Präsenzstunden: Vorlesung: 30, Übung: 30
Selbststudium:
Nacharbeit (Vorlesung, Übung): 30
Prüfungsvorbereitung: 30
Gesamtarbeitsaufwand: 120 Stunden
4
Vorstellung von Astronomie als exakter Naturwissenschaft, Methoden und Erkenntnisse, Vermittlung des modernen Weltbilds
- Was ist Astronomie?
- "Kosmographische" Beschreibung des Weltalls
- Theoretische und beobachtende Methoden der Astronomie
- Sphärische Astronomie, Astrometrie
- Himmelsmechanik, Keplersche Gesetze
- Sonnensystem
- Sonne und Sterne
- Milchstraßensystem
- Galaxien
- Kosmologie
Regelmäßige Teilnahme an Vorlesungen und Übungen
Voraussetzung für die Vergabe
Übungsaufgaben oder Klausur oder mündliche Prüfung
von Leistungspunkten (Prüfungsform):
Medienformen:
Literatur:
Tafel, Overhead, Beamer
Karttunen, Kröger, Oja, Poutanen, Donner, Fundamental Astronomy (Springer),
Unsöld, Baschek, Der neue Kosmos (Springer),
Voigt, Abriss der Astronomie (BI Wissenschaftsverlag)
Seite 10 von 138
Modulnummer
Modulbezeichnung
Modulverantwortliche(r), Dozent:
Sprache:
Zuordnung zu den Studiengängen
Häufigkeit des Angebots (Zyklus)
Dauer des Moduls:
Lehrform / SWS:
Arbeitsaufwand (work load):
Leistungspunkte (ECTS credits):
Voraussetzungen:
Lernziele / Kompetenzen:
Inhalt:
Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen)
Physik der Sterne
Prof. Dr. Ralph Neuhäuser
deutsch (manchmal teils englisch)
Wahlpflichtmodul Diplom Physik, Master Physik, Lehramt
Wintersemester
1 Semester
Vorlesung: 4 SWS
Übung:
2 SWS
Präsenzstunden: Vorlesung: 60, Übung: 30
Selbststudium:
Nacharbeit (Vorlesung, Übung): 60
Lösen von Übungsaufgaben: 60
Prüfungsvorbereitung: 30
Gesamtarbeitsaufwand: 240 Stunden
8
Inhalte des Moduls Einführung in die Astronomie
- Vermittlung der grundlegenden Begriffe, Phänomene und
Konzepte der Stellarphysik
- Entwicklung von Fähigkeiten zum selbständigen Lösen von
Aufgaben und Problemen der Stellarphysik
Entstehung und Entwicklung von Sternen als Funktion der Masse
durch das Hertzsprung-Russell Diagramm, Sternatmosphären,
Spektroskopie, Photometrie, Kernfusion als Energiequelle
Regelmäßige Teilnahme an den Übungen und Abgabe der
Übungsaufgaben (mindestens 80%)
Voraussetzung für die Vergabe
Klausur (120 min Dauer) oder mündliche Prüfung am Ende des
von Leistungspunkten (Prüfungs- Semesters oder erfolgreiche Teilnahme an den Übungen (Form
form):
der Prüfung wird zu Beginn der Vorlesungen angegeben, Form
der Wiederholungsprüfung nach der ersten Prüfung)
Medienformen:
Medienunterstützte Vorlesung (Tafel, Overheadfolien, Beamer)
mit Übungen und praktischen Vorführungen
Literatur:
Scheffler, Elsässer, Physik der Sterne und der Sonne (BI), sehr
ausführlich, sehr gut
Carroll, Ostlie, Introduction to Modern Astrophysics (AddisonWesley), englisch, sehr gute Einführung
Stahler, Palla, The formation of stars (Wiley-VCH, 2004), englisch, sehr ausführlich, sehr gut, sehr aktuell
Unsöld, Baschek, Der neue Kosmos (Springer), ausführlich, aktuell und gut geeignet
Seite 11 von 138
Studiengang:
Diplom Physik, Master Physik, Lehramt
Modulbezeichnung:
Astronomisches Praktikum
ggf. Kürzel
Astrolab
ggf. Untertitel
ggf. Lehrveranstaltungen:
Laborpraktikum Astronomie/Astrophysik
Semester:
Sommersemester
Modulverantwortliche(r):
Prof. Neuhäuser
Dozent(in):
Prof. Neuhäuser, Dr. Mugrauer, Dr. Mutschke, Dr. Löhne
Sprache:
Deutsch
Zuordnung zum Curriculum
Master Physik, Diplom Physik, Lehramt
Lehrform / SWS:
4 SWS Praktikum: teils Beobachtungspraktikum, teils LaborAstrophysik-Praktikum
Arbeitsaufwand:
60h Präsenz bei Praktikum,
120h Eigenstudium für Vor- und Nachbereitung
Leistungspunkte:
8
Voraussetzungen:
Grundstudium Bachelor Physik
Lernziele / Kompetenzen:
Einführung in die Astronomie empfohlen
Funktionsweise und Beobachtung von Sternen, Staublaborversuche, Datenauswertung, Fehlerrechnung
Spektroskopie und Photometrie am Teleskop,
Inhalt:
interstellarer Staub, Sternentstehung, Infrarot-Astronomie
Studien- und Prüfungsleistungen:
Protokolle ausarbeiten und abgeben, ggf. Prüfung
Medienformen:
Tafelanschrieb, Overheadfolien, praktiksches Vorführen
Literatur:
Voigt, Abriss der Astronomie (BI Wissenschaftsverlag)
Unsöld, Baschek, Der neue Kosmos (Springer)
Scheffler, Elsässer, Physik der Sterne und der Sonne (BI)
Carroll, Ostlie, Intro to Modern Astrophysics (Addison-Wesley)
Seite 12 von 138
Modulnummer
Modulbezeichnung:
Himmelsmechanik
Modulverantwortliche(r):
Prof. Alexander Krivov
Dozent(in):
Prof. Alexander Krivov
Sprache:
Englisch
Zuordnung zu den Studiengängen Wahlpflichtmodul Diplom Physik, Master Physik
Häufigkeit des Angebots
Wintersemester (alle 1 bis 2 Jahre)
Dauer des Moduls
1 Semester
Lehrform / SWS:
Vorlesung: 2 SWS, Übung: 2 SWS
Arbeitsaufwand:
Präsenzstunden: Vorlesung: 30 h, Übung: 30 h
Selbststudium:
Nacharbeit (Vorlesung, Übung): 30 h
Lösen von Übungsaufgaben: 30 h
Prüfungsvorbereitung: 60 h
Gesamtarbeitsaufwand: 180 Stunden
Leistungspunkte (ECTS credits):
6
Voraussetzungen:
Modul Einführung in die Astronomie empfohlen
Lernziele / Kompetenzen
Erlernen von grundlegenden Begriffen, Problemen und Methoden
der klassischen und modernen Himmelsmechanik und deren Anwendungen auf verschiedene astronomische Probleme
Entwicklung von Fähigkeiten zum selbstständigen Lösen von
vergleichsweise einfachen Aufgaben aus diesen Gebieten
Inhalt:
Gegenstand der Himmelsmechanik; Zwei-Körper-Problem; eingeschränktes Drei-Körper-Problem; gestörte Bewegungen; Dynamik
der Planetensysteme: resonante, säkulare und periodische Störungen; Chaos und Stabilität; moderne Erweiterungen: relativistische
Himmelsmechanik, nichtgravitative Himmelsmechanik, Astrodynamik
Voraussetzungen für die ZulasRegelmäßige Teilnahme an Vorlesungen und Übungen, Abgabe
sung zur Modulprüfung (Prüfungs- der Übungsaufgaben (mindestens 80%)
vorleistungen)
Voraussetzung für die Vergabe
von Leistungspunkten (Prüfungsform):
Übungen, Klausur oder mündliche Prüfung am Ende des Semesters (Art der Prüfung und Wiederholungsprüfung wird zu Beginn
der Vorlesung bekannt gegeben)
Medienformen:
Tafel, Overheadfolien, Beamer
Literatur:
Murray, Dermott, Solar System Dynamics (Cambridge Univ. Press,
1999)
Danby, Fundamentals of Celestial Mechanics (Willmann-Bell,
1988)
Guthmann, Einführung in die Himmelsmechanik und
Ephemeridenrechnung (BI-Wissenschaftsverlag)
Seite 13 von 138
Modulbezeichnung:
Spektroskopie
Modulnummer
Modulverantwortliche(r):
Prof. Artie Hatzes
Dozent(in):
Prof. Artie Hatzes
Sprache:
Englisch
Zuordnung zu den
Wahlpflichtmodul Diplom Physik und Master Physik
Studiengängen
(alle 1-2 Jahre im WiSe)
Lehrformen / SWS:
2 SWS Vorlesung
Dauer des Moduls
1 Semester
Leistungspunkte:
4
Arbeitsaufwand:
Präsenzstunden: 30 h Vorlesung
Selbststudium:
Nacharbeit: 60 h
Prüfungsvorbereitung: 30 h
Gesamtarbeitsaufwand: 120 Stunden
Voraussetzungen:
Lernziele / Kompetenzen:
Inhalt:
Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen)
Vorlesung Einführung in die Astronomie empfohlen
Grundlagen der Spektroskopie und Sternatmosphären
Spektroskopie: Instrumente, Beobachtung, Auswertung; Theorie
der Sternatmosphären, Sternaufbau, Anwendungen
Regelmäßige Teilnahme an Vorlesungen
Voraussetzung für die Vergabe
von Leistungspunkten (Prüfungsform):
Klausur oder mündliche Prüfung am Ende des Semesters
Medienformen:
Tafel, Overheadfolien, Beamer
Literatur:
Gray, Stellar Photospheres (Cambridge Univ. Press)
Seite 14 von 138
Modulnummer
Modulbezeichnung
Einführung in die Radioastronomie
Modulverantwortliche(r), Dozent:
PD Dr. habil Katharina Schreyer, Dr. Matthias Hoeft
Sprache
deutsch
Zuordnung zu den Studiengängen Wahlflichtmodul für Master Physik, Lehramt Physik
Häufigkeit des Angebots (Zyklus) alle 2 Jahre im Wintersemester, in geraden Jahren
Dauer des Moduls:
1 Semester
Lehrform / SWS:
Vorlesung 2 SWS, Übung 2 SWS
Arbeitsaufwand (work load):
Leistungspunkte (ECTS credits):
Präsenzstunden: Vorlesung: 30, Übung 30
Selbststudium:
Nacharbeit, Lösen von Übungsaufgaben 90
Prüfungsvorbereitung: 30
Gesamtarbeitsaufwand: 180 Stunden
6
Voraussetzungen:
Inhalte des Moduls Einführung in die Astronomie
Lernziele / Kompetenzen:
Vermittlung grundlegende Begriffe, Phänomene und Konzepte der
Radioastronomie (Submm bis Meterwellenlängen)
Fähigkeiten, eigene Beobachtungen mit einem Radioteleskopen
vorzubereiten, durchzuführen und auszuwerten
Antennentechnik & -parameter, Empfängertypen, Backends, Arbeitsweise von Einzelteleskopen und Radiointerferometern
Kalibration von Radiomessungen, Datenanalyse und Interpretation, Anwendungsbeispiele
Kosmische Radiostrahler: Radiokontinuumsstrahlung und Radiolinienspektren
Regelmäßige Teilnahme an der Vorlesung und Abgabe der
Übungsaufgaben (mindestens 80%)
Inhalt:
Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen)
Voraussetzung für die Vergabe
von Leistungspunkten (Prüfungsform):
Erfolgreiche Teilnahme an den Übungen; Klausur oder mündliche
Prüfung am Ende des Semesters (Art der Prüfung und Wiederholung der Prüfung wird zu Beginn der Vorlesung bekannt gegeben)
Medienformen:
Medienunterstützte Vorlesung (Tafel, Overheadfolien, Beamer)
mit Übungen
Rohlfs, Tools of Radio Astronomy (Springer)
Burke, Graham-Smith, An introduction to radio astronomy (Cambridge Univ. Press)
Thompson, Interferometry and synthesis in radio atronomy (Wiley)
Literatur:
Wilson, Tools of radio astronomy: problems and solutions
(Springer)
Seite 15 von 138
Modulnummer
Modulbezeichnung:
Physik der Planetensysteme
Modulverantwortliche(r):
Prof. Alexander Krivov
Dozent(in):
Prof. Alexander Krivov, Prof. Artie Hatzes
Sprache:
meist englisch (manchmal teilweise deutsch)
Zuordnung zu den Studiengängen Wahlpflichtmodul Diplom Physik, Master Physik, Lehramt
Häufigkeit des Angebots
Jedes Sommersemester
Dauer des Moduls
1 Semester
Lehrform / SWS:
Vorlesung: 4 SWS, Übung: 2 SWS
Arbeitsaufwand:
Präsenzstunden: Vorlesung: 60 h, Übung: 30 h
Selbststudium:
Nacharbeit (Vorlesung, Übung): 60 h
Lösen von Übungsaufgaben: 60 h
Prüfungsvorbereitung: 30 h
Gesamtarbeitsaufwand: 240 Stunden
Leistungspunkte (ECTS credits):
8
Voraussetzungen:
Modul Einführung in die Astronomie empfohlen
Lernziele / Kompetenzen:
Erlernen von Eigenschaften, Entstehung und Entwicklung des
Sonnensystems und extrasolarer Planetensysteme
Entwicklung von Fähigkeiten zum selbstständigen Lösen von vergleichsweise einfachen Aufgaben aus diesen Gebieten
Inhalt:
Das Sonnensystem und extrasolare Planetensysteme: Überblick
und historischer Abriss;
Detektionsmethoden von Exoplaneten (Radialgeschwindigkeit,
Astrometrie, Transit, Direktaufnahme, Mikrolensing, Interferometrie);
beobachtete Eigenschaften und Diversität von Planetensystemen;
Theorie der Planetenentstehung (Akkretionsscheibe, Staub-GasWechselwirkung, Agglomeration vom Staub zu Planetesimalen,
Wachstum der Planetesimale zu Embryonen, Entstehung der Riesen- und terrestrischen Planeten, Migration, Trümmerscheiben)
Voraussetzungen für die ZulasRegelmäßige Teilnahme an Vorlesungen und Übungen, Abgabe
sung zur Modulprüfung (Prüfungs- der Übungsaufgaben (mindestens 80%)
vorleistungen)
Voraussetzungen für die Vergabe
von Leistungspunkten (Prüfungsform)
Übungen, Klausur oder mündliche Prüfung am Ende des Semesters (Art der Prüfung und Wiederholungsprüfung wird zu Beginn
der Vorlesung bekannt gegeben)
Medienformen:
Tafel, Overheadfolien, Beamer
Safronov, Evolution of the protoplanetary cloud and formation of
the Earth and the planets (1969)
Clark, Extrasolar Planets (Wiley,1998)
Garzon, Eiroa, de Winter, Mahoney (Eds.), Disks, Planetesimals,
and Planets, ASP Conf. Ser., V. 219, 2000
Deming , Seager (Eds.), Sci. Frontiers in Research on Extrasolar
Planets , ASP Conf. Ser., V. 294, 2003
“Protostars and Planets III-V” (Univ. Arizona Press, 1993-2006)
Literatur:
Seite 16 von 138
2. Semester
Modulbezeichnung:
Astronomische Beobachtungstechnik
Modulnummer
128.3102
Modulverantwortliche(r):
Prof. Ralph Neuhäuser
Dozent(in):
Prof. Ralph Neuhäuser, Dr. Markus Mugrauer
Sprache:
Deutsch
Zuordnung zu den Studiengängen Wahlpflichtmodul Diplom Physik, Master Physik, Lehramt
Lehrformen / SWS:
2 SWS Vorlesung + 2 SWS Übung + 2 SWS Praktikum
Dauer des Moduls
1 Semester
Arbeitsaufwand:
Präsenzstunden: 30 h Vorlesung + 30 h Übungen
+ 30h Praktikum
Selbststudium:
Nacharbeit + Übungsaufgaben: 150 h
Gesamtarbeitsaufwand: 240 Stunden
Leistungspunkte:
8
Voraussetzungen:
Methoden der beobachtenden Astronomie in allen Wellenlängen;
Beobachtungstechnik und Datenauswertung. Kenntnis der Teleskoptechnik in allen Wellenlängen
- Strahlungstheorie, Leuchtkraft
Inhalt:
- CCD-Detektoren, Datenreduktion
- Aufbau und Funktion optischer und Infrarot-Teleskope
- Grundlagen der Infrarot-Astronomie
- Speckle-Technik, Adaptive Optik, Interferometrie
- Radioastronomie: Teleskope und Wissenschaft
- Ultraviolett-, Röntgen- und Gamma-Astronomie
Voraussetzungen für die ZulasRegelmäßige Teilnahme an Vorlesungen und Übungen, Abgabe
sung zur Modulprüfung (Prüfungs- der Übungsaufgaben, abends Praktikum
vorleistungen)
Lernziele / Kompetenzen:
Voraussetzung für die Vergabe
von Leistungspunkten (Prüfungsform):
Übungen oder Klausur oder mündliche Prüfung am Ende des Semesters (wird am Anfang der Vorlesungszeit bekannt gegeben),
Nachprüfung als mündliche Prüfung
Medienformen:
Tafel, Overheadfolien, Beamer
Literatur:
Karttunen, Kröger, Oja, Poutanen, Donner, Astronomie – eine
Einführung (Springer)
Unsöld, Baschek, Der neue Kosmos (Springer)
Weigert, Wendker, Wisotzki, Astronomie und Astrophysik : ein
Grundkurs (Wiley VCH)
Seite 17 von 138
Modulnummer
Modulbezeichnung
Modulverantwortliche(r), Dozent:
Sprache:
Zuordnung zu den Studiengängen
Häufigkeit des Angebots (Zyklus)
Dauer des Moduls:
Lehrform / SWS:
Arbeitsaufwand (work load):
Leistungspunkte (ECTS credits):
Voraussetzungen:
Lernziele / Kompetenzen:
Oberseminar Astronomie/Astrophysik
Prof. Dr. Ralph Neuhäuser, Prof. Dr. Alexander Krivov
deutsch
Oberseminar Diplom Physik, Master Physik, Lehramt
Winter- und Sommersemester
1 Semester
Seminar: 2 SWS
Präsenzstunden: Seminar: 30
Selbststudium:
Nacharbeit: 45
Vortragsvorbereitung: 45
Gesamtarbeitsaufwand: 120
4
Inhalte des Moduls Einführung in die Astronomie
und eines Wahlpflichtmoduls Astrophysik
Vertiefte Vermittlung von Konzepten der beobachtenden und theoretischen Astronomie/Astrophysik
Selbständiges Einarbeiten in ein Spezialgebiet
Selbständiges Auffinden und Auswerten wiss. Literatur
Entwicklung von Fähigkeiten zum selbständigen Lösen von
aktuellen Aufgaben der Astronomie/Astrophysik
Inhalt:
Vorbereiten und Halten eigener Vorträge, Diskussion von aktuelle
Forschungsfeldern
Systematische Erarbeitung von Spezialkenntnissen auf dem Gebiet der Astronomie/Astrophysik
Schwerpunkt bei Theoretischer Astrophysik z.B. zirkumstellare
Scheiben, Planetenentstehung
Schwerpunkte bei beobachtender Astrophysik z.B. InfrarotAstronomie, sub-stellare Objekte, Interferometrie, Adaptive Optik,
Endstadien der Sternentwicklung, insbesondere Neutronensterne
Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen)
Regelmäßige Teilnahme an den Seminaren (mindestens 80%)
Voraussetzung für die Vergabe
von Leistungspunkten (Prüfungsform):
ein Fachvortrag (benotet)
Medienformen:
Medienunterstützte Vorträge und Diskussionen (Tafel, Overheadfolien, Beamer)
Spezialliteratur des jeweiligen Fachgebietes (vorwiegend in englischer Sprache)
Literatur:
regelmäßige Teilnahme
Seite 18 von 138
Modulnummer
Modulbezeichnung
Modulverantwortliche(r), Dozent:
Sprache:
Zuordnung zu den Studiengängen
Häufigkeit des Angebots (Zyklus)
Dauer des Moduls:
Lehrform / SWS:
Arbeitsaufwand (work load):
Leistungspunkte (ECTS credits):
Voraussetzungen:
Lernziele / Kompetenzen:
Inhalt:
Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen)
Extragalaktik
Prof. Dr. Helmut Meusinger
deutsch
Wahlflichtmodul Diplom Physik, Master Physik, Lehramt
alle 2 Jahre im Sommersemester in ungeraden Jahren
1 Semester
Vorlesung: 2 SWS
Übung: 2 SWS
Präsenzstunden: Vorlesung: 30
Selbststudium:
Nacharbeit + Übungen: 90
Prüfungsvorbereitung: 60
Gesamtarbeitsaufwand: 180 Stunden
6
Inhalte des Moduls Stellarphysik
- Vermittlung der grundlegenden Begriffe, Phänomene und Konzepte der beobachtenden Extragalaktik
- Verständnis extragalaktischer und kosmologischer Phänomene
Milchstrassensystem: Bestandteile des Sternsystems, Kinematik
der Sterne; Galaxien: Normale und aktive Galaxien, supermassereiche Schwarze Loecher, Galaxienhaufen; beobachtende Kosmologie: Entfernungsbestimmung, Supernovae, Gamma-Ray
Bursts, Hintergrundstrahlung, Weltmodelle, Dunkle Materie
Regelmäßige Teilnahme an der Vorlesung (mindestens 80%)
Voraussetzung für die Vergabe
Klausur (120 min Dauer) oder mündliche Prüfung am Ende des
von Leistungspunkten (Prüfungs- Semesters oder erfolgreiche Teilnahme an den Übungen (Form
form):
der Prüfung wird zu Beginn der Vorlesungen angegeben, Form
der Wiederholungsprüfung nach der ersten Prüfung)
Medienformen:
Medienunterstützte Vorlesung (Tafel, Overheadfolien, Beamer)
z.T. mit Übungen
Literatur:
Schneider, Extragalaktische Astronomie (Springer), sehr ausführlich, sehr aktuell
Unsoeld & Baschek, Der neue Kosmos (Springer), sehr ausführlich zu Stellarphysik
Seite 19 von 138
Modulbezeichnung:
Kosmologie
Modulnummer
Modulverantwortliche(r):
Prof. Karl-Heinz Lotze
Dozent(in):
Prof. Karl-Heinz Lotze
Sprache:
Deutsch
Zuordnung zu den
Wahlpflichtmodul Master Physik, Lehramt
Studiengängen
(alle 2 Jahre im SoSe in geraden Jahren)
Lehrformen / SWS:
2 SWS Vorlesung plus 2 SWS Übung
Dauer des Moduls
1 Semester
Leistungspunkte:
6
Arbeitsaufwand:
Präsenzstunden: 30 h Vorlesung + 30 h Seminar
Selbststudium:
Nacharbeit + Übungen: 30 h
Prüfungsvorbereitung: 90h
Gesamtaufwand: 180 Stunden
Voraussetzungen:
Lernziele / Kompetenzen:
Inhalt:
Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen)
Bachelor in Physik, Vorlesungen Allgemeine Relativitätstheorie
und Extragalaktik empfohlen
Probleme, Methoden und Aussagen der theoretischen und beobachtenden Kosmologie
Robertson-Walker-Kosmen, Friedmannsche Weltmodelle, kosmologisch relevante astronomische Beobachtungen, Modelle mit
kosmologischer Konstante, Horizonte, thermische Geschichte der
frühen Universums, Strukturbildung
Regelmäßige Teilnahme an Vorlesungen und Übungen, Abgabe
der Übungsaufgaben
Voraussetzung für die Vergabe
von Leistungspunkten (Prüfungsform):
Übungen, Klausur oder mündliche Prüfung am Ende des Semesters
Medienformen:
Tafel, Overheadfolien mit handouts
Literatur:
Schneider, Extragalaktische Astronomie (Springer)
Harrison: Cosmology (Cambridge University Press)
Goenner: Einführung in die Kosmologie (Spektrum Akademischer
Verlag)
Peacock: Cosmological Physics (Cambridge Univ. Press)
Gesamtdarstellungen der Allgemeinen Relativitätstheorie
Seite 20 von 138
Modulbezeichnung:
Laborastrophysik
Modulnummer
Modulverantwortliche(r):
Dozent(in):
Dr. Cornelia Jäger, Dr. Harald Mutschke
Sprache:
Deutsch
Zuordnung zu den
Wahlpflichtmodul Diplom Physik, Master Physik, Lehramt
Studiengängen
(alle 1-2 Jahre im WiSe)
Lehrformen / SWS:
2 SWS Vorlesung + 1-2 SWS Übung + 2 SWS Praktikum
Dauer des Moduls
1 Semester
Leistungspunkte:
6
Arbeitsaufwand:
Präsenzstunden: 30 h Vorlesung
30 h Übung
60 h Praktikum
Selbststudium: Nacharbeit: 30 h
Prüfungsvorbereitung: 30 h
Voraussetzungen:
Lernziele / Kompetenzen:
Inhalt:
Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen)
Gesamtarbeitsaufwand: 180 Stunden
Vordiplom oder Bachelor in Physik
Kenntnisse über interstellare und zirkumstellare Medien, Konzeption von astrophysikalischen Laborexperimenten, Molekül- und
Festkörperspektroskopie, optische Eigenschaften von Clustern,
Nanoteilchen und Festkörperpartikeln
Mineralogie und Evolution kosmischer Staubpartikel; Emission,
Absorption und Streuung elektromagnetischer Strahlung durch
Partikel (Mie-Theorie); Festkörper-Spektroskopie bei kurzen und
langen Wellenlängen sowie tiefen Temperaturen; Erzeugung und
Analytik von Nanopartikeln und anderen Analogmaterialien im
Labor; Quantenmechanische Effekte in Nanoteilchen; Photolumineszenz; Erzeugung von Molekül- und Clusterstrahlen; Absorptions- spektroskopie von Molekülen und Clustern in der Gasphase;
Regelmäßige Teilnahme an Vorlesungen
Voraussetzung für die Vergabe
von Leistungspunkten (Prüfungsform):
Klausur oder mündliche Prüfung am Ende des Semesters
Medienformen:
Tafel, Overheadfolien, Beamer
Literatur:
Krügel, The Physics of Dust (IOP)
Henning (Hrsg.), Astromineralogy (Springer)
Kuzmany, Festkörperspektroskopie (Springer)
Ehrenfreund u.a. (Hrsg.), Laboratory Astrophysics and Space
Research (Kluwer)
Tielens & Snow, The Diffuse Interstellar Bands (Kluwer)
Seite 21 von 138
Studiengang:
Master Physik, Diplom Physik, Lehramt Astronomie
Modulbezeichnung:
Neutronensterne
Semester:
alle 2-3 Jahre im Sommersemester
Modulverantwortliche(r):
Prof. Neuhäuser
Dozent(in):
Prof. Neuhäuser
Sprache:
Deutsch
Zuordnung zum Curriculum
Wahlpflichtfach Diplom Physik, Master Physik
Lehrform / SWS:
2 SWS Vorlesung + 2 SWS Übung
Arbeitsaufwand:
30h Vorlesungen
30h Übung
90h Eigenstudium für Vor- und Nachbereitung
Leistungspunkte:
6
Voraussetzungen:
Einführung in die Astronomie, Stellarphysik empfohlen
Entwicklung von Sternen verschiedener Massen, Endstadien,
Methoden der Hochenergie-Astrophysik
Entwicklung von Sternen als Funktion der Masse, NachHauptreihen-Entwicklung, Endstadien: weiße Zwerge, Neutronensterne, schwarze Löcher, Supernovae,
Hochenergie-Astrophysik: Röntgen- und Gamma-Strahlung
Klausur oder mündliche Prüfung
Lernziele / Kompetenzen:
Inhalt:
Studien- und Prüfungsleistungen:
Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen)
erfolgreiche Teilnahme an Übungen
Medienformen:
Tafelanschrieb, Overheadfolien, PowerPoint
Literatur:
Unsöld, Baschek, Der neue Kosmos (Springer)
Scheffler, Elsässer, Physik der Sterne und der Sonne (BI)
Carroll, Ostlie, Intro to Modern Astrophysics (Addison-Wesley)
Longair, High Energy Astrophysics vol. 1 & 2 (Cambridge)
Lorimer, Kramer, Handbook of Pulsar Astronomy (Cambridge)
Haensel, Potekhin, Yakovlev, Neutron stars (Springer)
Seite 22 von 138
Festkörperphysik/Materialwissenschaft
1. Semester
Modulnummer
Modulbezeichnung:
Modulverantwortliche(r):
Festkörperphysik II - Einführung in die Spezialisierungsrichtung
Prof. Dr. Silvana Botti
Dozent(in):
Sprache:
Vorlesung in Englisch; Skripte, Seminare und Übungsaufgaben in
Deutsch
Zuordnung zum Curriculum
Wahlmodul für den Studiengang MA Physik
Lehrform / SWS:
Vorlesung: 4 SWS
Übung: 2 SWS
Arbeitsaufwand:
Präsenzstunden: Vorlesung:
Selbststudium:
60
Übung, Seminar:
30
Nacharbeit der Vorlesung:
45
Übungsaufgaben:
60
Klausurvorbereitung:
45
Gesamtarbeitsaufwand: 240 Stunden
Leistungspunkte:
8
Voraussetzungen:
Lernziele / Kompetenzen:
Vermittlung grundlegender Fähigkeiten für die Beschreibung, Modellierung, Messung und Interpretation von Strukturen, Effekten,
Phänomenen und Anregungen in kondensierter Materie
Entwicklung der Fähigkeit, physikalische Probleme in komplexen
Strukturen auf Grundtatsachen zurückzuführen
Inhalt:
Elastische Eigenschaften, Elektronenstruktur kristalliner und
nichtkristalliner Systeme, Magnetismus, Spinphänomene, Bewegung von Elektronen in äußeren Feldern, Halbleiter, Transportphänomene, Dielektrische Eigenschaften, Ordnung-UnordnungsPhänomene, Elementaranregungen
Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen)
Regelmäßige Teilnahme an Übungen, Abgabe der Übungsaufgaben; Detaillierte Festlegungen werden zu Semesterbeginn bekannt gegeben.
Voraussetzung für die Vergabe
von Leistungspunkten (Prüfungsform):
Klausur am Ende des Semesters
Medienformen:
Mediengestützte Vorlesung mit Computerdemonstrationen und
Übungen, LaTeX-Script
Literatur:
Lehrbücher der Festkörperphysik und –theorie: Ibach/Lüth, Kittel,
Ashcroft/Mermin, Valenta/Jäger
Seite 23 von 138
Modulnummer
Modulbezeichnung:
Einführung in das Quantum Computing
Modulverantwortliche(r):
PD Dr. Wolfram Krech
Dozent(in):
PD Dr. Wolfram Krech
Sprache:
deutsch
Zuordnung zu den Studiengängen
Wahlmodul M.Sc. Physik; Wahlkurs im Bereich Festkörperphysik/Materialwissenschaft oder Gravitations- und Quantentheorie
Lehrform / SWS:
2 SWS Vorlesung +1 SWS Übung
Dauer des Moduls
1 Semester
Arbeitsaufwand:
Präsenzstunden: 30 h Vorlesung + 15 h Seminar
Selbststudium:
Nacharbeit + Übungsaufgaben: 60h
Prüfungsvorbereitung: 15h
Gesamtarbeitsaufwand: 120 Stunden
Leistungspunkte:
4
Voraussetzungen:
Quantentheorie
Vermittlung grundlegender Fähigkeiten zur Beschreibung, Modellierung und Interpretation der Arbeitsweise künftiger Quantenrechner
Selbständiges Bearbeiten (Simulation) von Quantenprozessen
zum Aufbau von Algorithmen
Lernziele / Kompetenzen:
Inhalt:
Voraussetzungen für die Zulassung
zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen)
•
•
•
•
•
•
-
Turingmaschine
klassische Schaltkreise
Qubits
Quantenschaltkreise
Quantenfouriertransformation
Fehlerkorrektur
Elemente der Quanten-Informationstheorie
Durchgängige Teilnahme an Übungen, Abarbeitung der
Übungsaufgaben
Voraussetzungen für die Vergabe von Klausur am Ende des Semesters
Leistungspunkten (Prüfungsform)
Medienformen:
Tafel, Overheadfolien
Literatur:
Aktuelle Bücher/Monografien (werden am Beginn der Vorlesung durch Dozenten empfohlen)
Seite 24 von 138
Modulnummer
Modulbezeichnung:
Einführung in die Quanten-Informationstheorie
Modulverantwortliche(r):
PD Dr. Wolfram Krech
Dozent(in):
PD Dr. Wolfram Krech
Sprache:
deutsch
Zuordnung zu den Studiengängen
Wahlmodul BA/MA Physik; Wahlkurs im Bereich Festkörperphysik/Materialwissenschaft oder Gravitations- und Quantentheorie
Lehrform / SWS:
2 SWS Vorlesung +1 SWS Übung
Dauer des Moduls
1 Semester
Arbeitsaufwand:
Präsenzstunden: 30 h Vorlesung + 15 h Seminar
Selbststudium: Nacharbeit + Übungsaufgaben: 60h
Prüfungsvorbereitung: 15
Gesamtarbeitsaufwand: 120 Stunden
Leistungspunkte:
4
Voraussetzungen:
Quantentheorie
Lernziele / Kompetenzen:
Vermittlung grundlegender Kenntnisse zur Übertragung und
Verarbeitung von Information mit Hilfe von Quantensystemen
als Informationsträger
Informationstheoretische Beherrschung der Verschränktheit
von Quantensystemen
Inhalt:
Voraussetzungen für die Zulassung
zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen)
•
•
•
•
Qubit
Quantenentropie der Information
Quanten-Datenkompression
Verborgene Quanteninformation/Nichtlokalität
•
Bellsche Ungleichungen
•
Entanglement
Durchgängige Teilnahme an Übungen, Bearbeitung der
Übungsaufgaben
Voraussetzungen für die Vergabe von Prüfung (Klausur) am Ende des Semesters
Leistungspunkten (Prüfungsform)
Medienformen:
Tafel, Overheadfolien
Literatur:
Aktuelle Bücher/Monografien (werden am Beginn der Vorlesung durch Dozenten empfohlen)
Seite 25 von 138
Modulnummer:
Modulbezeichnung:
Festkörpermodifikation mit Ionenstrahlen
Modulverantwortliche(r):
Dozent(in):
PD Dr. Elke Wendler
Sprache:
Deutsch
Zuordnung zu den Studiengängen:
Wahlmodul für Master Physik im Wahlfach Festkörperphysik/Materialwissenschaft
Häufigkeit des Angebotes (Zyklus):
Wintersemester
Dauer des Moduls:
1 Semester
Lehrform / SWS:
Vorlesung: 2 SWS
Übung: 1 SWS
Arbeitsaufwand:
Präsenzstunden: Vorlesung: 30, Übung: 15
Selbststudium: Nacharbeit (Vorlesung, Übung): 30
Lösen von Übungsaufgaben: 30
Prüfungsvorbereitung: 15
Gesamtarbeitsaufwand: 120
Leistungspunkte:
4
Voraussetzungen:
Bachelor in Physik
Lernziele / Kompetenzen:
- Vermittlung der grundlegenden Begriffe, Phänomene und
Konzepte zur Ion-Festkörper-Wechselwirkung
- Anwendungen von Ionenstrahlen zur Modifikation von Materialien
Inhalt:
Energieverlust der eingeschossenen Ionen durch nukleare
und elektronische Wechselwirkung; Wirkung der übertragenen Energie im Festkörper (z.B. in Halbleitern und Keramiken); Nachweis und Modellierung der Schädenbildung und
Amorphisierung; Anwendungsbeispiele
Voraussetzungen für die Zulassung
zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen)
wird in der Vorlesung bekanntgegeben
Voraussetzung für die Vergabe von
Leistungspunkten (Prüfungsform):
mündliche Prüfung oder Abschlussklausur (Details werden in
der 1. Vorlesung bekannt gegeben)
Medienformen:
medienunterstützte Vorlesung mit Übung
Literatur:
Nukleare Festkörperphysik (Schatz, Weidinger),
Ionenimplantation (Ryssel, Ruge),
Ion-Solid-Interactions (Nastasi, Mayer, Hirvonen)
High Energy Ion Beam Analysis (Götz, Gärtner)
Seite 26 von 138
Modulnummer:
Modulbezeichnung:
Optische Eigenschaften von Festkörpern und Festkörperschichten
Modulverantwortliche(r):
Dozent(in):
Prof. Dr. Elke Wendler
Sprache:
Deutsch
Zuordnung zu den Studiengängen:
Wahlmodul für Master Physik
Häufigkeit des Angebotes:
Sommersemester
Dauer des Moduls:
1 Semester
Lehrform / SWS:
Vorlesung: 2 SWS
Übung: 1 SWS
Arbeitsaufwand:
Präsenzstunden: Vorlesung: 30, Übung: 15
Selbststudium: Nacharbeit (Vorlesung, Übung): 30
Lösen von Übungsaufgaben: 30
Prüfungsvorbereitung: 15
Gesamtarbeitsaufwand: 120
Leistungspunkte:
4
Voraussetzungen:
Bachelor Physik
Lernziele / Kompetenzen:
Vermittlung grundlegende Begriffe, Phänomene und Konzepte zu optischen Eigenschaften von Festkörpern und Anwendung auf reale Schichtsysteme
Inhalt:
Einführung der mikro- und makroskopischen dielektrischen
Funktion; Kramers-Kronig-Relation; Einfluss der dielektrischen Eigenschaften auf die Feldverteilung der elektromagnetischen Welle - Transmission und Reflexion; Transfermatrixmethode; dielektrische Funktion verschiedener Materialien;
Anwendungsbeispiele
Voraussetzungen für die Zulassung
zur Modulprüfung:
wird in der Vorlesung bekanntgegeben
Voraussetzung für die Vergabe von
Leistungspunkten (Prüfungsform):
mündliche Prüfung oder Abschlussklausur (Details werden in
der 1. Vorlesung bekannt gegeben)
Medienformen:
medienunterstützte Vorlesung mit Übung
Literatur:
L.D. Landau und E.M. Lifschitz, Lehrbuch der Theoretischen
Physik, Band VIII, Elektrodynamik der Kontinua, AkademieVerlag Berlin
F. Wooten, Optical Properties of Solids, Academic Press New
York 1972
P. Yeh, Optical Waves in Layered Media, John Wiley & Sons,
New York 1988
Seite 27 von 138
Modulbezeichnung
Phasenfeldtheorie
Modulnummer
Modulverantwortliche(r):
P. Galenko PhD / Prof. M. Rettenmayr
Dozent:
P. Galenko
Sprache:
Deutsch, Englisch auf Wunsch
Zuordnung zu den Studiengängen Wahlpflichtmodul für Studiengang Physik (Master) im Schwerpunkt
„Festkörperphysik/Materialwissenschaft“
Im WS 3 SWS Vorlesung + 1 SWS Seminar:
Lehrform(en) / SWS:
Dauer des Moduls
1 Semester
Arbeitsaufwand (work load)
Präsenzstunden: Vorlesung: 45, Seminar/Übungen: 15
Selbststudium: Nacharbeit (Vorlesung, Seminar): 70
Vorbereitung Vorträge: 15
Prüfungsvorbereitung: 35
Gesamtarbeitsaufwand: 180 Stunden
6
Leistungspunkte:
Voraussetzungen für die Zulassung zum Modul
Lernziele / Kompetenzen:
Inhalt:
Voraussetzung für die Zulassung
zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen)
keine
• Kenntnisse über Grundlagen der Theorie der Phasenübergänge
mit diffuser und scharfer Grenze
• Aufstellen von Phasenfeld-Gleichungen, analytische Lösung der
Gleichungen für stationäre Systeme und für selbstähnliche Regimes
• Definition der physikalischen Bedeutung der thermodynamischen und kinetischen Parameter des Phasenfelds
• Numerische Integration der einfachsten Phasenfeld-Gleichungen
in nichtstationären Systemen
• Selbständiges Lösen von Problemen zum Verständnis der Strukturbildung in der Praxis
• Einführung: Mean-Field-Theorie, Phasenübergänge, Ordnungsparameter
• konservative und nicht-konservative Phasenfeld-Modelle
• Analytische Lösungen: Gleichgewicht und Dynamik
• Erweiterte Modelle: Mehrphasen-Felder; ”Phase Field Crystal“;
schnelle diffuse Grenzflächen
• Modellierung: Grundlagen numerischer Algorithmen, numerischer Schemen und Verfahren
Lösung von mind. 50% der Übungsaufgaben
Voraussetzung für die Vergabe von mündliche Abschlussprüfung (30min)
Leistungspunkten (Prüfungsform):
Beamer, Overheadprojektor, Tafel
Medienformen:
Literatur:
Ausführliches Vorlesungsskript
N. Provatas, K. Elder: Phase-field methods in Materials Science and
Engineering, WILEY-VCH, Weinheim, 2010
H. Emmerich: The diffuse interface approach in materials science,
Springer, Berlin 2003
Seite 28 von 138
Modulnummer:
Modulbezeichnung:
Nanomaterialien und Nanotechnologie
Modulverantwortliche(r):
Prof. Dr. Carsten Ronning
Dozent(in):
Prof. Dr. Carsten Ronning
Sprache:
Deutsch
Zuordnung zu den Studiengängen:
Wahlmodul für Master Physik im Wahlfach Festkörperphysik/Materialwissenschaft
Häufigkeit des Angebotes (Zyklus):
Wintersemester
Dauer des Moduls:
1 Semester
Lehrform / SWS:
Vorlesung: 2 SWS
Übung: 1 SWS
Arbeitsaufwand:
Präsenzstunden: Vorlesung: 30, Übung: 15
Selbststudium: Nacharbeit (Vorlesung, Übung): 45
Prüfungsvorbereitung: 30
Gesamtarbeitsaufwand: 120
Leistungspunkte:
4
Voraussetzungen:
Gute Kenntnisse in Festkörperphysik
Lernziele / Kompetenzen:
Die Studierenden erwerben Fähigkeiten zur Präparation und
Charakterisierung der Nanomaterialien sowie Wissen über
deren theoretische Beschreibung. Sie lernen die Methoden
der Nanotechnologie kennen. Darüber hinaus wird die Vorbereitung eines Seminarvortrages geübt.
Inhalt:
• Theorie der Dimensionseffekte
• Elektronenquantisierung
• Einzelelektronen-Transistor
• Synthese von Nanomaterialien
• Charakterisierung von Nanomaterialien
• Materialsysteme: Kohlenstoffnanoröhren, Graphen, Halbleitermaterialien, magnetische Nanomaterialien, Bionanomaterialien
• Anwendung und Technologie der Nanomaterialien
Voraussetzungen für die Zulassung
zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen)
Regelmäßige Teilnahme an den Lehrveranstaltungen
Voraussetzung für die Vergabe von
Leistungspunkten (Prüfungsform):
Seminarvortrag und mündliche Prüfung oder Abschlussklausur (Details werden in der 1. Vorlesung bekannt gegeben)
Medienformen:
Tafel, Beamer, Laborbesichtigung
Literatur:
Springer Handbook of Nanotechnology (Editor: B. Bushan),
Basics of Nanotechnology (Wiley, H.G. Rubahn), Nanophysics and Nanotechnology (Wiley, E.L. Wolf), Mesoscopic Electronics in Solid State Nanostructures (Wiley, T. Heinzel)
Seite 29 von 138
Modulnummer:
Modulbezeichnung:
Materialwissenschaft
Modulverantwortliche(r):
Prof. Dr. K. D. Jandt
Dozent:
Prof. Dr. K. D. Jandt, AOR PD Dr. Jörg Bossert und Mitarbeiter
Sprache:
Deutsch, Englisch auf Wunsch
Zuordnung zu den Studiengängen: Wahlpflichtkurs im Studiengang MA Physik im Wahlfach „Festkörperphysik/Materialwissenschaft“ im 3. Semester
Lehrform(en) / SWS:
2 SWS Vorlesung, 1 SWS Seminar. Angebot im WS
Dauer des Moduls
1 Semester
Arbeitsaufwand:
Präsenzstunden: 30 h Vorlesung + 15 h Seminar
Selbststudium:
Nacharbeit + Übungsaufgaben: 40 h
Prüfungsvorbereitung: 35 h
Gesamtarbeitsaufwand: 120 Stunden
Leistungspunkte:
4
Voraussetzungen für die Zulassung zum Modul:
Lernziele / Kompetenzen:
Nach erfolgreichem Absolvieren des Moduls beherrscht der/die
Studierende wichtige grundlegende Begriffe, Phänomene und Verfahren in der Materialwissenschaft bzw. kann diese nennen. Darüber hinaus entwickelt er/sie Fähigkeiten zum selbstständigen Lösen
von Problemen und Aufgaben aus dem Gebiet der Materialwissenschaft.
Inhalt:
Systematische Darstellung materialwissenschaftlicher Grundlagen.
Einführung, atomare Struktur und Bindungsarten, Struktur von Metallen und Keramik und Polymeren, Störungen im Aufbau von Festkörpern, Diffusion, mechanische Eigenschaften von Materialien,
Deformations- und Verstärkungs-Mechanismen, Versagen
Voraussetzung für die Zulassung Regelmäßige Teilnahme am Seminar und Lösen der Übungsaufgazur Modulprüfung (Prüfungsvorleis- ben, Vorträge, CAL-IT
tungen):
Voraussetzung für die Vergabe von Lösung der Aufgaben im Seminar, bestandene mündliche Prüfung,
Leistungspunkten (Prüfungsform): bei Wiederholungsprüfung ggf. andere Prüfungsform; Detaillierte
Festlegungen werden zu Semesterbeginn bekannt gegeben.
Medienformen:
Beamer, Overheadprojektor, Tafel, Computer Aided Learning
(CAL), Videos
Literatur:
William D. Callister Jr, Fundamentals of Materials Science and Engineering – An integrated approach, 3rd Edition, John Wiley & Sons,
Inc. New York 2009
Alternativ: Werkstoffe 1 & 2. M. F. Ashby, D. R. H. Jones, Spektrum
Akademischer Verlag Heidelberg 2006
Seite 30 von 138
Modulnummer
Modulbezeichnung
Metalle
Modulverantwortliche(r):
Prof. Dr. M. Rettenmayr
Dozent:
Prof. Dr. M. Rettenmayr
Sprache:
Deutsch, Englisch auf Wunsch
Zuordnung zu den Studiengängen Wahlpflichtkurs im Studiengang MA Physik im Wahlfach „Festkörperphysik/Materialwissenschaft“ im 3. Semester
Lehrform(en) / SWS:
3 SWS Vorlesung+ 1 SWS Seminar:
Dauer des Moduls
1 Semester
Arbeitsaufwand (work load)
Präsenzstunden: 30 h Vorlesung + 15 h Seminar
Selbststudium:
Nacharbeit + Übungsaufgaben: 40 h
Prüfungsvorbereitung: 35 h
Gesamtarbeitsaufwand: 120 Stunden
Leistungspunkte:
4
Voraussetzungen für die Zulassung zum Modul
Lernziele / Kompetenzen:
Kenntnis von Aufbau und Eigenschaften der Metalle sowie deren
Zusammenhang, Verständnis der Wechselwirkung von technischen
und physikalischen Prozessen
Selbständiges Lösen von Problemen bei Materialentwicklung und
Materialeinsatz
Inhalt:
Aufbau metallischer Werkstoffe (Kristallstruktur, null-, ein-, zweidimensionale Defekte, Gefüge)
Mechanismen der Festigkeitssteigerung: Ausscheidung/ Dispersion, Mischkristall, Rekristallisation, Textur
zeitunabhängige und zeitabhängige mechanische Eigenschaften
Physikalische Eigenschaften
Diffusion
Voraussetzung für die Zulassung Regelmäßige Teilnahme am Seminar und Lösen der Übungsaufgazur Modulprüfung (Prüfungsvorleis- ben; Detaillierte Festlegungen werden zu Semesterbeginn bekannt
tungen)
gegeben.
Voraussetzung für die Vergabe von Mündliche Prüfung nach der Vorlesung ’Metalle II’
Leistungspunkten (Prüfungsform):
Medienformen:
Beamer, Overheadprojektor, Tafel
Literatur:
Ausführliches Vorlesungsskript
G. Gottstein: Physikalische Grundlagen der Materialkunde, Springer, Berlin 1998
Seite 31 von 138
Modulnummer
Modulbezeichnung:
Vakuum- und Dünnschichtphysik
Modulverantwortliche(r):
Prof. Dr. P. Seidel
Dozent(in):
Prof. Dr. P. Seidel
Sprache:
Deutsch
Zuordnung zum Curriculum
Wahlpflichtkurs im Studiengang MA Physik im Wahlfach „Festkörperphysik/Materialwissenschaft“ im 3. Semester
Lehrform / SWS:
Vorlesung: 2 SWS
Seminar: 2 SWS
Arbeitsaufwand:
Präsenzstunden: 30 h Vorlesung + 15 h Seminar
Selbststudium:
Projektarbeit: 15
Nacharbeit: 60 h
Klausurvorbereitung: 30 h
Gesamtarbeitsaufwand: 150 Stunden
Leistungspunkte:
5
Voraussetzungen:
keine
Es werden grundlegende Kenntnisse über moderne Methoden und
Verfahren zur Herstellung dünner Schichten einschließlich der zugehörigen Vakuumphysik und -technik vermittelt.
Grundlagen der Vakuumphysik und deren Anwendung in
Beschichtungsanlagen
Übersicht der Dünnschichtabscheidungsverfahren
Physik der Schichtbildungsprozesse und des Schichtwachstums
Struktur-Eigenschaftsbeziehungen und mechanische Eigenschaften
Hausarbeit/Vortrag zum Projekt
Lernziele / Kompetenzen:
Inhalt:
Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen)
Voraussetzung für die Vergabe
von Leistungspunkten (Prüfungsform):
mündliche Prüfung 30 min
Medienformen:
Tafel, Overhead, Beamer
W. Pupp, H. K. Hartmann, `Vakuumtechnik, Grundlagen und AnwendungenA, Hanser-Verlag, München, 1991.
C. Edelmann, `VakuumphysikA, Spektrum, Berlin, 1998.
R. Haefer, `Oberflächen-und Dünnschicht-TechnologieA, Springer,
Berlin, 1987.
J.E. Mahan, `Physical vapor deposition of thin filmsA, John Wiley,
New York, 2000.
J.A. Venables, `Introduction to surface and thin film processesA,
Cambridge University Press, Cambridge, 2000.
Literatur:
Seite 32 von 138
Modulnummer
Modulbezeichnung:
Supraleitung, Grundlagen und Anwendungen
Modulverantwortliche(r):
Prof. Dr. P. Seidel
Dozent(in):
Professoren der Festkörperphysik
Sprache:
Deutsch
Zuordnung zum Curriculum
Wahlpflichtkurs im Studiengang MA Physik im Wahlfach „Festkörperphysik/Materialwissenschaft“ im 3. Semester
Lehrform / SWS:
Vorlesung: 2 SWS
Seminararbeit (Hausarbeit mit Kurzvortrag): 1 SWS
Arbeitsaufwand:
Präsenzstunden: 30 h Vorlesung + 15 h Seminar
Selbststudium:
Nacharbeit + Übungsaufgaben: 40 h
Prüfungsvorbereitung: 35 h
Gesamtarbeitsaufwand: 120 Stunden
Leistungspunkte:
4
Voraussetzungen:
Modul Festkörperphysik I
Lernziele / Kompetenzen:
Vermittlung grundlegender Kenntnisse über Grundlagen und Anwendungen der Supraleitung und der Josephsoneffekte
Inhalt:
Grundlegende Effekte der Supraleitung
Kenngrößen von Supraleitern
Supraleiter im Magnetfeld
Josephsoneffekte und Quanteninterferometer
Supraleitende Materialien
Anwendungsbeispiele
Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen)
Regelmäßige Teilnahme an Übungen, Abgabe der Übungsaufgaben; Detaillierte Festlegungen werden zu Semesterbeginn bekannt gegeben.
Voraussetzung für die Vergabe
von Leistungspunkten (Prüfungsform):
Mündliche Prüfung am Ende des Semesters
Medienformen:
Vorlesung
Seminar mit Laborbesuchen
Literatur:
aktuelle Bücher und ausgewählte Zeitschriftenartikel zur Supraleitung
Seite 33 von 138
2. Semester
Modulnummer
Modulbezeichnung:
128.2130
Kern- und Teilchenphysik
Modulverantwortliche(r):
Dozent(in):
Sprache:
Prof. Dr. W. Wesch
Prof. Dr. W. Wesch
deutsch
Zuordnung zu den Studiengängen Wahlpflichtkurs im Studiengang MA Physik im Wahlfach
„Festkörperphysik/Materialwissenschaft“ im 2. Semester
Lehrform / SWS:
Vorlesung 2 SWS;
Seminar/Übungen 1 SWS
Arbeitsaufwand:
Präsenzstunden: Vorlesung: 30, Seminar 15
Selbststudium: Nacharbeit (Vorlesung, Seminar): 25
Lösen von Übungsaufgaben:25
Prüfungsvorbereitung: 25
Gesamtarbeitsaufwand: 120 Stunden
4
Leistungspunkte
Voraussetzungen:
Lernziele / Kompetenzen:
Physik der Materie 1
Die Studierenden erwerben weiterführende Kenntnisse auf dem
Gebiet der Kern-und Teilchenphysik und der in der Kernphysik
eingesetzten Werkzeuge
Inhalt:
Streuprozesse; Eigenschaften stabiler Kerne; Kernmodelle; starke
und schwache Wechselwirkung; instabile Kerne; Kernzerfälle;
Kernreaktionen; Elementarteilchen (Übersicht)
Erzeugung und Nachweis energiereicher Teilchen;
Teilnahme an den Übungen, Lösung von mindestens 50% der
Übungsaufgaben
Klausur oder mündliche Prüfung am Ende des Semesters
Tafel, Overhead;
Lehrbücher der Experimental- und der Kern- und Teilchenphysik,
z.B.:
Mayer-Kuckuck: Kernphysik; W. Demtröder: Experimentalphysik 4;
Povh, Rith, Scholz, Zetsche: Teilchen und Kerne; Musiol, Ranft,
Reif, Seeliger: Kern- und Elementarteilchenphysik; Das, Ferbel:
Kern- und Teilchenphysik; Bethge,Schröder: Elementarteilchen
und ihre Wechselwirkungen
Studien- und Prüfungsleistungen:
Medienformen:
Literatur:
Seite 34 von 138
Modulnummer
Modulbezeichnung
Oberseminar Festkörperphysik/ Materialwissenschaft
Modulverantwortliche(r):
Prof. Dr. P. Seidel, Prof. Dr. T. Fritz
Art des Moduls (Pflicht-, Wahlpflicht- oder Wahlmodul)
Wahlpflichtmodul
Sprache:
Deutsch, Englisch (auf Wunsch)
Zuordnung zu den Studiengängen Wahlpflichtkurs im Studiengang MA Physik im Wahlfach „Festkörperphysik/Materialwissenschaft“ im 2. Semester
Lehrform(en) / SWS:
Seminar: 2 SWS
Dauer des Moduls
1 Semester
Arbeitsaufwand:
Präsenzstunden: Seminar: 30
Selbststudium:
Vorarbeit: 90
Gesamtarbeitsaufwand: 120 Stunden
Leistungspunkte:
4
Voraussetzungen:
Festkörperphysik I
Lernziele / Kompetenzen:
- Selbständiges Einarbeiten in ein Spezialgebiet
- Selbständiges Auffinden und Auswerten wiss. Literatur
- Präsentation wissenschaftlicher Sachverhalte
- Vertiefte Kenntnisse auf den Gebieten Festkörperphysik und Materialwissenschaft
Inhalt:
-Systematische Erarbeitung von Spezialkenntnissen auf den Gebieten Festkörperphysik und Materialwissenschaft
- Präsentation und Diskussion aktueller festkörperphysikalischer
und materialwissenschaftlicher Probleme
Voraussetzung für die Zulassung Regelmäßige Teilnahme am Seminar
zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen)
Voraussetzung für die Vergabe von 1 Fachvortrag (benotet)
Leistungspunkten (Prüfungsform):
Medienformen:
Beamer, Overheadprojektor, Tafel
Literatur:
Spezialliteratur des jeweiligen Fachgebietes (vorwiegend in englischer
Sprache)
Seite 35 von 138
Modulnummer
Modulbezeichnung:
Nukleare Festkörperphysik
Modulverantwortliche(r):
Prof. Dr. C. Ronning
Dozent(in):
Prof. Dr. C. Ronning
Sprache:
Deutsch
Zuordnung zum Curriculum
Wahlpflichtkurs im Studiengang MSc Physik im Wahlfach „Festkörperphysik/Materialwissenschaft“ im 2. Semester
Häufigkeit des Angebotes (Zyklus) Durchschnittlich jedes 2. Sommersemester
Dauer des Moduls
Lehrform / SWS:
Ein Semester
Vorlesung: 2 SWS
Übungen: 1 SWS
Arbeitsaufwand:
Präsenzstunden: 30 h Vorlesung + 15 h Übungen
Selbststudium:
Nacharbeit + Übungsaufgaben: 45 h
Prüfungsvorbereitung: 30 h
Gesamtarbeitsaufwand: 120 Stunden
Leistungspunkte:
4
Voraussetzungen:
Modul Festkörperphysik
Lernziele / Kompetenzen:
Vermittlung grundlegender Kenntnisse über Grundlagen und Anwendungen der Nuklearen Festkörperphysik
Inhalt:
Grundlagen Hyperfeinwechselwirkungen, Detektoren, Mößbauereffekt, Positronenvernichtung, Myon-Spin-Rotation, Magnetische
Kernresonanz, Tracermethoden, Ionenstrahlphysik
Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen)
Regelmäßige Teilnahme an Vorlesungen und Übungen
Voraussetzung für die Vergabe
von Leistungspunkten (Prüfungsform):
Mündliche Prüfung oder/und Klausur oder/und Vortrag (Details
werden in der 1. Vorlesungsstunde bekannt gegeben)
Medienformen:
Vorlesung mit Folien, Übungsaufgaben, Laborbesichtigung
Literatur:
Schatz/Weidinger: „Nukleare Festkörperphysik“
Seite 36 von 138
Modulnummer
Modulbezeichnung:
Physik der Nanostrukturen
Modulverantwortliche(r):
Dozent(in):
Prof. F. Bechstedt
Sprache:
Deutsch
Zuordnung zum Curriculum
Wahlpflichtkurs im Studiengang MA Physik im Wahlfach „Festkörperphysik/Materialwissenschaft“ im 4. Semester
Lehrform / SWS:
Vorlesung: 2 SWS
Seminar: 1 SWS
Arbeitsaufwand:
Präsenzstunden: 30 h Vorlesung + 15 h Seminar
Selbststudium:
Nacharbeit + Übungsaufgaben: 40 h
Prüfungsvorbereitung: 35 h
Gesamtarbeitsaufwand: 120 Stunden
Leistungspunkte:
4
Voraussetzungen:
Module Festkörperphysik I + II, Quantenmechanik I
Lernziele / Kompetenzen:
Vermittlung grundlegender Kenntnisse über Struktur und Herstellung von Nanostrukturen, Effekte der räumlichen Quantisierung,
Nachweis von Quanteneffekten und Physik in verringerten Dimensionen
Inhalt:
künstliche und natürliche Nanostrukturen
Herstellung / Präparation
einfache Quantenmechanik von Supergitter, Quantengraben, draht, -box, Nanokristall
optische und elektrische Nachweise
neue Phänomene (Luttinger-Flüssigkeit)
neuartige Bauelementekonzepte
Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen)
Regelmäßige Teilnahme an Übungen, Abgabe der Übungsaufgaben; Detaillierte Festlegungen werden zu Semesterbeginn bekannt gegeben.
Voraussetzung für die Vergabe
von Leistungspunkten (Prüfungsform):
Klausur am Ende des Semesters
Medienformen:
Vorlesung mit Computerdemonstrationen
Übung mit Laborbesuchen, Script
Literatur:
aktuelle Bücher zu Nanostrukturen bzw. Nanophysik:Herman
(Semiconductor Superlattices), Ossicini (Nanocrystals), Davies
(Physics of low-dimensional semiconductors), Woggon (Dots)
Seite 37 von 138
Modulnummer
Modulbezeichnung:
Cluster & Nanoteilchen
Modulverantwortliche(r):
N.N.
Dozent(in):
N.N.
Sprache:
Deutsch
Zuordnung zu den
Wahlpflichtkurs im Studiengang MA Physik im Wahlfach „Festkörperphysik/Materialwissenschaft“ im 4. Semester
Studiengängen
Lehrformen / SWS:
2 SWS Vorlesung und 1 SWS Übung bzw. Seminar
Dauer des Moduls
1 Semester
Arbeitsaufwand:
Präsenzstunden: 30 h Vorlesung + 15 h Seminar
Selbststudium:
Nacharbeit + Übungsaufgaben: 40 h
Prüfungsvorbereitung: 35 h
Gesamtarbeitsaufwand: 120 Stunden
Leistungspunkte:
4
Voraussetzungen:
Vorlesung Quantenmechanik I
Lernziele / Kompetenzen:
Kenntnisse über Cluster & Nanoteilchen als Bindeglied zwischen
Atom und Festkörper, experimentelle Methoden, Anwendungen in
verschiedenen Bereichen der Naturwissenschaften
Inhalt:
Techniken zur Herstellung von Clustern und Nanoteilchen, theoretische Grundlagen, Experimente in Molekularstrahlen, Methoden
zur Charakterisierung der chemischen und physikalischen Eigenschaften von Clustern, Übergang zum Festkörper
Voraussetzungen für die ZulasRegelmäßige Teilnahme an Vorlesungen und Übungen, Abgabe
sung zur Modulprüfung (Prüfungs- der Übungsaufgaben; Detaillierte Festlegungen werden zu Semesvorleistungen)
terbeginn bekannt gegeben.
Voraussetzung für die Vergabe
von Leistungspunkten (Prüfungsform):
Klausur oder mündliche Prüfung am Ende des Semesters, ersatzweise Seminarvortrag (Art der Prüfung wird zu Beginn des Moduls
bekannt gegeben)
Medienformen:
Tafel, Beamer
Literatur:
Bergmann-Schaefer: Lehrbuch der Experimentalphysik, Band 5,
Gase, Nanosysteme und Flüssigkeiten (de Gruyter, 2. Aufl. 2006)
Seite 38 von 138
Modulnummer
Modulbezeichnung:
Magnetismus
Modulverantwortliche(r):
Prof. Dr. P. Seidel
Dozent(in):
Professoren der Festkörperphysik und –theorie
Sprache:
Deutsch
Zuordnung zum Curriculum
Wahlpflichtkurs im Studiengang MA Physik im Wahlfach „Festkörperphysik/Materialwissenschaft“ im 4. Semester
Lehrform / SWS:
Vorlesung: 2 SWS
Seminar: 1 SWS
Arbeitsaufwand:
Präsenzstunden: 30 h Vorlesung + 15 h Seminar
Selbststudium:
Nacharbeit + Übungsaufgaben: 40 h
Prüfungsvorbereitung: 35 h
Gesamtarbeitsaufwand: 120 Stunden
Leistungspunkte:
4
Voraussetzungen:
Bachelor, Modul Festkörperphysik I
Lernziele / Kompetenzen:
Vermittlung grundlegender Kenntnisse über magnetische Phänomene und deren quantenmechanische Interpretation
Inhalt:
Grundbegriffe des Magnetismus
klassische Theorien (Magnetismus, Suszeptibilität, etc.)
quantenmechanische Theorie des Magnetismus (Spin,
Spin-Bahn-Kopplung)
Arten des Magnetismus
magnetische Materialien (Eigenschaften und Anwendungen)
Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen)
Regelmäßige Teilnahme an Vorlesungen und Übungen, Abgabe
der Übungsaufgaben; Detaillierte Festlegungen werden zu Semesterbeginn bekannt gegeben.
Voraussetzung für die Vergabe
von Leistungspunkten (Prüfungsform):
Mündliche Prüfung am Ende des Semesters
Medienformen:
Vorlesung
Seminar mit Laborbesuchen
Literatur:
aktuelle Bücher und ausgewählte Zeitschriftenartikel zum Magnetismus
Seite 39 von 138
Modulnummer:
Modulbezeichnung:
Polymer Science
Modulverantwortliche(r):
Prof. Dr. Klaus D. Jandt
Dozent(in):
Prof. Dr. Klaus D. Jandt und Mitarbeiter
Sprache:
Deutsch, Englisch auf Wunsch
Zuordnung zum Curriculum
Wahlpflichtkurs im Studiengang MA Physik im Wahlfach „Festkörperphysik/Materialwissenschaft“ im 4. Semester
Lehrform / SWS:
Vorlesung: 2 SWS, Seminar: 1 SWS, Angebot im SS
Arbeitsaufwand:
Präsenzstunden: 30 h Vorlesung + 15 h Seminar
Selbststudium:
Nacharbeit + Übungsaufgaben: 40 h
Prüfungsvorbereitung: 35 h
Gesamtarbeitsaufwand: 120 Stunden
Leistungspunkte:
4
Voraussetzungen:
Lernziele / Kompetenzen:
Inhalt:
Nach erfolgreichem Absolvieren des Moduls besitzt der/die Studierende Verständnis für wesentliche materialwissenschaftli-che
Grundlagen der Polymere (Soft Matter). Darüber hinaus hat er/sie
Fähigkeiten entwickelt, grundlegende Probleme im Bereich der
Polymere zu erkennen, zu formulieren und zu lösen und selbstständig im Bereich Polymere zu lernen.
Größe und Form von Makromolekülen, Einzelketten, Morphologie
von Polymeren, Schmelzen und Glasübergang PolymerLösungen und Mischungen, Festkörpereigenschaften von Polymeren, mechanische Eigenschaften und Viskoelastizität, Verarbeitung polymerer Werkstoffe, Anwendungen polymerer Werkstoffe
Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen):
Lösung der Aufgaben im Seminar; Detaillierte Festlegungen werden zu Semesterbeginn bekannt gegeben.
Voraussetzung für die Vergabe
von Leistungspunkten (Prüfungsform):
Bestandene mündliche Prüfung, bei Wiederholungsprüfung ggf.
andere Prüfungsform
Medienformen:
Beamer, Overheadprojektor, Tafel, Computer Aided Learning
(CAL), Videos
Literatur:
Essentials of Polymer Science and Engineering. P. C. Painter, M.
M. Coleman, Destech Pubns Inc, 2008
Alternativ: Polymers: Chemistry and Physics of Modern Materials,
J. M. G. Cowie, Taylor & Francis, 2007
Seite 40 von 138
Modulnummer
Modulbezeichnung:
Festkörpertheorie, Elementare Anregungen in Festkörpern
Modulverantwortliche(r):
Prof. Dr. F. Bechstedt
Dozent(in):
Professoren der Theoretischen Physik und Festkörperphysik
Sprache:
Deutsch
Zuordnung zum Curriculum
Wahlpflichtkurs im Studiengang MA Physik im Wahlfach „Festkörperphysik/Materialwissenschaft“ im 4. Semester
Lehrform / SWS:
Vorlesung: 2 SWS
Seminar: 1 SWS
Arbeitsaufwand:
Präsenzstunden: 30 h Vorlesung + 15 h Seminar
Selbststudium:
Nacharbeit + Übungsaufgaben: 40 h
Prüfungsvorbereitung: 35 h
Gesamtarbeitsaufwand: 120 Stunden
Leistungspunkte:
4
Voraussetzungen:
Lernziele / Kompetenzen:
Inhalt:
Vermittlung von grundlegenden Methoden der Vielelektronentheorie und deren Anwendung auf die Berechnung von Eigenschaften
kondensierter Materie
Vielteilchentheoretische Grundlagen
Elektron und Loch
Exziton
Plasmon
Phonon
Polaron
Photon
Polariton
Cooper-Paar
Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen)
Regelmäßige Teilnahme an Vorlesungen und Übungen, Abgabe
der Übungsaufgaben; Detaillierte Festlegungen werden zu Semesterbeginn bekannt gegeben.
Voraussetzung für die Vergabe
von Leistungspunkten (Prüfungsform):
Mündliche oder schriftliche Prüfung am Ende des Semesters (Art
der Prüfung wird zu Beginn des Moduls bekannt gegeben)
Medienformen:
Vorlesung mit Computerdemonstrationen und Übungen, begleitendes LaTeX-Skript
Literatur:
G.D. Mahan, Many-Particle Physics
H. Haken, Quantenfeldtheorie des Festkörpers
U. Scherz, Quantenmechanik
D. Pines, Elementary Excitations in Solids
L. Valenta/E. Jäger, Festkörpertheorie
Seite 41 von 138
3. Semester
Modulnummer
Modulbezeichnung:
Gravitational Wave Detection
Modulverantwortliche(r):
Prof. Dr. P. Seidel, Dr. R. Nawrodt
Dozent(in):
Prof. Dr. P. Seidel, Dr. R. Nawrodt
Sprache:
Deutsch, Englisch (auf Wunsch)
Zuordnung zum Curriculum
Wahlpflichtmodul für den Studiengang MA Physik im Wahlfach „Festkörperphysik“ im 3. Semester
Lehrform / SWS:
Vorlesung: 2 SWS
Übung:
Arbeitsaufwand:
1 SWS
Präsenzstunden: Vorlesung: 30
Übung: 15
Selbststudium:
Nacharbeit (Vorlesung, Übung): 30
Lösen von Übungsaufgaben: 45
Gesamtarbeitsaufwand: 120 Stunden
Leistungspunkte:
4
Voraussetzungen:
Grundkenntnisse der Optik und Messtechnik
Lernziele / Kompetenzen:
Vermittlung vertiefter Kenntnisse der Präzisionsmesstechnik anhand
der Detektion von Gravitationswellen, experimentelle Behandlung
von Rauschprozessen, Laserstabilisierung und Interferometrie
Inhalt:
Grundlagen von Gravitationswellen
Mögliche Detektionsprinzipien und deren Empfindlichkeit
Rauschprozesse in Gravitationswellendetektoren
Empfindlichkeitssteigerung für zukünftige Gravitationswellendetektoren
Festkörperphysikalische Untersuchungen an Materialien für zukünftige Detektoren
Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen)
aktive Teilnahme an den Übungen; Detaillierte Festlegungen werden
zu Semesterbeginn bekannt gegeben.
Voraussetzung für die Vergabe
Klausur oder mündliche Prüfung am Ende des Semesters (Art der
von Leistungspunkten (Prüfungs- Prüfung wird zu Beginn des Moduls bekannt gegeben)
form):
Medienformen:
Kreidetafel, Anschauungsexperimente,
Literatur:
Maggiore „Gravitational Waves“, Saulson „Gravitational Wave Detection“, Nagourney „Quantum Electronics for Atomic Physics“
Seite 42 von 138
Gravitations- und Quantentheorie
1. Semester
Modulnummer
Modulbezeichnung:
Allgemeine Relativitätstheorie
Modulverantwortliche(r):
Prof. Dr. B. Brügmann
Dozent(in):
Professoren der Theoretischen Physik
Sprache:
Deutsch, Englisch (auf Wunsch)
Zuordnung zum Curriculum
Wahlpflichtkurs für den Studiengang MA Physik im Wahlfach „Gravitations- und Quantentheorie“ im 1. Semester
Lehrform / SWS:
Vorlesung: 4 SWS
Übung:
Arbeitsaufwand:
2 SWS
Präsenzstunden: Vorlesung: 60, Übung: 30
Selbststudium:
Nacharbeit (Vorlesung, Übung): 60
Lösen von Übungsaufgaben: 60
Prüfungsvorbereitung: 30
Gesamtarbeitsaufwand: 240 Stunden
Leistungspunkte:
8
Voraussetzungen:
Kenntnisse des Moduls Relativistische Physik sind hilfreich
Lernziele / Kompetenzen:
Vermittlung von Kenntnissen der relativistische Gravitationsphysik
Entwicklung von Fähigkeiten zur selbständigen Behandlung astrophysikalischer Fragestellungen im Bereich hoher Geschwindigkeiten und starker Gravitationsfelder
Inhalt:
Grundlagen der Allgemeinen Relativitätstheorie
Einsteinsche Feldgleichungen
Grenzfall Newtonscher Gravitation
Gravitationswellen
Schwarze Löcher
Kosmologie und Urknall
Voraussetzungen für die Zulasaktive Teilnahme an den Übungen; Detaillierte Festlegungen wersung zur Modulprüfung (Prüfungs- den zu Semesterbeginn bekannt gegeben.
vorleistungen)
Voraussetzung für die Vergabe von Schriftliche und/oder mündliche Prüfungen (Art der Prüfungen wird
Leistungspunkten (Prüfungsform): zu Beginn des Moduls bekannt gegeben)
Medienformen:
Kreidetafel, Overheadprojektor, Aushändigung von Illustrationsmaterial, ggf. Computerdemonstrationen
Literatur:
Zum Beispiel: Carroll, Geometry and Gravitation (2004); Wald,
General Relativity (1984); Straumann, General Relativity with Applications to Astrophysics (2004); Schutz, First Course in General
Relativity (2009)
Seite 43 von 138
Modulnummer
Modulbezeichnung:
Pfadintegrale
Modulverantwortliche(r):
Prof. Dr. H. Gies, Prof. Dr. A. Wipf
Dozent(in):
Professoren der Theoretischen Physik
Sprache:
Deutsch, Englisch (auf Wunsch)
Zuordnung zum Curriculum
Wahlpflichtmodul für den Studiengang MA Physik im Wahlfach
„Gravitations- und Quantentheorie“ im 1. Semester
Lehrform / SWS:
Vorlesung: 2 SWS
Übung:
Arbeitsaufwand:
2 SWS
Präsenzstunden: Vorlesung: 30
Übung: 30
Selbststudium:
Nacharbeit (Vorlesung, Übung): 30
Lösen von Übungsaufgaben: 30
Gesamtarbeitsaufwand: 120 Stunden
Leistungspunkte:
4
Voraussetzungen:
Modul Quantenmechanik I (kann parallel zur Quantenmechanik gehört werden)
Lernziele / Kompetenzen:
Vermittlung der Grundlagen zur Pfadintegralquantisierung von physikalischen Systemen.
Inhalt
Fähigkeit zur Berechnung von Größen und/oder Prozessen in der
Quantenmechanik, Quantenstatistik und Quantenfeldtheorie mit der
Pfadintegralmethode.
Pfadintegraldarstellung für den Propagator
Pfadintegral für getriebenen harmonischen Oszillator
Quantenstatistik im Pfadintegralformalismus
Hochtemperatur- und semiklassische Entwicklungen
Pfadintegral für Theorien mit Fermionen
Weltlinienformalismus
Probleme in äußeren Feldern, effektive Potentiale
Voraussetzungen für die Zulasaktive Teilnahme an den Übungen; Detaillierte Festlegungen wersung zur Modulprüfung (Prüfungs- den zu Semesterbeginn bekannt gegeben.
vorleistungen)
Voraussetzung für die Vergabe von Klausur oder mündliche Prüfung am Ende des Semesters (Art der
Leistungspunkten (Prüfungsform): Prüfung wird zu Beginn des Moduls bekannt gegeben)
Medienformen:
Kreidetafel, Overheadprojektor, Skript zur Vorlesung
Literatur:
Lehrbücher, z.B. L. Schulman; R. Feynman und Hibbs; H. Kleinert
Seite 44 von 138
Modulnummer
Modulbezeichnung:
Symmetrien in der Physik
Modulverantwortliche(r):
Prof. Dr. A. Wipf
Dozent(in):
Professoren der Theoretischen Physik
Sprache:
Deutsch, Englisch (auf Wunsch)
Zuordnung zum Curriculum
Wahlpflichtmodul für den Studiengang MA Physik im Wahlfach
„Gravitations- und Quantentheorie“ im 1. Semester
Lehrform / SWS:
Vorlesung: 2 SWS
Übung:
Arbeitsaufwand:
2 SWS
Präsenzstunden: Vorlesung: 30
Übung: 30
Selbststudium:
Nacharbeit (Vorlesung, Übung): 30
Lösen von Übungsaufgaben: 30
Gesamtarbeitsaufwand: 120 Stunden
Leistungspunkte:
4
Voraussetzungen:
Modul Theoretische Mechanik und Quantenmechanik I wird empfohlen
Vermittlung der Grundlagen über diskrete und kontinuierliche Gruppen, Lie-Algebren und deren Darstellungen mit Anwendungen auf
Raumzeit- und innere Symmetrien der Physik. Beherrschung der
Anwendung gruppentheoretischer Methoden in Quantenmechanik,
Kristallographie und Ele-mentarteilchenphysik
Symmetrien und Gruppen
Raumzeit-Symmetrien
Endliche Gruppen und kontinuierliche Liegruppen
Lie-Algebren
Darstellungstheorie, Charakteren
Ausgewählte Anwendungen in der Festkörperphysik, Atomphysik,
Quantenfeldtheorie und Teilchenphysik
Lernziele / Kompetenzen:
Inhalt
Voraussetzungen für die Zulasaktive Teilnahme an den Übungen; Detaillierte Festlegungen wersung zur Modulprüfung (Prüfungs- den zu Semesterbeginn bekannt gegeben.
vorleistungen)
Voraussetzung für die Vergabe von Klausur oder mündliche Prüfung am Ende des Semesters (Art der
Leistungspunkten (Prüfungsform): Prüfung wird zu Beginn des Moduls bekannt gegeben)
Medienformen:
Kreidetafel, Overheadprojektor, Skript zur Vorlesung
Literatur:
Lehrbücher, z.B. J. Conway; M. Wagner; H. Jones; M. Hamermesh
Seite 45 von 138
Modulnummer
Modulbezeichnung:
Physik der Skalen – die Renormierungsgruppe
Modulverantwortliche(r):
Prof. Gies
Dozent(in):
Prof. Gies, Prof. Wipf
Sprache:
Deutsch, Englisch (auf Wunsch)
Zuordnung zum Curriculum
Wahlpflichtkurs für den Studiengang MA Physik im Wahlfach „Gravitations- und Quantentheorie“ im 1. Semester
Lehrform / SWS:
Vorlesung: 2 SWS
Arbeitsaufwand:
Präsenzstunden: Vorlesung: 30
Selbststudium:
Nacharbeit (Vorlesung): 30
Lösen von Übungsaufgaben oder Anfertigen einer Hausarbeit: 45
Prüfungsvorbereitung: 15
Gesamtarbeitsaufwand: 120 Stunden
Leistungspunkte:
4
Voraussetzungen:
Kenntnisse des Moduls Quantenfeldtheorie sind hilfreich
Lernziele / Kompetenzen:
Vermittlung von Kenntnissen der Renormierungstheorie
Entwicklung von Fähigkeiten zur selbständigen Behandlung quantenfeldtheoretischer Fragestellungen zum Thema laufender Kopplungskonstanten, Lang- u. kurzreichweitiges Verhalten von QFTn
Inhalt:
Störungstheoretishe Renormierung
Klassifikation perturbativ renormierbarer Theorien
Renormierbarkeitsbeweise
Renormierung in statistischen Systemen
Renormierungsgruppengleichungen, Flussgleichungen
Voraussetzungen für die Zulasaktive Teilnahme; Detaillierte Festlegungen werden zu Semestersung zur Modulprüfung (Prüfungs- beginn bekannt gegeben.
vorleistungen)
Voraussetzung für die Vergabe von Schriftliche und/oder mündliche Prüfungen (Art der Prüfungen wird
Leistungspunkten (Prüfungsform): zu Beginn des Moduls bekannt gegeben), Hausarbeit
Medienformen:
Kreidetafel, Overheadprojektor, Aushändigung von Illustrationsmaterial, ggf. Computerdemonstrationen
Literatur:
Zum Beispiel: J. Cardy (Scaling and Renormalization), J. ZinnJustin (QFT & Critical Phenomena), Peskin, Schroeder (An Introduction to QFT), K. Huang (From Operators to Pathintegrals)
Seite 46 von 138
Modulnummer
Modulbezeichnung:
Introduction to Cosmology
Modulverantwortliche(r):
Dozent(in):
Professoren der Theoretischen Physik
Sprache:
Deutsch, Englisch (auf Wunsch)
Zuordnung zum Curriculum
Wahlpflichtmodul für den Studiengang MA Physik im Wahlfach
„Gravitations- und Quantentheorie“ im 1. Semester
Lehrform / SWS:
Vorlesung: 4 SWS
Übung:
Arbeitsaufwand:
2 SWS
Präsenzstunden: Vorlesung: 60
Übung: 30
Selbststudium:
Nacharbeit (Vorlesung, Übung): 60
Lösen von Übungsaufgaben: 60
Prüfungsvorbereitung: 30
Gesamtarbeitsaufwand: 240 Stunden
Leistungspunkte:
8
Voraussetzungen:
Kenntnisse des Moduls Relativistische Physik sind hilfreich
Lernziele / Kompetenzen:
Understanding the basic ideas and ingredients of modern cosmology and acquiring skills to follow the growing literature in cosmolgy
Inhalt
Expanding universe
Early Universe, BBN
Fluctuations
CMB Physics
Inflation
Voraussetzungen für die Zulasaktive Teilnahme an den Übungen; Detaillierte Festlegungen wersung zur Modulprüfung (Prüfungs- den zu Semesterbeginn bekannt gegeben.
vorleistungen)
Voraussetzung für die Vergabe von Schriftliche und/oder mündliche Prüfungen (Art der Prüfung wird zu
Leistungspunkten (Prüfungsform): Beginn des Moduls bekannt gegeben)
Medienformen:
Kreidetafel, Overheadprojektor, Aushändigung von Illustrationsmaterial, ggf. Computerdemonstrationen
Literatur:
Weinberg, Cosmology (2008); Kolb, Turner, The Early Universe
(1990); Dodelson, Modern Cosmology (2003), Ryden, Introduction
to Cosmology (2002); Carroll; Geometry and Gravitation (2004)
Seite 47 von 138
Modulnummer
Modulbezeichnung:
Jenseits des Standardmodells
Modulverantwortliche(r):
Axel Maas
Dozent(in):
Professoren der QFT
Sprache:
Deutsch, Englisch (auf Wunsch)
Zuordnung zum Curriculum
Wahlpflichtmodul für den Studiengang MA Physik im Wahlfach
„Gravitations- und Quantentheorie“ im 1. oder 2. Semester
Lehrform / SWS:
Vorlesung: 2 SWS
Arbeitsaufwand:
Präsenzstunden: Vorlesung: 30
Selbststudium:
Nacharbeit (Vorlesung): 75
Prüfungsvorbereitung: 15
Gesamtarbeitsaufwand: 120 Stunden
Leistungspunkte:
4
Voraussetzungen:
Kenntnisse der Quantenfeldtheorie sind erforderlich, Kenntnisse der
Vorlesung „Einführung in das Standardmodell der Elementarteilchenphysik“ sind vorteilhaft
Lernziele / Kompetenzen:
Überblick über die Probleme des gegenwärtigen Standardmodells
der Elementarteilchenphysik
Überblick über gegenwärtige Vorschläge zu ihrer Behebung, sowie
deren Vor- und Nachteile, sowie generischer Eigenschaften solcher
Erweiterungen (außer Supersymmetrie, für die es einen gesonderten Kurs gibt)
Inhalt
Das Standardmodell
Probleme des Standardmodells
Suche nach Erweiterungen
Grand-unified theories
Hidden sectors
Technicolor
Large extra dimensions
String theory
Voraussetzungen für die ZulasTeilnahme an der Vorlesung; detaillierte Festlegungen werden ggf.
sung zur Modulprüfung (Prüfungs- zu Semesterbeginn bekannt gegeben.
vorleistungen)
Voraussetzung für die Vergabe von mündliche Prüfung
Leistungspunkten (Prüfungsform):
Medienformen:
Kreidetafel
Literatur:
Lehrbücher, z.B. Morrissey et al., arXiv: 0912.3259
Seite 48 von 138
Modulnummer
128.3302
Modulbezeichnung:
Mathematische Methoden der Physik für Fortgeschrittene
Modulverantwortliche(r):
Prof. Dr. M. Ansorg
Dozent(in):
Professoren der Theoretischen Physik
Sprache:
Deutsch, Englisch (auf Wunsch)
Zuordnung zum Curriculum
Physikalisches Wahlfach (Gravitations- und Quantentheorie) für
M.Sc. Physik im 1. Semester
Lehrform / SWS:
Vorlesung:
2 SWS
Übung:
1 SWS
Arbeitsaufwand:
Präsenzstunden: Vorlesung: 30
Übung: 15
Selbststudium:
Nacharbeit (Vorlesung, Übung): 30
Lösen von Übungsaufgaben: 30
Prüfungsvorbereitung: 15
Gesamtarbeitsaufwand: 120 Stunden
Leistungspunkte:
4
Voraussetzungen:
Bachelor of Science in Physik
Lernziele / Kompetenzen:
Vermittlung von für Physiker wichtigen mathematischen Methoden
Entwicklung der Fähigkeit zum Lösen analytischer und algebraischer
Probleme in der Physik.
Inhalt:
Funktionentheorie
Einführung in die Gruppentheorie
Variationsrechnung
Laplace-Transformationen
Spezielle Funktionen der Physik
Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen)
aktive Teilnahme an den Übungen
Voraussetzung für die Vergabe
Klausur oder mündliche Prüfung am Ende des Semesters
von Leistungspunkten (Prüfungsform):
Medienformen:
Kreidetafel, Overheadprojektor, Computerunterstützte Demonstrationen; schriftliches Begleitmaterial
Literatur:
Lehrbücher zur Mathematischen Physik
Seite 49 von 138
Modulnummer
Modulbezeichnung:
Relativistische Gravitations- und Astrophysik
Modulverantwortliche(r):
N.N.
Dozent(in):
Professoren der Theoretischen Physik
Sprache:
Deutsch, Englisch (auf Wunsch)
Zuordnung zum Curriculum
Wahlpflichtmodul für den Studiengang MA Physik im Wahlfach
„Gravitations- und Quantentheorie“ im 3. Semester
Lehrform / SWS:
Vorlesung: 2 SWS
Übung:
Arbeitsaufwand:
1 SWS
Präsenzstunden: Vorlesung: 30
Übung: 15
Selbststudium:
Nacharbeit (Vorlesung, Übung): 30
Lösen von Übungsaufgaben: 45
Gesamtarbeitsaufwand: 120 Stunden
Leistungspunkte:
4
Voraussetzungen:
Grundkenntnisse der Allgemeinen Relativitätstheorie
Lernziele / Kompetenzen:
Vermittlung vertiefter Kenntnisse der relativistischen Gravitationsphysik, Himmelsmechanik und Astrophysik.
Entwicklung von Fähigkeiten zur selbständigen Lösung astrophysikalischer Fragestellungen auf Gebieten hoher Geschwindigkeit und
starker Gravitation.
Inhalt:
Post-Newtonsche Näherungen der Allgemeinen Relativitätstheorie
Bewegung und Beobachtung von Doppelsternsystemen (u. a.
Hulse-Taylor-Pulsar PSR 1913+16)
Neutronensterne
Schwarze Löcher
Gravitationslinsen
Gravitationswellen
Voraussetzungen für die Zulasaktive Teilnahme an den Übungen; Detaillierte Festlegungen wersung zur Modulprüfung (Prüfungs- den zu Semesterbeginn bekannt gegeben.
vorleistungen)
Voraussetzung für die Vergabe von Klausur oder mündliche Prüfung am Ende des Semesters (Art der
Leistungspunkten (Prüfungsform): Prüfung wird zu Beginn des Moduls bekannt gegeben)
Medienformen:
Kreidetafel, Overheadprojektor, Aushändigung von Illustrationsmaterial, ggf. Computerdemonstrationen
Literatur:
Zum Beispiel: Hartle, Shapiro/Teukolsky, Goenner, Straumann,
d‘Inverno, Landau/Lifschitz, Misner/Thorne/Wheeler
Seite 50 von 138
Modulnummer
Modulbezeichnung:
Quantenfeldtheorie II
Modulverantwortliche(r):
Prof. Dr. M. A. Ammon
Dozent(in):
Professoren der Theoretischen Physik
Sprache:
Deutsch, Englisch (auf Wunsch)
Zuordnung zum Curriculum
Wahlpflichtmodul für den Studiengang MA Physik im Wahlfach
„Gravitations- und Quantentheorie“ im 3. Semester
Lehrform / SWS:
Vorlesung: 3 SWS
Übung:
Arbeitsaufwand:
1 SWS
Präsenzstunden: Vorlesung: 45
Übung: 15
Selbststudium:
Nacharbeit:(Vorlesung, Übung) 30
Übungsaufgaben: 30
Gesamtarbeitsaufwand: 120 Stunden
Leistungspunkte:
4
Voraussetzungen:
Empfohlen: Quantenfeldtheorie I im Masterstudiengang
Lernziele / Kompetenzen:
Vermittlung tieferer Kenntnisse der Quantenfeldtheorie
Entwicklung der Fähigkeiten zur Behandlung von stark gekoppelten
Feldtheorien auch bei endlicher Temperatur
Inhalt:
Quantenfeldtheorien bei endlicher Temperatur
Fermionen, Eichtheorien
Symmetrien in der Quantenfeldtheorie
Standardmodelle in der Teilchenphysik
Voraussetzungen für die Zulasaktive Teilnahme an den Übungen; Detaillierte Festlegungen wersung zur Modulprüfung (Prüfungs- den zu Semesterbeginn bekannt gegeben.
vorleistungen)
Voraussetzung für die Vergabe
von Leistungspunkten (Prüfungsform):
Klausur oder mündliche Prüfung am Ende des Semesters (Art der
Prüfung wird zu Beginn des Moduls bekannt gegeben.)
Medienformen:
Kreidetafel, Overheadprojektor, schriftliches Begleitmaterial
Literatur:
Zum Beispiel: Peskin und Schroeder
Seite 51 von 138
Modulnummer
Modulbezeichnung:
Solitonen
Modulverantwortliche(r):
Prof. Dr. R. Meinel
Dozent(in):
Prof. Dr. R. Meinel
Sprache:
Deutsch
Zuordnung zum Curriculum
Wahlpflichtmodul für den Studiengang MA Physik im Wahlfach
„Gravitations- und Quantentheorie“
Häufigkeit des Angebots (Zyklus):
Vorlesung wird alle zwei Jahre angeboten
Lehrform / SWS:
Vorlesung: 2 SWS
Übung:
Arbeitsaufwand:
1 SWS
Präsenzstunden: Vorlesung: 30
Übung: 15
Selbststudium:
Nacharbeit (Vorlesung, Übung): 30
Lösen von Übungsaufgaben: 45
Gesamtarbeitsaufwand: 120 Stunden
Leistungspunkte:
4
Voraussetzungen:
Lernziele / Kompetenzen:
Vermittlung der Grundlagen und Methoden der Solitonenphysik
Entwicklung von Fähigkeiten zum selbständigen Lösen von Aufgaben aus diesem Gebiet
Inhalt:
Integrable nichtlineare Gleichungen (zum Beispiel Sinus-GordonGleichung, Korteweg-de Vries-Gleichung, Nichtlineare
Schrödingergleichung, Toda-Gitter, Ernst-Gleichung)
Methoden zur Konstruktion spezieller exakter Lösungen (zum Beispiel n-Solitonenlösungen) und zur Lösung von Anfangs- und
Randwertproblemen (Bäcklundtransformation und Inverse Streumethode)
Erhaltungssätze und Integrabilität
Solitonen in der Hydrodynamik, der Allgemeinen Relativitätstheorie
und in der Nichtlinearen Optik
Voraussetzungen für die Zulasaktive Teilnahme an den Übungen; Detaillierte Festlegungen wersung zur Modulprüfung (Prüfungs- den zu Semesterbeginn bekannt gegeben.
vorleistungen)
Voraussetzung für die Vergabe von Klausur oder mündliche Prüfung am Ende des Semesters (Art der
Leistungspunkten (Prüfungsform): Prüfung wird zu Beginn des Moduls bekannt gegeben)
Medienformen:
Tafel, Overheadprojektor
Literatur:
Zum Beispiel: G. Eilenberger, Solitons-Mathematical Methods for
Physicists; S. Novikov et al., Solitons and the Inverse Scattering
Transform
Seite 52 von 138
Modulnummer
Modulbezeichnung:
Numerische Relativitätstheorie
Modulverantwortliche(r):
Prof. Dr. B. Brügmann
Dozent(in):
Professoren der Theoretischen Physik
Sprache:
Deutsch, Englisch
Zuordnung zum Curriculum
Wahlpflichtmodul für den Studiengang MA Physik im Wahlfach
„Gravitations- und Quantentheorie“ im 3. oder 4. Semester
Lehrform / SWS:
Vorlesung: 2 SWS
Übung:
Arbeitsaufwand:
2 SWS
Präsenzstunden: Vorlesung: 30
Übung: 30
Selbststudium:
Nacharbeit (Vorlesung, Übung): 30
Lösen von Übungsaufgaben: 30
Gesamtarbeitsaufwand: 120 Stunden
Leistungspunkte:
4
Voraussetzungen:
Grundkenntnisse der Computational Physics und Allgemeinen Relativitätstheorie
Lernziele / Kompetenzen:
Vermittlung der Grundlagen und Methoden des numerischen Zugangs zur Allgemeinen Relativitätstheorie
Entwicklung von Fähigkeiten zum selbständigen Lösen von Aufgaben aus diesem Gebiet
Inhalt:
Numerische Relativitätstheorie für Schwarze Löcher und Gravitationswellen
3+1 Zerlegung der 4-dimensionalen Einsteingleichungen
Numerische Behandlung des Elliptischen Anfangswertproblems
Numerische Behandlung von Zeitentwicklungsgleichungen
Voraussetzungen für die Zulasaktive Teilnahme an den Übungen; Detaillierte Festlegungen wersung zur Modulprüfung (Prüfungs- den zu Semesterbeginn bekannt gegeben.
vorleistungen)
Voraussetzung für die Vergabe von Schriftliche oder mündliche Prüfung (Art der Prüfung wird zu Beginn
Leistungspunkten (Prüfungsform): des Moduls bekannt gegeben)
Medienformen:
Tafel, Folien, Beamer
Literatur:
Zum Beispiel: T. Baumgarte and S. Shapiro, Numerical Relativity
and Compact Binaries, Phys.Rept. 376 (2003) 41-131; Alcubierre,
Introduction to 3+1 Numerical Relativity (2008)
Seite 53 von 138
Modulnummer
Modulbezeichnung:
Computational Physics III
Modulverantwortliche(r):
Prof. Dr. B. Brügmann
Dozent(in):
Professoren der Theoretischen Physik und der Angewandten Mathematik
Sprache:
Deutsch, Englisch
Zuordnung zum Curriculum
Wahlpflichtmodul für den Studiengang MA Physik im Wahlfach „Gravitations- und Quantentheorie“ im 3. Semester
Lehrform / SWS:
Vorlesung: 2 SWS
Übung:
Arbeitsaufwand:
1 SWS
Präsenzstunden: Vorlesung: 30
Übung: 15
Selbststudium:
Nacharbeit (Vorlesung, Übung): 30
Lösen von Übungsaufgaben: 45
Gesamtarbeitsaufwand: 120 Stunden
Leistungspunkte:
4
Voraussetzungen:
Kenntnis der Module Computational Physics I und II ist hilfreich
Lernziele / Kompetenzen:
Vermittlung der Grundlagen und Methoden der numerischen Behandlung partieller Differentialgleichungen der Physik.
Selbständige Arbeit an einem individuell abgestimmten numerischen
Projekt
Inhalt:
Grundlagen Differentialgleichungen
Grundlagen elliptischer, parabolischer und hyperbolischer Differentialgleichungen
Explizite und Implizite Verfahren, Stabilitätsanalyse
Poissongleichung, Diffusionsgleichung, Advektionsgleichung, Wellengleichung, Schocks
Differenzenverfahren, Pseudospektralmethoden, Mehrfachgitter
Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen)
Übungsaufgaben, aktive Teilnahme an den Übungen; Detaillierte
Festlegungen werden zu Semesterbeginn bekannt gegeben.
Voraussetzung für die Vergabe
Numerisches Projekt und/oder schriftliche Prüfung
von Leistungspunkten (Prüfungsform):
Medienformen:
Tafel, Computer
Literatur:
Zum Beispiel Lehrbücher von Garcia;
Press/Vetterling/Teukolsky/Flannery; Gustafsson/Kreiss/Oliger;
Trefethen
Seite 54 von 138
Modulnummer
Modulbezeichnung:
Standardmodell der Teilchenphysik und Eichtheorien
Modulverantwortliche(r):
Prof. Dr. H. Gies, Prof. Dr. A. Wipf
Dozent(in):
Professoren der Theoretischen Physik
Sprache:
Deutsch, Englisch (auf Wunsch)
Zuordnung zum Curriculum
Wahlpflichtmodul für den Studiengang MA Physik im Wahlfach
„Gravitations- und Quantentheorie“ im 3. Semester
Lehrform / SWS:
Vorlesung: 2 SWS
Arbeitsaufwand:
Präsenzstunden: Vorlesung: 30
Selbststudium:
Nacharbeit (Vorlesung, Übung): 30
Gesamtarbeitsaufwand: 60 Stunden
Leistungspunkte:
2
Voraussetzungen:
Modul Quantenfeldtheorie I
Lernziele / Kompetenzen:
Vermittlung der Konzepte und Methoden zum Verständnis der modernen Elementarteilchenphysik
Phänomenologie der Elementarteilchen
Entwicklung der Fähigkeiten zur Quantisierung von nichtabelschen
Eichtheorien
Inhalt:
Klassische Yang-Mills Theorien
Quantisierung von Yang-Mills Theorien
Spontane Symmetriebrechung
Das Standardmodell der Elementarteilchenphysik
Phänomenologie
Voraussetzungen für die ZulasDetaillierte Festlegungen werden zu Semesterbeginn bekannt gesung zur Modulprüfung (Prüfungs- geben.
vorleistungen)
Voraussetzung für die Vergabe von mündliche Prüfung am Ende des Semesters
Leistungspunkten (Prüfungsform):
Medienformen:
Kreidetafel, Beamer
Literatur:
Lehrbücher: S. Weinberg; M. Peskin und D. Schroeder;
O. Nachtmann, Bohm, Denner & Joos
Seite 55 von 138
Modulnummer
Modulbezeichnung:
Quantenelektrodynamik in starken Feldern
Modulverantwortliche(r):
Prof. Dr. H. Gies
Dozent(in):
Professoren der theoretischen Physik
Sprache:
Deutsch, Englisch (auf Wunsch)
Zuordnung zum Curriculum
Wahlpflichtmodul für den Studiengang MA Physik im Wahlfach
„Gravitations- und Quantentheorie“ im 3. Semester
Lehrform / SWS:
Vorlesung: 2 SWS
Übung:
Arbeitsaufwand:
1 SWS
Präsenzstunden: Vorlesung: 30
Übung: 15
Selbststudium:
Nacharbeit (Vorlesung, Übung): 30
Lösen von Übungsaufgaben: 45
Gesamtarbeitsaufwand: 120 Stunden
Leistungspunkte:
4
Voraussetzungen:
Lernziele / Kompetenzen:
Vermittlung der Konzepte und Methoden zur Beschreibung der
Wechselwirkung zwischen Strahlung und Materie.
Erlangung von Fähigkeiten zur Modellierung und Berechnung von
Prozessen in Quantenelektrodynamik und Physik starker Felder.
Inhalt:
Quantisierung des Strahlungsfeldes
Vakuumeffekte
Quantisierung des Elektron-Positronfeldes
Fundamentale Atom-Feld Wechselwirkungen
QED in äußeren Feldern
Ausgewählte Streuprozesse und Phänomene in starken Feldern
Voraussetzungen für die Zulasaktive Teilnahme an den Übungen; Detaillierte Festlegungen wersung zur Modulprüfung (Prüfungs- den zu Semesterbeginn bekannt gegeben.
vorleistungen):
Voraussetzung für die Vergabe
von Leistungspunkten (Prüfungsform):
Klausur oder mündliche Prüfung am Ende des Semesters (Art der
Prüfung wird zu Beginn des Moduls bekannt gegeben)
Medienformen:
Kreidetafel, Overheadprojektor, schriftliches Begleitmaterial
Literatur:
Jauch und Rohrlich; Mandl und Shaw; Straumann; Milonni; Denner und Joos; Akhiezer und Berestetzki; Dittrich und Gies
Seite 56 von 138
Modulnummer
Modulbezeichnung:
Physik des Quantenvakuums
Modulverantwortliche(r):
Prof. Dr. H. Gies
Dozent(in):
Professoren der theoretischen Physik
Sprache:
Deutsch, Englisch (auf Wunsch)
Zuordnung zum Curriculum
Wahlpflichtmodul für den Studiengang MA Physik im Wahlfach
„Gravitations- und Quantentheorie“ im 3. Semester
Lehrform / SWS:
Vorlesung: 2 SWS
Übung: 2SWS / [Alternativ: Hausarbeit]
Arbeitsaufwand:
Präsenzstunden: Vorlesung: 30
Übung: 30
Selbststudium:
Nacharbeit (Vorlesung, Übung): 30
Lösen von Übungsaufgaben: 15
[Alternativ: Hausarbeit: 45]
Prüfungsvorbereitung: 15
Gesamtarbeitsaufwand: 120 Stunden
Leistungspunkte:
4
Voraussetzungen:
Grundkenntnisse in Quantenfeldtheorie
Lernziele / Kompetenzen:
Vermittlung der Konzepte und Methoden und Erlangung der Fähigkeiten zur Beschreibung der Phänomene des Quantenvakuums.
Inhalt:
Spontane und dynamische Symmetriebrechung
Zerfall des falschen Vakuums
Quantenelektrodynamik in starken Feldern
einfache Vakuummodelle in der Quantenchromodynamik
Vakuumeigenschaften planarer Feldtheorien
Voraussetzungen für die Zulasaktive Teilnahme an Vorlesung und Übung
sung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen):
Voraussetzung für die Vergabe
von Leistungspunkten (Prüfungsform):
Klausur oder mündliche Prüfung am Ende des Semesters (Art der
Prüfung wird zum Zeitpunkt der verbindlichen Anmeldung des Moduls bekannt gegeben)
Medienrormen:
Kreidetafel, Overheadprojektor, schriftliches Begleitmaterial
Literatur:
Peskin, Schröder; Kaku; Milonni; Dittrich und Gies; Pokorski
Seite 57 von 138
Modulnummer
Modulbezeichnung:
Theoretische Atomphysik
Modulbezeichnung (engl.):
Atomic Theory
Modulverantwortliche(r):
Prof. Dr. S. Fritzsche
Dozent(in):
Dr. A. Surzhykov
Sprache:
Deutsch, Englisch (auf Wunsch)
Zuordnung zu den Studiengängen
Wahlpflichtkurs für den Studiengang MA Physik im Wahlfach
"Gravitations- und Quantentheorie" im 1. Semester, M.Sc.
Photonics
Lehrform / SWS:
Vorlesung: 2 SWS
Übung:
Arbeitsaufwand:
2 SWS
Präsenzstunden: Vorlesung: 30, Übungen: 30
Selbststudium:
Nacharbeit (Vorlesung, Übungen) : 30
Lösung von Übungsaufgaben: 30
Gesamtaufwand: 120 Stunden
Leistungspunkte
4
Voraussetzungen:
Modul Quantenmechanik I
Lernziele / Kompetenzen:
Vermittlung der Grundlagen der Atomstruktur und atomarer
Stoßprozesse
Überblick zu den Einelektronenatomen
Modelle unabhängiger Elektronen
Hartree-Fock Theorie
Schalen- und Termstruktur von Atomen
Wechselwirkung mit dem Strahlungsfeld
Korrelierte Vielteilchenmethoden
Bethe-Bloch
Potentialstreuung, atomare Stoßprozesse
Grundlagen der Dichtematrixtheorie
Inhalt:
Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen)
aktive Teilnahme an den Übungen; detaillierte Festlegungen werden zu Semesterbeginn bekannt gegeben.
Voraussetzung für die Vergabe
von Leistungspunkten (Prüfungsform):
Klausur oder mündliche Prüfung am Ende des Semesters (Art der
Prüfung wird zu Beginn des Moduls bekanngegeben)
Medienformen:
Kreidetafel, Overheadprojektor, Computerexperimente, schriftliches Begleitmaterial.
Literatur:
Zum Beispiel: Johnson ”Atomic Structure Theory: Lectures on
Atomic Physics”, Brandsen & Joachain ”Physics of Atoms and
Molecules”.
Seite 58 von 138
Modulnummer
Modulbezeichnung:
Einführung in Stringtheorie und AdS/CFT
Modulbezeichnung (engl.):
Introduction to string theory and AdS/CFT
Modulverantwortliche(r):
Prof. Dr. M. Ammon
Dozent(in):
Professoren der Theoretischen Physik
Sprache:
Deutsch, Englisch (auf Wunsch)
Zuordnung zum Curriculum
Wahlpflichtmodul für den Studiengang MA Physik im Wahlfach
„Gravitations- und Quantentheorie“ im 3. Semester
Lehrform / SWS:
Vorlesung: 4 SWS
Übung:
Arbeitsaufwand:
2 SWS
Präsenzstunden: Vorlesung: 60
Übung: 30
Selbststudium:
Nacharbeit: 60
Lösen von Übungsaufgaben: 60
Prüfungsvorbereitung: 30
Gesamtarbeitsaufwand: 240 Stunden
Leistungspunkte:
8
Voraussetzungen:
Bachelor; Quantenfeldtheorie I sowie Allgemeine Relativitätstheorie im Masterstudiengang empfohlen
Lernziele / Kompetenzen:
Vermittlung der grundlegenden Prinzipien und Strukturen von
Stringtheorie.
Erlangung von Fähigkeiten zur Beschreibung der Wechselwirkungen in supersymmetrischen Theorien mittels Gravitationstheorien
Inhalt:
Relativistischer bosonischer String & dessen Quantisierung,Offene
Strings & D-branen, Aspekte der konformen Feldtheorie, Polyakov
Pfadintegral, Streuung von Strings, Niederenergie effektive Wirkung, Dualitäten, Kompaktifierung, Einführung in AdS/CFT, Test
von AdS/CFT, Erweiterung und Anwendungen von AdS/CFT
Voraussetzungen für die Zulasaktive Teilnahme an den Übungen; Detaillierte Festlegungen wersung zur Modulprüfung (Prüfungs- den zu Semesterbeginn bekannt gegeben.
vorleistungen)
Voraussetzung für die Vergabe
von Leistungspunkten (Prüfungsform):
Klausur oder mündliche Prüfung am Ende des Semester (Art der
Prüfung wird zu Beginn des Moduls bekannt gegeben)
Medienformen:
Kreidetafel, Overheadprojektor
Literatur:
Polchinski; Becker, Becker, Schwarz; Blumenhagen, Lüst, Theisen
Seite 59 von 138
Modulnummer
Modulbezeichnung:
Einführung in die Teilchenphysik
Modulverantwortliche(r):
PD Dr. A. Maas
Dozent(in):
PD Dr. A. Maas
Sprache:
Deutsch, Englisch (auf Wunsch)
Zuordnung zum Curriculum
Wahlpflichtkurs für den Studiengang MSc Physik im 1. Semester
Lehrform / SWS:
Vorlesung: 2 SWS
Übung:
Arbeitsaufwand:
1 SWS
Präsenzstunden: Vorlesung: 30
Übung: 15
Selbststudium:
Nacharbeit (Vorlesung, Übung): 30
Lösen von Übungsaufgaben: 30
Prüfungsvorbereitung: 15
Gesamtarbeitsaufwand: 120 Stunden
Leistungspunkte:
4
Voraussetzungen:
Module Quantenmechanik und Elektrodynamik werden empfohlen
Lernziele / Kompetenzen:
Vermittlung der Phaenomenologie und der grundlegenden
Konzepte der modernen Teilchenphysik. Umgang mit den Begriffen
Teilchen,
Wechselwirkungen und Klassifikationsschemata. Anwendung einfacher
Modelle der Teilchenphysik
Inhalt:
Das Standardmodell der Teilchenphysik:
Quantenelektrodynamik
Die starke Wechselwirkung und das Quarkmodell, Hadronen und
asymptotische Freiheit
Schwache Wechselwirkungen und der Higgseffekt
Neutrinos und Neutrinooszillationen
Flavorphysik und Praezessionsphysik
Streuversuche
Grenzen des Standardmodells
Voraussetzungen für die ZulasWerden zu Semesterbeginn festgesetzt. In der Regel erfolgreiche
sung zur Modulprüfung (Prüfungs- Bearbeitung der Übungsaufgaben zu einem gewissen Prozentsatz.
vorleistungen)
Voraussetzung für die Vergabe von Mündliche Pruefung am Ende des Semesters
Leistungspunkten (Prüfungsform):
Medienformen:
Tafel
Literatur:
Frauenfelder & Henley; Perkins; Aitchson & Hey; Williams. Ein
Skript wird ausgegeben.
Seite 60 von 138
Modulnummer
Modulbezeichnung:
Quantenphysik mit dem Rechner [NEU]
Modulverantwortliche(r):
Prof. Dr. S. Fritzsche
Dozent(in):
Professoren der Theoretischen Physik
Sprache:
Deutsch
Zuordnung zum Curriculum
Wahlpflichtkurs für den Studiengang MSc Physik im 1. Semester
Lehrform / SWS:
Vorlesung: 2 SWS
Übung:
Arbeitsaufwand:
2 SWS
Präsenzstunden: Vorlesung: 30
Übung: 30
Selbststudium:
Nacharbeit (Vorlesung): 20
Lösen von Übungsaufgaben: 30
(inkl. einfacher Programme)
Prüfungsvorbereitung: 10
Gesamtarbeitsaufwand: 120 Stunden
Leistungspunkte:
4
Voraussetzungen:
Empfohlen: Erfolgreicher Abschluss der Module Theoretische Mechanik, Elektrodynamik, Quantentheorie
Lernziele / Kompetenzen:
- Vermittlung computeralgebraischer und numerischer
Methoden bei der Beschreibung einfacher Quantenmodelle.
Inhalt:
- Fähigkeiten zum selbständigen Lösen einfacher Modelle und Aufgaben; Formulierung von Pseudo-Code und effizienter Umgang mit
Computeralgebra-Systemen.
- Coulomb-Problem
- Teilchen mit Spin
- Qubits, Quantenregister und Quantengatter
- Darstellung reiner und gemischter Zustände (Blochkugel).
- Zusammengesetzte Systeme; nichtunterscheidbare Teilchen
- Hartree-Fock Methode
- Kopplung von Drehimpulsen
Voraussetzungen für die ZulasÜbungsaufgaben, aktive Teilnahme an den Übungen
sung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen)
Voraussetzung für die Vergabe von Ausarbeitung oder schriftliche Leistungskontrolle
Leistungspunkten (Prüfungsform):
Medienformen:
Tafelvorlesung mit Übungen im Computerlabor.
Literatur:
Ausführliche Literaturliste wird zu Vorlesungsbeginn angegeben.
Seite 61 von 138
Modulnummer
Modulbezeichnung:
Quantenstoßtheorie [NEU]
Modulverantwortliche(r):
PD Dr. Andrey Surzhykov
Dozent(in):
Dozenten der Theoretischen Physik
Sprache:
Deutsch, Englisch (auf Wunsch)
Zuordnung zum Curriculum
Wahlpflichtkurs für den Studiengang MSc Physik im 1. Semester
Lehrform / SWS:
Vorlesung: 2 SWS
Übung:
Arbeitsaufwand:
2 SWS
Präsenzstunden: Vorlesung: 30
Übung: 30
Selbststudium:
Nacharbeit (Vorlesung): 20
Lösen von Übungsaufgaben: 30
Prüfungsvorbereitung: 10
Gesamtarbeitsaufwand: 120 Stunden
Leistungspunkte:
4
Voraussetzungen:
Empfohlen: Erfolgreicher Abschluss der Module Theoretische Mechanik, Elektrodynamik, Quantentheorie
Lernziele / Kompetenzen:
Vermittlung der Grundlagen der Stoßprozesse
- Potentialstreuung, atomare Stoßprozesse
- Lippmann-Schwinger-Gleichung
- Bornsche Näherung
- Partialwellen, Streuphasen
- Niedrigenergie-Kollisionen, ultrakalte Atome, Streulänge
- Zeitabhängige Theorie
- Gekoppelte Kanalgleichungen
Inhalt:
Voraussetzungen für die ZulasÜbungsaufgaben, aktive Teilnahme an den Übungen
sung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen)
Voraussetzung für die Vergabe von Ausarbeitung oder schriftliche Leistungskontrolle
Leistungspunkten (Prüfungsform):
Medienformen:
Tafelvorlesung mit begleitenden Übungen, computerunterstützte
Demonstrationen
Literatur:
Ausführliche Literaturliste wird zu Vorlesungsbeginn angegeben.
Seite 62 von 138
2. Semester
Modulnummer
Modulbezeichnung:
Quantenfeldtheorie I
Modulverantwortliche(r):
Prof. Dr. M. Ammon
Dozent(in):
Professoren der Theoretischen Physik
Sprache:
Deutsch, Englisch (auf Wunsch)
Zuordnung zum Curriculum
Wahlpflichtkurs für den Studiengang MA Physik im Wahlfach „Gravitations- und Quantentheorie“ im 2. Semester
Lehrform / SWS:
Vorlesung: 4 SWS
Übung:
Arbeitsaufwand:
2 SWS
Präsenzstunden: Vorlesung: 60
Übung: 30
Selbststudium:
Nacharbeit: 60
Lösen von Übungsaufgaben: 60
Prüfungsvorbereitung: 30
Gesamtarbeitsaufwand: 240 Stunden
Leistungspunkte:
8
Voraussetzungen:
keine
Lernziele / Kompetenzen:
Vermittlung der grundlegenden Prinzipien und Strukturen von
Quantenfeldtheorien.
Erlangung von Fähigkeiten zur Beschreibung der Wechselwirkungen zwischen Elementarteilchen und zur Berechnung wichtiger
Streu- und Zerfallsprozesse.
Inhalt
Prinzipien für relativistische Quantenfeldtheorien
Quantisierung von Klein-Gordon-, Dirac-, und elektromagnetischen
Feldern
Störungstheorie und Feynman-Diagramme,
S-Matrix und Wirkungsquerschnitte,
Darstellungen der Lorentz-Gruppe,
Funktionalintegrale, effektive Wirkungen und Korrelationsfunktionen
Regularisierung und Renormierung
Voraussetzungen für die Zulasaktive Teilnahme an den Übungen; Detaillierte Festlegungen wersung zur Modulprüfung (Prüfungs- den zu Semesterbeginn bekannt gegeben.
vorleistungen)
Voraussetzung für die Vergabe von Klausur oder mündliche Prüfung am Ende des Semesters (Art der
Leistungspunkten (Prüfungsform): Prüfung wird zu Beginn des Moduls bekannt gegeben)
Medienformen:
Kreidetafel, Overheadprojektor, Computerdemonstrationen, schriftliches Begleitmaterial
Literatur:
Peskin und Schroeder; Ryder; Weinberg; Itzykson und Zuber; Kaku
Seite 63 von 138
Modulnummer
ASP_MP_S2.10
Modulbezeichnung:
Quantum Optics
Modulverantwortliche(r):
Prof. Dr. Holger Gies
Dozent(in):
Professoren der theoretischen Physik
Sprache:
English
Zuordnung zum Curriculum
Module which can be elected according to the students education
objectives
Lehrform / SWS:
Vorlesung: 2 SWS
Arbeitsaufwand:
Übung:
2 SWS
Lectures:
30
Exercises: 30
Self-study: 60 (lectures+ exercises) (Exercises may be replaced
by preparing a written essay, see below)
Gesamtarbeitsaufwand: 120 Stunden
Leistungspunkte:
4
Voraussetzungen:
Basics of electrodynamics, quantum mechanics, optics
Lernziele / Kompetenzen:
Acquiring knowledge about the concepts and methods to describe
the quantized radiation field andthe interaction of radiation and
matter.
Inhalt:
quantization of the electromagnetic field
quantum states of light
quantum coherence and quantum information
light-matter interactions
Voraussetzungen für die ZulasRegular participation in lectures and exercises
sung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen):
Voraussetzung für die Vergabe
von Leistungspunkten (Prüfungsform):
Written or oral examination, or a written essay including a disputation (depending on the number of participants; will be specified during the lectures)
Medienrormen:
Black board, electronic presentations
Literatur:
D.-G. Welsch, Quantenoptik, Vorlesungsskript (in German).
M. Lewenstein, A. Sanpera, M. Pospiech, Quantum Optics, an
Introduction, Lecture Notes , U. Hannover, 2006
S. M. Barnett and P. M. Radmore, Methods in theoretical quantum
optics,
P. Meystre, M. Sargent, Elements of Quantum Optics,
M. Fox, Quantum optics: an introduction,
Seite 64 von 138
Modulnummer
Modultitel
Modul-Verantwortlicher
Voraussetzung
Verwendbarkeit
(Voraussetzung wofür)
Art des Moduls
(Pflicht-, Wahlpflicht-, Wahlmodul)
Häufigkeit des Angebots (Zyklus)
Dauer des Moduls
Zusammensetzung des Moduls /
Lehrformen (VL, Ü, S, Praktikum)
Leistungspunkte (ECTS credits)
Arbeitsaufwand (work load) in:
- Präsenzstunden und
- Selbststudium (einschl.
Prüfungsvorbereitung) in
h
Inhalte
Lern- und Qualifikationsziele
Voraussetzung für die Zulassung
zur Modulprüfung
Voraussetzung für die Vergabe
von Leistungspunkten (Prüfungsformen); einschl. Notengewichtung in %
Zusätzliche Informationen zum
Modul
Empfohlene Literatur
128.201LA
Grundkurs Theoretische Physik I – Kontinuumsmechanik für
Lehramtstudenten
Prof. Dr. R. Meinel
Modul Theoretische Mechanik
Module Theoretische Physik I und II für Lehramtstudenten
Pflichtmodul für Physik-Lehramtstudenten (Gymnasium und Regelschule)
Sommersemester
1 Semester
2 SWS Vorlesung
1 SWS Übung
4
Vorlesung: 30, Übung: 15
Nacharbeit (Vorlesung, Übung): 30
Lösen von Übungsaufgaben: 30
Prüfungsvorbereitung: 15
- Mechanik deformierbarer Körper (Bahnkurven, Stromlinien,
Wirbel, Potentialströmungen, Tensor der Deformationsgeschwindigkeit)
- Bilanzgleichungen
- Materialgleichungen (Spannungs-Dehnungs-Diagramm,
Hooksches Gesetz, Zustandsgleichungen, Reibungsgesetz)
- Lineare Elastizitätstheorie (Torsion, Biegung, Wellen, Schwingungen)
- Hydrodynamik (Strömungen, Kraft auf umströmte Gegenstände,
Zirkulations- und Wirbelsätze, Ähnlichkeitsgesetze, Turbulenz,
Grenzschichten)
- Vermittlung der grundlegenden Begriffe, Phänomene und Konzepte der Kontinuumsmechanik
- Entwicklung von Fähigkeiten zum selbständigen Lösen von
Aufgaben aus diesem Gebiet
Übungsaufgaben, aktive Teilnahme an den Übungen
Schriftliche Prüfung (90 Minuten)
Die Note dieses Moduls geht mit dem Gewicht 1 in die Fachendnote Physik ein.
Lehrbücher der theoretischen Physik von z.B. Sommerfeld, Landau/Lifschitz, Scheck; Budó: Theoretische Mechanik;
Stephani/Kluge: Theoretische Mechanik
Seite 65 von 138
Modulnummer
Modulbezeichnung:
Oberseminar Gravitations- und Quantentheorie
Modulverantwortliche(r):
Prof. Dr. M. Ansorg, Prof. Dr. A. Wipf
Dozent(in):
Professoren der Theoretischen Physik
Sprache:
Deutsch, Englisch (auf Wunsch)
Zuordnung zum Curriculum
Wahlpflichtmodul für den Studiengang MA Physik im Wahlfach
„Gravitations- und Quantentheorie“ im 2. Semester (Im Wintersmester 2014/15 auch 1. Semester)
Lehrform / SWS:
Seminare: 2 SWS
Moduldauer:
1 Semester
Arbeitsaufwand:
Präsenzstunden: Seminare: 30
Selbststudium:
Vorarbeit: 90
Gesamtarbeitsaufwand: 120 Stunden
Leistungspunkte:
4
Voraussetzungen:
Kenntnisse in Theoretischer Mechanik, Elektrodynamik, Quantenmechanik, Thermodynamik, Grundlagenwissen in Gravitationstheorie und/oder Quantenfeldtheorie
Lernziele / Kompetenzen:
Selbständiges Einarbeiten in ein Spezialgebiet
Selbständiges Auffinden und Auswerten wiss. Literatur
Präsentation wissenschaftlicher Sachverhalte
Vertiefte Kenntnisse auf den Gebieten Gravitationstheorie und
Quantentheorie
Inhalt:
Systematische Erarbeitung von Spezialkenntnissen auf den Gebieten Gravitationstheorie und Quantentheorie
Präsentation und Diskussion aktueller gravitationstheoretischer und
quantentheoretischer Probleme
Voraussetzungen für die ZulasRegelmäßige Teilnahme am Seminar; Detaillierte Festlegungen
sung zur Modulprüfung (Prüfungs- werden zu Semesterbeginn bekannt gegeben.
vorleistungen)
Voraussetzung für die Vergabe von 1 Fachvortrag (benotet)
Leistungspunkten (Prüfungsform):
regelmäßige Teilnahme
Medienformen:
Beamer, Overheadprojektor, Tafel
Literatur:
Spezialliteratur des jeweiligen Fachgebiets (vorwiegend in englischer Sprache)
Seite 66 von 138
Modulnummer
Modulbezeichnung:
Spektrale Verfahren in der Theoretischen Physik
Modulverantwortliche(r):
Prof. Dr. M. Ansorg
Dozent(in):
Professoren der theoretischen Physik
Sprache:
Deutsch
Zuordnung zum Curriculum
Wahlpflichtmodul für den Studiengang MA Physik im Wahlfach
„Gravitations- und Quantentheorie“ im 3. oder 4. Semester
Modul im Hauptstudium des Studiengangs Physik mit Abschluss
Diplom-Physiker/Diplom-Physikerin
Lehrform / SWS:
Vorlesung: 2 SWS
Übung:
Arbeitsaufwand:
1 SWS
Präsenzstunden: Vorlesung: 30
Übung: 15
Selbststudium:
Nacharbeit (Vorlesung, Übung): 30
Lösen von Übungsaufgaben: 45
Gesamtarbeitsaufwand: 120 Stunden
Leistungspunkte:
4
Voraussetzungen:
Grundkenntnisse der Computational Physics
Vermittlung der Grundlagen spektraler Verfahren und ihrer Anwendungen in der Theoretischen Physik
Lernziele / Kompetenzen:
Inhalt:
Entwicklung von Fähigkeiten zum selbständigen Lösen von Aufgaben aus diesem Gebiet.
Entwicklungen von Funktionen nach spektralen Basisfunktionen,
spektrale Interpolationen und deren Konvergenz, Pseudospektrale
und Galerkin-Methoden, Approximation der Ableitungen von Funktionen, Gauss-Integration, Gewöhnliche Differentialgleichungen:
Rand- und Anfangswertprobleme, Mehrgebietsverfahren, pseudospektrale Methoden in höheren Dimensionen
Voraussetzungen für die Zulasaktive Teilnahme an den Übungen; Detaillierte Festlegungen wersung zur Modulprüfung (Prüfungs- den zu Semesterbeginn bekannt gegeben.
vorleistungen):
Voraussetzung für die Vergabe
von Leistungspunkten (Prüfungsform):
Schriftliche oder mündliche Prüfung (Art der Prüfung wird zu Beginn des Moduls bekannt gegeben)
Medienformen:
Tafel, Computer
Literatur:
Zum Beispiel:
J.P. Boyd : Chebyshev and Fourier spectral methods, Dover (New
York,2001),
http://www-personal.umich.edu/~jpboyd/BOOK_Spectral2000.html
Benyu Guo,Pen-Yu Kuo: Spectral methods and their applications,
World Scientific Publishing, Singapore
Lloyd N. Trefethen: Spectral Methods in Matlab, Society for Industrial and Applied Mathematics, Philadelphia
B. Fornberg : A practical guide to pseudospectral methods, Cambridge Univ.Press (Cambridge, 1998)
Seite 67 von 138
Modulnummer
Modulbezeichnung:
Supersymmetrie
Modulverantwortliche(r):
Prof. Dr. A. Wipf
Dozent(in):
Professoren der Theoretischen Physik
Sprache:
Deutsch, Englisch (auf Wunsch)
Zuordnung zum Curriculum
Wahlpflichtmodul für den Studiengang MA Physik im Wahlfach
„Gravitations- und Quantentheorie“ im 4. Semester
Lehrform / SWS:
Vorlesung: 2 SWS
Übung:
Arbeitsaufwand:
1 SWS
Präsenzstunden: Vorlesung: 30
Übung: 15
Selbststudium:
Nacharbeit (Vorlesung, Übung): 30
Lösen von Übungsaufgaben: 45
Gesamtarbeitsaufwand: 120 Stunden
Leistungspunkte:
4
Voraussetzungen:
Modul Quantenfeldtheorie I empfohlen
Lernziele / Kompetenzen:
Vermittlung der Eigenschaften von supersymmetrischen Theorien
und der Grundlagen zum Verständnis der modernen Teilchenphysik
und Stringtheorie.
Inhalt
Entwicklung der Fähigkeiten zur Berechnung einfacher Prozesse in
supersymmetrischen Modellen.
Supersymmetrische Quantenmechanik
Symmetrien und Spinoren
Wess-Zumino-Modelle
Supersymmetrie-Algebren und Darstellungen
Superraum und Superfelder
Supersymmetrische Yang-Mills-Theorien
Voraussetzungen für die Zulasaktive Teilnahme an den Übungen; Detaillierte Festlegungen wersung zur Modulprüfung (Prüfungs- den zu Semesterbeginn bekannt gegeben.
vorleistungen)
Voraussetzung für die Vergabe von Klausur oder mündliche Prüfung am Ende des Semesters (Art der
Leistungspunkten (Prüfungsform): Prüfung wird zu Beginn des Moduls bekannt gegeben)
Medienformen:
Kreidetafel, Overheadprojektor, schriftliches Begleitmaterial
Literatur:
Lehrbücher, z.B. S. Weinberg; J. Bagger and J. Wess; P. West
Seite 68 von 138
Modulnummer
Modulbezeichnung:
Magnetohydrodynamik
Modulverantwortliche(r):
Prof. Dr. R. Meinel
Dozent(in):
Professoren der Theoretischen Physik
Sprache:
Deutsch
Zuordnung zum Curriculum
Wahlpflichtmodul für den Studiengang MA Physik im Wahlfach
„Gravitations- und Quantentheorie“ im 2. oder 4. Semester
Häufigkeit des Angebots (Zyklus):
Vorlesung wird alle zwei Jahre angeboten
Lehrform / SWS:
Vorlesung: 2 SWS
Übung:
Arbeitsaufwand:
1 SWS
Präsenzstunden: Vorlesung: 30
Übung: 15
Selbststudium:
Nacharbeit (Vorlesung, Übung): 30
Lösen von Übungsaufgaben: 45
Gesamtarbeitsaufwand: 120 Stunden
Leistungspunkte:
4
Voraussetzungen:
Lernziele / Kompetenzen:
Vermittlung der Grundlagen und Methoden der Magnetohydrodynamik
Entwicklung von Fähigkeiten zum selbständigen Lösen von Aufgaben aus diesem Gebiet
Inhalt:
Magnetohydrodynamische Näherung
Magnetohydrokinematik (Induktionsgleichung, freier Zerfall von
Magnetfeldern, eingefrorene Feldlinien, Dynamoproblem)
Ideale Magnetohydrodynamik, Magnetohydrostatik
Hartmann-Strömung, Magnetohydrodynamische Wellen, Stabilitätsuntersuchungen
Anwendungen in der Astrophysik (Magnetfelder von Planeten,
Sternen, Galaxien; Sonnenphysik)
Voraussetzungen für die Zulasaktive Teilnahme an den Übungen; Detaillierte Festlegungen wersung zur Modulprüfung (Prüfungs- den zu Semesterbeginn bekannt gegeben.
vorleistungen)
Voraussetzung für die Vergabe von Klausur oder mündliche Prüfung am Ende des Semesters (Art der
Leistungspunkten (Prüfungsform): Prüfung wird zu Beginn des Moduls bekannt gegeben)
Medienformen:
Tafel, Folien
Literatur:
Zum Beispiel: Landau/Lifschitz Band 8; F. Cap, Lehrbuch der
Plasmaphysik und Magnetohydrodynamik; D. Lortz, Magnetohydrodynamik; R. Kippenhahn und C. Moellenhoff, Elementare Plasmaphysik
Seite 69 von 138
Modulnummer
Modulbezeichnung:
Quantenfeldtheorie des Festkörpers, Dichtefunktionaltheorie
Modulverantwortliche(r):
Prof. Dr. F. Bechstedt
Dozent(in):
Professoren der Theoretischen Physik
Sprache:
Deutsch
Zuordnung zum Curriculum
Wahlpflichtmodul für den Studiengang MA Physik im Wahlfach
„Gravitations- und Quantentheorie“ im 4. Semester
Lehrform / SWS:
Vorlesung: 2 SWS
Übung:
Arbeitsaufwand:
1 SWS
Präsenzstunden: Vorlesung: 30
Übung: 15
Selbststudium:
Nacharbeit (Vorlesung, Übung): 30
Lösen von Übungsaufgaben: 45
Gesamtarbeitsaufwand: 120 Stunden
Leistungspunkte:
4
Voraussetzungen:
Bachelor Physik, Module Quantenmechanik II und Festkörperphysik
Lernziele / Kompetenzen:
Vermittlung von grundlegenden Methoden der Vielelektronentheorie
und deren Anwendung auf die Berechnung von Eigenschaften kondensierter Materie
Inhalt:
N-Elektronen-Systeme
Austausch (X) und Korrelation ©
Hohenberg-Kohn-Sham-Theorie
XC-Funktionale (LDA, GGA, LSDA)
Hellmann-Feynman-Kräfte
ab initio Thermodynamik
zeitabhängige Dichtefunktionaltheorie
Voraussetzungen für die Zulasaktive Teilnahme an den Übungen; Detaillierte Festlegungen wersung zur Modulprüfung (Prüfungs- den zu Semesterbeginn bekannt gegeben.
vorleistungen)
Voraussetzung für die Vergabe von Klausur oder mündliche Prüfung am Ende des Semesters (Art der
Leistungspunkten (Prüfungsform): Prüfung wird zu Beginn des Moduls bekannt gegeben)
Medienformen:
Kreidetafel, Overheadprojektor, Computerdemonstrationen und
Übungen, begleitendes LaTeX-Skript
Literatur:
R.M. Dreizler, E.K.U. Gross, Density-Funktional Theory; D. Joubert
(Ed.), Density Functionals: Theory and Applications; P.L. Taylor, O.
Heinonen, A Quantum Aproach to Condensed Matter Physics
Seite 70 von 138
Optik
1. Semester
Number
ASP_MP_S2.15
Name
Nonlinear optics
Coordinator
Prof. Dr. Gerhard G. PAULUS
Learning objectives
This course gives an introduction to optics in nonlinear media and discusses
the main nonlinear effects.
Content
−
−
−
−
−
−
−
−
-
Course type
lectures: 2h/week
exercises: 1h/week
ECTS credits
4
Category
submodule which can be elected out of the list of offered submodules in
module Wahlfach Optik according to the student's education objectives
Usability
this submodule is part of the module Wahlfach Optik of the Master of Physics
program
Frequency of offer
winter semester
Duration
1 semester
Work load
lectures: 30h
exercises: 15h
self-study: 75h
- 45h (lectures, exercises)
- 15h solving of physical problems
- 15h exam preparation
total work load: 120h
Language
English
Prerequisites
Fundamentals of Modern Optics
Exam prerequisites
regular participation in lectures and exercises
Propagation of light in crystals
Properties of the nonlinear susceptibility tensor
Description of light propagation in nonlinear media
Parametric effects
Second harmonic generation
Phase-matching
Propagation of ultrashort pulses
High-harmonic generation
Relativistic optics
Requirements to complete written or oral examination at the end of the semester
this submodule
Used media
blackboard and electronic presentations, computer based demonstrations,
written supplementary material
Literature
− Boyd, Nonlinear optics
− Zernike/Midwinter, Applied nonlinear optics
- Sauter, Nonlinear optics
Seite 71 von 138
Number
Name
Biomedical Imaging – Ionizing Radiation
Coordinator
Prof. Dr. J.R. Reichenbach; Prof. Dr. E. Förster
Learning objectives
The course introduces the physical principles, properties and technical concepts of imaging systems as they are applied today in medicine and physics.
The focus is laid on the use and application of ionizing radiation, which has
always been an important aspect of the application of physics to medicine.
Applications and current developments will be presented. After active participation the students should demonstrate a critical understanding of the theoretical basis and technologies of these imaging systems and have acquired
an appreciation of instrumentation and practical issues with different imaging
systems. The course is independent of the course “Biomedical imaging –
Non-Ionizing Radiation” offered in the 2nd semester.
Content
- Introduction to biomedical and medical imaging systems
- Physical principles behind the design of selected imaging systems
- Technological aspects of each modality
- Spatial and temporal resolution
- Importance of each modality concerning physical, biological and clinical
applications
Course type
lectures: 2h/week
exercises: 1h/week
ECTS credits
4
Category
Submodule which can be elected from a list of offered submodules according to the students’ education objectives
Usability
Freely combinable with other modules
Frequency of offer
winter semester
Duration
1 semester
Work load
lectures: 30h
exercises: 15h
self-study: 75h
45h (lectures, exercises)
15h solving of physical problems
15h exam preparation
total work load: 120h
Language
English
Prerequisites
none
Exam prerequisites
regular participation in lectures and exercises
Requirements to complete oral examination
this submodule
Used media
electronic presentations, computer based demonstrations, blackboard
Literature
- A. Oppelt. Imaging Systems for Medical Diagnostics: Fundamentals,
Technical Solutions and Applications for Systems Applying Ionizing
Radiation, Nuclear Magnetic Resonance and Ultrasound, Publicis, 2nd
edition, 2006
- P. Suetens. Fundamentals of Medical Imaging, Cambridge University
Press; 2nd edition, 2009
- W.R. Hendee, E.R. Ritenour. Medical Imaging Physics, Wiley-Liss, 4th
edition, 2002
Seite 72 von 138
Number
ASP_MP_S2.15
Name
Introduction to applications of modern optics and photonics in astronomy
Coordinator
Dr. Stefano MINARDI and Prof. Dr. Thomas PERTSCH
Learning objectives
The lectures aim at presenting the emerging field of astrophotonics, i.e. photonics for astronomical instrumentation.
Educational goals are:
- familiarization with detection problematics in astronomy and
- understanding of how photonic technology can solve them, usage of
analytical tools for
- modeling of photonic components and
- system design of astronomical instruments.
Content
- Telescopes – Classification, adaptive optics, wavefront sensors.
- Photometry – Exoplanet transits, photometric scales and bands in
astronomy, semiconductor detectors, layer optics (coatings, filters),
examples of instruments.
- Interferometry – Optical astronomical interferometry: survey of results,
principles of interferometric aperture synthesis, fiber optics, photonic beam
combiners, fiber interferometers, pupil remapping, the photonic
interferometer.
- Spectroscopy – Historical introduction, Zeeman and Stark effects, Doppler
shifts (binary systems, exoplanets, galaxies), review of dispersive
elements, SWIFTS micro/nano spectrometers, AWGs, photon correlation
spectroscopy, Multi-object and integral field spectroscopy, analysis of an
instrument.
Course type
lectures: 2h/week
exercises: 1h/week
ECTS credits
4
Usability
this submodule is part of the module Wahlfach Optik or Wahlfach
Astrophysik of the Master of Physics program
Frequency of offer
winter semester
Duration
1 semester
Work load
lectures: 30h, exercises: 15h
self-study: 75h
- 45h (lectures, exercises)
- 15h solving of physical problems
- 15h exam preparation
total work load: 120h
Language
English
Prerequisites
none
Exam prerequisites
regular participation in lectures and exercises
Requirements to complete written (90 min duration) or oral examination at the end of the semester
this submodule
Used media
electronic presentations, computer based demonstrations, blackboard
Literature
- Saleh, Teich 'Photonics' Wiley
- Journal articles from special issue on Astrophotonics in Optics Express
-
(Vol. 17, issue 3, 2009)
Kitchin 'Astrophysical techniques' Ed. Adam Hilger
Bradt 'Astronomy methods' Cambridge
Roy & Clarke 'Astronomy: principles and practice'
Journal articles on astronomical instruments given during the lectures
Seite 73 von 138
Number
ASP_MP_S2.2
Name
Biophotonics
Coordinator:
Prof. Dr. Stefan H. HEINEMANN, PD Dr. Roland SCHÖNHERR, Prof. Dr.
Rainer HEINTZMANN
Learning objectives
The aim of this course is to present modern methods in spectroscopy, microscopy and imaging dedicated to biological samples. After the course the
students will be able to choose and to apply appropriate spectroscopic
methods and imaging technologies to resolve special biophotonic problems.
Content
The module provides a deep introduction into the multitude of possible linear
and non-linear light biological matter interaction phenomena and thus in
modern techniques and applications of frequency-, spatially-, and timeresolved bio-spectroscopy. The course presents a comprehensive overview
over modern spectroscopic and imaging techniques inclusive specific theoretical methodologies to analyze the experimental spectroscopic data to resolve problems in life sciences. The biological part introduces to molecular
and cellular properties of living organisms, explains some major components
of physiological function and diseases and set the stage for biophotonics
applications by highlighting some key methods necessary to prepare biological material for photonics experiments and by showing several examples of
how biophotonics can help to shed light on biologically and clinically relevant
processes. The module spans aspects of the scientific disciplines chemistry,
physics, biology and medicine.
Course type
lectures: 3h/week
ECTS credits
4
Usability
this submodule is part of the module Wahlfach Optik of the Master of Physics
program
Frequency of offer
winter semester
Duration
1 semester
Work load
- lectures: 45h
- exercises: 15h
- self-study: 45h
exam preparation: 15htotal work load: 120h
Language
English
Prerequisites
none
Exam prerequisites
regular participation in lectures and exercises
Requirements to complete Form of exam will be announced at the beginning of the semester. Either
this submodule
written examination at the end of the semester (60 min duration) or oral exam (15 min.)
Used media
blackboard, beamer, overhead projector, written supplementary material
Literature
- Paras N. Prasad, Introduction to Biophotonics
- Textbooks on laser spectroscopy, e.g. Demtröder; on quantum mechanics,
e.g. Atkins and on optics, e.g. Zinth/Zinth
- List of selected journal publications (e.g. Journal of Biophotonics) given
during the lecture
- Selected chapters of “Handbook of Biophotonics” (Ed. J. Popp) WILEY
Seite 74 von 138
Number
ASP_MP_S2.4
Name
High intensity/relativistic optics
Coordinator
Prof. Dr. Malte KALUZA
Learning objectives
The interaction of high intensity light fields with matter is the subject of this
course. The students should learn the basic ideas of high intensity laser
technology and its applications.
Content
- High-intensity laser technology
- Laser plasma physics
- Laser accelerated particles and applications
Course type
lectures: 2h/week
exercises: 1h/week (will be given as 2h every second week)
ECTS credits
4
Category
submodule can be elected out of the list of offered submodules in module
Wahlfach Optik according to the student's education objectives
Usability
this submodule is part of the module Wahlfach Optik of the Master of Physics
program
Frequency of offer
winter semester
Duration
1 semester
Work load
lectures: 30h
exercises: 15h
self-study: 75h
- 45h (lectures, exercises)
- 15h solving of physical problems
- 15h exam preparation
total work load: 120h
Language
English
Prerequisites
none
Exam prerequisites
regular participation in lectures and exercises
Requirements to complete oral or written examination at the end of the semester (will be specified at the
this submodule
beginning of the lecture)
Used media
blackboard, electronic presentations
Literature
- W. L. Kruer, The Physics of Laser Plasma Interactions, Westview press
(2003), Boulder Colorado
- P. Gibbon, Short Pulse Laser Interactions with Matter, Imperial College
Press (2005), London
- F. F. Chen, Introduction to Plasma Physics and Controlled Fusion, Vol. 1:
Plasma Physics, Springer (1984)
Seite 75 von 138
Number
ASP_MP_S2.15
Name
Nanomaterials for photonics
Coordinator
Dr. Rachel GRANGE and Prof. Dr. Thomas PERTSCH
Learning objectives
The students will acquire theoretical and experimental knowledge in the different types of nanomaterials for advanced applications in photonics, as well
as skills in their synthesis, optical characterization and utilization in photonic
devices. Furthermore, the students will be trained to read state-of-the-art
scientific articles and prepare an oral presentation.
Content
-
Course type
lectures: 2h/week
seminar: 1h/week
ECTS credits
4
Category
submodule which can be elected out of the list of offered submodules in
module Wahlfach Optik or Wahlfach Festkörperphysik/Materialwissenschaft
according to the student's education objectives
Usability
this submodule is part of the module Wahlfach Optik or Wahlfach
Festkörperphysik/Materialwissenschaft of the Master of Physics program
Frequency of offer
winter semester
Duration
1 semester
Work load
lectures: 30h
seminar: 15h
self-study: 75h
- 45h (lectures, seminar)
- exam preparation
total work load: 120h
Language
English
Prerequisites
none
Exam prerequisites
regular participation in lectures
Classification of the nanomaterials (semiconductors, metal, dielectric, …)
Nanophotonics concepts (confinement of matter or radiation)
Behaviors of photons and electrons.
Synthesis of nanomaterials: top-down and bottom-up methods
Material and optical characterization: diffraction and microscopy
Material types: metal for plasmonics, organic material as carbon nanotubes
or graphene, semiconductors, dielectrics, …
- Nanofluidic application for lab-on-a-chip devices
- Nanomarkers: imaging applications
Requirements to complete written or oral examination and participation in seminars as well as presentathis submodule
tion in seminar
Used media
blackboard, electronic presentations, demonstration in laboratory
Literature
-
Number
ASP_MP_S2.12
Nanophotonics by P. N. Prasad (Wiley)
Handbook of Nanotechnology by B. Bhushan (Springer)
Basics of Nanotechnology by H. G. Rubahn (Wiley)
Nanostructures and nanomaterials: synthesis, properties and applications;
(Cao, G.; Wang, Y. 2010)
- Squires, and Quake, Microfluidics: Fluid physics at the nanoliter scale,
Rev. Mod. Phys. 77, 977 (2005)
Seite 76 von 138
Name
Theoretical nanooptics
Coordinator
Prof. Dr. Thomas PERTSCH
Learning objectives
The course outlines the theoretical concepts to describe light propagation in
nanostructured optical materials and gives an introduction to the physical
effects that can be observed in such materials.
Content
- Introduction to the general ideas of nanostructured materials
- Physical effects in Photonics Crystals, metamaterials and plasmonic
devices
Understanding light propagation using the concept of an eigenmode
Eigenmodes of periodic media
Dispersion relation of the periodic space and derived quantities
Scattering resonances of single objects
The concept of Hybridization to understand coupled particles
Determination of the effective parameters of metamaterials
Outline of numerical techniques for characterizing nanostructured
materials
- Contemporary problems in the field of nanooptics
-
Course type
lectures: 2h/week
exercises: 1h/week
ECTS credits
4
Category
submodule which can be elected out of the list of offered submodules in
module Wahlfach Optik according to the student's education objectives
Usability
this submodule is part of the module Wahlfach Optik of the Master of Physics program
Frequency of offer
winter semester
Duration
1 semester
Work load
lectures: 30h
exercises: 15h
self-study: 75h
- 45h (lectures, exercises)
- 15h solving of physical problems
- 15h exam preparation
total work load: 120h
Language
English
Prerequisites
fundamental knowledge on modern optics and condensed matter physics as
usually obtained in the modules Adjustment and Fundamentals 1
Exam prerequisites
regular participation in lectures and exercises
Requirements to complete written examination at the end of the semester (90 min duration)
this submodule
Used media
blackboard and electronic presentations, computer based demonstrations,
computer labs, written supplementary material
Literature
- Lukas Novotny und Bert Hecht, Principles of Nano-Optics, Cambridge
University Press 2006
- Stefan A. Maier, Plasmonics: Fundamentals and Applications, Springer
2006
- John D. Joannopoulos et al., Photonic Crystals: Molding the Flow of Light,
Princeton 2008
Seite 77 von 138
Number
ASP_MP_S2.13
Name
Thin film optics
Coordinator
Prof. Dr. Andreas TÜNNERMANN and Dr. Olaf STENZEL
Learning objectives
This course is of use for anyone who needs to learn how optical coatings are
used to tailor the optical properties of surfaces. After an introduction about
the theoretical fundamentals of optical coatings the student should learn to
calculate the optical properties of uncoated and coated surfaces. Based on
this, typical design concepts and applications will be presented.
Content
-
Course type
lectures: 2h/week
exercises: 1h/week
ECTS credits
4
Category
Submodule which can be elected out of the list of offered submodules in
module Wahlfach Optik according to the student's education objectives
Usability
this submodule is part of the module Wahlfach Optik of the Master of Physics program
Frequency of offer
winter semester
Duration
1 semester
Work load
lectures: 30h
exercises: 15h
self-study: 75h
- 45h (lectures, exercises)
- 15h solving of physical problems
- 15h exam preparation
total work load: 120h
Prerequisites
Knowledge on optics and electrodynamics of continua
Exam prerequisites
Regular participation in lectures and exercises
Introduction into optical material properties (classical description)
Theory of interference films
Thin film characterization methods
Design concepts
Types and application of optical coatings
selected questions of the semiclassical treatment of thin film spectra
Requirements to complete oral or written test, depending on number of participants
this submodule
Used media
blackboard, electronic presentations
Literature
- Born/Wolf: Introduction to optics
- H. A. Macleod, Thin Film Optical Filters, Adam Hilger Ltd. 2001
- R. Willey, Practical Design and Productions of Optical Thin Films, Marcel
Dekker Inc. 2003
- N. Kaiser, H. K. Pulker (Eds.), Optical Interference Coatings, Springer
Series in Optical Sciences, Vol. 88, 2003
- O. Stenzel, The Physics of Thin Film Optical Spectra. An Introduction,
Springer Series in Surface Sciences, Vol. 44, 2005
Seite 78 von 138
Modulnummer
Modulbezeichnung:
Physikalische Grundlagen erneuerbarer Energien
Modulverantwortliche(r):
Dozent(in):
G. G. Paulus
Sprache:
Deutsch, Englisch (auf Wunsch)
Zuordnung zum Curriculum
Wahlpflichtkurs für den Studiengang MA Physik im Wahlfach „Optik“ oder „Festkörperphysik“
Lehrform / SWS:
Vorlesung: 2 SWS
Übung:
Arbeitsaufwand:
1 SWS
Präsenzstunden: Vorlesung: 30, Übung: 15
Selbststudium:
Nacharbeit (Vorlesung, Übung): 30
Lösen von Übungsaufgaben: 30
Prüfungsvorbereitung: 15
Gesamtarbeitsaufwand: 120 Stunden
Leistungspunkte:
4
Voraussetzungen:
Grundvorlesungen Physik
Lernziele / Kompetenzen:
Vermittlung von Kenntnissen der physikalischen Grundlagen erneuerbarer Energien.
Entwicklung von Fähigkeiten zur selbständigen Beurteilung verschiedener Formen erneuerbarer Energien
Inhalt:
Grundlagen der Energieversorgung in Deutschland
Potential erneuerbarer Energien
Thermodynamik der Atmosphäre
Physik der Windkraftanlagen
Konzentrierende Sonnenkraftwerke
Voraussetzungen für die Zulasaktive Teilnahme an den Übungen; Detaillierte Festlegungen wersung zur Modulprüfung (Prüfungs- den zu Semesterbeginn bekannt gegeben.
vorleistungen)
Voraussetzung für die Vergabe von Schriftliche und/oder mündliche Prüfungen (Art der Prüfungen wird
Leistungspunkten (Prüfungsform): zu Beginn des Moduls bekannt gegeben)
Medienformen:
Kreidetafel, Overheadprojektor, Aushändigung von Illustrationsmaterial, ggf. Computerdemonstrationen
Literatur:
Zum Beispiel: Gasch, Twele: Windkraftanlagen
De Vos: Thermodynamics of Solar Energy Conversion
Seite 79 von 138
Number
ASP_MP_F1.2
Name
Introduction to optical modeling and design
Coordinator
Prof. Dr. Frank WYROWSKI and Dr. Uwe ZEITNER
Learning objectives
The course aims to show how linear optics is applied for modeling and design
of optical elements and systems. In the first part of the lecture we focus on
ray-tracing techniques and its application through image formation. Then we
combine the concepts with physical optics and obtain field tracing. It enables
the propagation of vectorial harmonic fields through optical systems. In practical exercises the students will get an introduction to the use of commercial
optics modeling and design software.
Content
-
Course type
lectures: 2h/week
exercises: 1h/week
ECTS credits
4
Usability
the submodule is part of the module Wahlfach Optik of the Master of Physics
program
Frequency of offer
winter semester
Duration
1 semester
Work load
lectures: 30h
exercises: 15h
self study:
- 45h (lectures, exercises)
- 15h solving of physical problems
- 15h exam preparation
total work load: 120h
Language
English
ECTS credits
4
Prerequisites
successful completion of Bachelor in a related field
Exam prerequisites
regular participation in lectures and exercises
Requirements to complete this submodule
written examination at the end of the semester
Used media
Blackboard, projector, PC Pool, PowerPoint, VirtualLab, Zemax
Literature
- H. Gross, Handbook of Optical Systems Vol.1: Fundamentals of Technical
Concepts of ray tracing
Modeling and design of lens systems
Image formation
Physical properties of lenses and lens materials in optical design
Image aberrations and methods to avoid them
Vectorial harmonic fields
Plane waves
Fourier transformation and spectrum of plane waves representation
Concepts of field tracing
Propagation techniques through homogeneous and isotropic media
Numerical properties of propagation techniques
Optics, Wiley-VCH
- L. Mandel and E. Wolf, Optical Coherence and Quantum Optics
- L. Novotny and B. Hecht, Principles of Nano-Optics
Seite 80 von 138
Modulnummer
Modulbezeichnung
Modulverantwortliche(r):
Experimentelle Methoden der optischen Spektroskopie
Dozent:
Dr. F. SCHREMPEL
Sprache:
Zuordnung zu den Studiengängen
deutsch
Wahlmodul für den Studiengang Physik mit dem Abschluss Master of Science
Wahlpflichtmodul für den Studiengang Werkstoffwissenschaft mit
dem Abschluss Master of Science.
Häufigkeit des Angebots (Zyklus)
Dauer des Moduls:
Lehrform / SWS:
jährlich im Wintersemester
1 Semester
Vorlesung: 2 SWS
Übung: 1 SWS
Präsenzstunden: Vorlesung: 30
Übung: 15
Selbststudium:
Nacharbeit (Vorlesung, Übung): 30
Lösen von Übungsaufgaben: 30
Prüfungsvorbereitung: 15
Gesamtarbeitsaufwand: 120 Stunden
4
- Grundkurse Experimentalphysik
- Atom- und Molekülphysik
Arbeitsaufwand (work load):
Leistungspunkte (ECTS credits):
Voraussetzungen:
Lernziele / Kompetenzen:
Inhalt:
Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen)
Voraussetzung für die Vergabe
von Leistungspunkten (Prüfungsform):
Medienformen:
Literatur:
Prof. A. TÜNNERMANN
- Vermittlung des Verständnisses für Methoden der optischen
Spektroskopie und deren Anwendbarkeit auf Problemstellungen
der Physik und Materialwissenschaften
- Grundlagen der Wechselwirkung elektromagnetischer Strahlung
mit Atomen, Molekülen und Festkörpern
- Methoden und Werkzeuge der modernen Spektroskopie und
deren Anwendung zur Charakterisierung
Erfolgreiche Teilnahme an Übungen
Vortrag mit anschließender mündlicher Prüfung
Medienunterstützte Vorlesungen und Seminare mit Übungen
- Haken-Wolf, Atom- und Quantenphysik
- Henzler, Oberflächenphysik des Festkörpers
- Demtröder, Laserspektroskopie
Seite 81 von 138
Modulnummer
Modulverantwortliche(r), Dozent:
Wechselwirkung hochenergetischer Teilchen- und Photonenstrahlung mit Materie
Prof. Th. Stöhlker
Sprache:
Englisch/Deutsch
Zuordnung zu den Studiengängen
Häufigkeit des Angebots (Zyklus)
Dauer des Moduls:
Wahlmodul für den Studiengang Physik mit dem Abschluss Master
of Science
Winter- und Sommersemester
1 Semester
Lehrform / SWS:
Vorlesung: 2 SWS
Übung/Seminar: 1 SWS
Arbeitsaufwand (work load):
Präsenzstunden: Vorlesung: 30 + 15
Selbststudium:
Nacharbeit (Vorlesung): 25
Vortrag / Übungsaufgaben: 50
Gesamtarbeitsaufwand: 120 Stunden
4
- Grundkurse Experimentalphysik
- Atom- und Molekülphysik
Vermittlung der fundamentalen Wechselwirkungen und Phänomene hochenergetischer Strahlung in Materie. Grundlagen moderner Beschleunigerkonzepte und Strahlungsquellen.
- elementare Wechselwirkungsprozesse
- Streuung, Absorption und Energieverlust
- Nachweismethoden
- Teilchenerzeugung
- Anwendung in der Biologie und Medizin
Vortrag mit anschließender mündlicher Prüfung
Modulbezeichnung
Leistungspunkte (ECTS credits):
Voraussetzungen:
Lernziele / Kompetenzen:
Inhalt:
Voraussetzung für die Vergabe
von Leistungspunkten (Prüfungsform):
Medienformen:
Literatur:
Vorlesung mit begleitenden Abbildungen
- Leo, Techniques for Nuclear and Particle Physics Experiments
- Haken-Wolf, Atom- und Quantenphysik
Seite 82 von 138
Modulnummer
Modulbezeichnung
Modulverantwortliche(r), Dozent:
Sprache:
Modern Atomic Physics: Experiments and Theory
Zuordnung zu den Studiengängen
Wahlmodul für den Studiengang Physik mit dem Abschluss Master
of Science
Häufigkeit des Angebots (Zyklus)
jährlich im Sommersemester
Dauer des Moduls:
1 Semester
Lehrform / SWS:
Vorlesung: 2 SWS
Übung/Seminar: 1 SWS
Arbeitsaufwand (work load):
Präsenzstunden: Vorlesung: 30 + 15
Selbststudium:
Nacharbeit (Vorlesung): 25
Vortrag / Übungsaufgaben: 50
Gesamtarbeitsaufwand: 120 Stunden
Leistungspunkte (ECTS credits):
Voraussetzungen:
Lernziele / Kompetenzen:
4
- Grundkurs: Atom- und Molekülphysik
The course provides an insight in the fundamental techniques
and concepts in modern atomic physics and to demonstrate their
relevance to nowadays applications. Experimental methods and
the related theoretical description will be reviewed in great details.
Strong field effects on the atomic structure
Relativistic and QED effects on the structure of heavy ions
X-ray spectroscopy of high-Z ions
- Application in x-ray astronomy
Penetration of charged particles through matter
- Particle dynamics in of atoms and ions in strong laser fields
Relativistic ion-atom and ion-electron collisions
Vortrag mit anschließender mündlicher Prüfung
Inhalt:
Voraussetzung für die Vergabe
von Leistungspunkten (Prüfungsform):
Medienformen:
Literatur:
Prof. Thomas STÖHLKER
Englisch
Vorlesung mit begleitenden Abbildungen
- H. Beyer and V. Shevelko, Introduction to the physics of highly
charged ions
- Leo, Techniques for Nuclear and Particle Physics Experiments
- J. Eichler and W. Meyerhof, Relativistic atomic collisions
- Haken-Wolf, Atom- und Quantenphysik
Seite 83 von 138
Modulnummer
Modulbezeichnung
Modulverantwortliche(r), Dozent:
Dozent(in):
Einführung in die Beschleunigerphysik
Sprache:
Zuordnung zu den Studiengängen
Englisch oder Deutsch
Wahlmodul für den Studiengang M.Sc. Physik
Wahlmodul für den Studiengang Master of Photonics
Häufigkeit des Angebots (Zyklus)
???
Dauer des Moduls:
Lehrform / SWS:
1 Semester
Vorlesung: 2 SWS
Übung/Seminar: 1 SWS
Präsenzstunden: Vorlesung: 30, Übung: 15
Arbeitsaufwand (work load):
Prof. Dr. Thomas Stöhlker
Dr. Oliver Forstner
Selbststudium:
Nacharbeit (Vorlesung, Übung): 30
Lösen von Übungsaufgaben: 30
Prüfungsvorbereitung: 15
Leistungspunkte (ECTS credits):
Voraussetzungen:
Lernziele / Kompetenzen:
Gesamtarbeitsaufwand: 120 Stunden
4
Grundvorlesungen Physik
Vermittlung von Kenntnissen zu den Grundlagen, der Instrumentierung und den Anwendungen von Teilchenbeschleunigern.
Entwicklung von Fähigkeiten zur selbständigen Behandlung von
Fragestellungen in Design und Anwendung von Teilchenbeschleunigern
Inhalt:
Physikalische Grundlagen von Beschleunigern
Erzeugung von Ionenstrahlen in Ionenquellen
Typen von Beschleunigern
Strahldiagnose
Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen)
Voraussetzung für die Vergabe
von Leistungspunkten (Prüfungsform):
Medienformen:
Literatur:
Anwendungen von Beschleunigern
aktive Teilnahme an den Übungen; Detaillierte Festlegungen werden zu Semesterbeginn bekannt gegeben.
aktive Teilnahme an den Übungen; Detaillierte Festlegungen werden zu Semesterbeginn bekannt gegeben.
Kreidetafel, Overheadprojektor, Aushändigung von Illustrationsmaterial, ggf. Computerdemonstrationen
Zum Beispiel: F. Hinterberger, Physik der Teilchenbeschleuniger
und Ionenoptik, Springer 1997
Seite 84 von 138
Modulnummer
Modulbezeichnung
Modulverantwortliche(r), Dozent:
New Trends in Strong Field Physics – Experiment and Theory
Sprache:
Englisch
Zuordnung zu den Studiengängen
Häufigkeit des Angebots (Zyklus)
Dauer des Moduls:
Wahlmodul für den Studiengang Physik mit dem Abschluss Master
of Science
jährlich im Sommersemester
1 Semester
Lehrform / SWS:
Vorlesung: 2 SWS
Übung/Seminar: 1 SWS
Arbeitsaufwand (work load):
Präsenzstunden: Vorlesung: 30 + 15
Selbststudium:
Nacharbeit (Vorlesung): 25
Vortrag / Übungsaufgaben: 50
Gesamtarbeitsaufwand: 120 Stunden
Leistungspunkte (ECTS credits):
Voraussetzungen:
4
- Basics of Atomic and Particle Physics
- Basics of Quantum Mechanics
Vermittlung der fundamentalen Wechselwirkungen und
Phänomene von Photonen und Materie in starken
elektromagnetischen Feldern.
relativistic ion-atom collisions, non-linear processes in light-matter
and light-light interactions, QED effects on the structure and
dynamics of heavy atomic systems, basic principles of modern
accelerator facilities and coherent light sources, applications in
plasma- and astrophysics
Vortrag mit anschließender mündlicher Prüfung
Lernziele / Kompetenzen:
Inhalt:
Voraussetzung für die Vergabe
von Leistungspunkten (Prüfungsform):
Medienformen:
Literatur:
Prof. Th. Stöhlker / PD Dr. A. Surzhykov
Vorlesung mit begleitenden Abbildungen
- Leo, Techniques for Nuclear and Particle Physics Experiments
- Haken-Wolf, Atom- und Quantenphysik
- Brabec/Kepteyn, Strong Field Laser Physics
- Greiner/Müller/Rafelski, Quantum Electrodynamics of Strong
Fields
Seite 85 von 138
Number
ASP_MP_S2.9
Name
Optical modeling and design II
Coordinator
Prof. Dr. Frank WYROWSKI
Learning objectives
In the third part of the lecture series on optical modeling and design modeling and design examples of micro and diffractive optics are discussed on the
basis of the modeling techniques presented in parts I and II. Moreover, the
finite element technique (FEM) is added to the collection of tracing techniques for harmonic fields. Then, the concept of field tracing is extended to
general electromagnetic fields including temporal and spatial coherence and
ultrashort pulses.
Content
-
Course type
lectures: 2h/week
exercises: 1h/week
ECTS credits
4
Category
submodule can be elected out of the list of offered submodules in module
Wahlfach Optik according to the student's education objectives
Usability
this submodule is part of the module Wahlfach Optik in the 3rd semester of
the Master of Physics program
Frequency of offer
winter semester
Duration
1 semester
Work load
lectures: 30h
exercises: 15h
self-study: 75h
- 45h (lectures, exercises)
- 15h solving of physical problems
- 15h exam preparation
total work load: 120h
Language
English
Prerequisites
none
Exam prerequisites
regular participation in lectures and exercises
Modeling and design of lens arrays
Modeling and design of diffractive beam splitters
Modeling and design of diffusers
Finite element technique (FEM)
Representation of general fields by modal decomposition
Elementary mode decomposition: scalar and vectorial
Modeling polychromatic effects
Modeling effects of temporal and spatial coherence
Modeling ultrashort pulse propagation through optical systems
Efficient inclusion of material and angular dispersion
Requirements to complete written examination at the end of the semester
this submodule
Used media
Blackboard, projector, PC Pool, PowerPoint, VirtualLab
Literature
- E. Hecht and A. Zajac, Optics
- L. Mandel and E. Wolf, Optical Coherence and Quantum Optics
- B.E.A. Saleh and M.C. Teich, Fundamentals of Photonics
Seite 86 von 138
Modulnummer
Modulbezeichnung:
Modulverantwortliche(r):
128.3405
Grundlagen der Laserphysik
Prof. J. Limpert / Prof. Dr. S. Nolte
Dozent(in):
Prof. J. Limpert / Prof. Dr. S. Nolte
Sprache:
Zuordnung zu den Studiengängen
deutsch
Wahlpflichtmodul für den Studiengang MSc Physik (3. Semester)
im Wahlfach „Optik“
M.Sc. Werkstoffwissenschaft
Vorlesung: 2 SWS, Übung: 2 SWS
Wintersemester
Lehrform / SWS:
Häufigkeit des Angebots:
Dauer des Moduls
Arbeitsaufwand:
Leistungspunkte:
Voraussetzungen:
Lernziele / Kompetenzen:
Inhalt:
Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen)
Voraussetzung für die Vergabe
von Leistungspunkten (Prüfungsform):
Medienformen:
Literatur:
1 Semester
Präsenzstunden: Vorlesung: 30
Übung: 30
Selbststudium:
Nacharbeit(Vorlesung/Übung): 30
Vorbereitung Fachvortrag: 90
(einschließlich schriftlicher Kurzfassung)
Gesamtarbeitsaufwand: 180 Stunden
6
Bachelor oder Vordiplom in Naturwissenschaften
Vorlesungen: Quantenmechanik + Atom- und Molekülphysik
- phys. Grundlagen der Absorption und Emission
- Inversion/optische Verstärkung
- Konzepte zur Erzeugung kohärenten Lichts
- das Laserprinzip
- Grundprinzipien der nichtlinearen Optik
- Laserprinzip und wesentliche Lasertypen
- Pumpkonzepte und optische Verstärkung
- stabile und instabile Resonatoren
- Einfrequenzlaser
- Ultrakurzpulslaser
- wesentliche Lasertypen und ihre Merkmale
Regelmäßige Teilnahme an Vorlesungen und Übungen
Klausur
Medienunterstützte Vorlesungen und Seminare mit Übungen
- Optik, Licht und Laser, D. Meschede
- Lasers, T. Siegman
- Laser, F. K. Kneubühl
- Laser – Grundlagen, Systeme, Anwendungen, J. und H.-J. Eichler, Springer
- Laser Spectroscopy, W. Demtröder
Seite 87 von 138
Modulnummer
Modulbezeichnung:
128.3402
Laser und Anwendungen
Modulverantwortliche(r):
Dozent(in):
Sprache:
Prof. Dr. H. Stafast
Profs. H. Stafast / Dr. W. Paa
deutsch
Zuordnung zu den Studiengängen
Wahlpflichtmodul für den Studiengang MSc Physik (3. Semester)
im Wahlfach „Optik“
Physikalisches Wahlpflichtfach im modularisierten Studiengang
Physik-Diplom / Techn. Physik (6. Semester)
jährlich im Wintersemester
1 Semester
Häufigkeit des Angebots (Zyklus)
Dauer des Moduls
Lehrform / SWS:
Vorlesung: 2 SWS
Übung:
1 SWS
Arbeitsaufwand:
Präsenzstunden: Vorlesung: 30
Übung: 15
Selbststudium:
Nacharbeit (Vorlesung, Übung): 30
Lösen von Übungsaufgaben: 45
Gesamtarbeitsaufwand: 120 Stunden
4
Grundlagen der Laserphysik
Nach dem erfolgreichen Abschluss des Moduls verfügt der Studierende über vertiefte Kenntnisse auf nachfolgenden Gebieten:
- phys.-techn. Grundlagen spezieller Lasersysteme
- Aspekte der Licht-Materie-Wechselwirkung
- Aspekte der Metrologie
- Aspekte der optischen Sensorik
- Laserprinzip und wesentliche Lasertypen
- Ausgewählte Laseranwendungen
- Laser als Werkzeug (makroskopische und mikroskopische Materialbearbeitung)
- Laser als Sonde (Messtechnik, Spektroskopie, Diagnostik,
Sensorik)
Aktive Teilnahme an Übungen bzw. Seminar; Detaillierte Festlegungen werden zu Semesterbeginn bekannt gegeben.
Leistungspunkte
Voraussetzungen:
Lernziele / Kompetenzen:
Inhalt:
Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen)
Voraussetzung für die Vergabe
von Leistungspunkten (Prüfungsform):
Medienformen:
Literatur:
Klausur (Nachprüfungen: Nachklausur oder Kolloquium)
Medienunterstützte Vorlesungen und Seminare mit Übungen
- A. Siegman, Lasers
- J. und H.-J. Eichler, Laser – Grundlagen, Systeme, Anwendungen, Springer
- W. Demtröder, Laser Spectroscopy
- W. Koechner, Solid State Laser Engineering
- D. Bäuerle, Laser, Grundlagen und Anwendungen in Photonik,
Technik, Medizin und Kunst
Seite 88 von 138
Modulnummer
Modulbezeichnung:
Licht-Materie-Wechselwirkung bei hohen Intensitäten
Modulverantwortliche(r):
Prof. Dr. M. Kaluza
Dozent(in):
Prof. Dr. M. Kaluza
Sprache:
deutsch oder englisch
Zuordnung zu den Studiengängen
Wahlpflichtmodul für den Studiengang MA Physik im Wahlfach
„Optik“ im 3. Semester
Häufigkeit des Angebots:
jedes Wintersemester
Lehrform / SWS:
Vorlesung: 2 SWS
Übung:
Arbeitsaufwand:
1 SWS
Präsenzstunden: Vorlesung: 30
Übung: 15
Selbststudium:
Nacharbeit (Vorlesung, Übung): 30
Lösen von Übungsaufgaben: 45
Gesamtarbeitsaufwand: 120 Stunden
Leistungspunkte:
4
Voraussetzungen
Grundlagen des Lasers, Elektrodynamik
Lernziele / Kompetenzen:
- Einführung in die grundlegenden physikalischen Prozesse, die
bei hohen Intensitäten eine Rolle spielen
- Vermittlung von Kernkompetenzen zum Verständnis der
Laser-basierten Teilchenbeschleunigung
- Entwicklung von Fähigkeiten zum selbständigen Lösen von
Aufgaben aus diesen Gebieten
Inhalt:
Hochleistungslaser
Laserprinzip, Arten von Laserverstärkern, CPA-Prinzip, Laserdiagnostiken
Plasmaphysik
Relevante Grundlagen der Plasmaphysik
Wechselwirkung von elektro-magnetischer Strahlung mit Plasmen
Relativistische Laser-Plasma-Physik
Wechselwirkung von Plasmaelektronen mit Licht
Relativistische nicht-lineare Optik
Beschleunigungsmechanismen für Elektronen und Ionen
Erzeugungsmechanismen für hochenergetische
elektromagnetische Strahlung
Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen)
Regelmäßige Teilnahme an Vorlesungen und Übungen, Übungsaufgaben; Detaillierte Festlegungen werden zu Semesterbeginn
bekannt gegeben.
Voraussetzung für die Vergabe
von Leistungspunkten (Prüfungsform):
Klausur oder mündliche Prüfung (wird zu Beginn des Moduls bekannt gegeben)
Medienformen:
Medienunterstützte Vorlesung mit Übungen
Literatur:
P. Gibbon: Short-Pulse Laser Interactions with Matter
F. Chen: Plasma Physics and Controlled Fusion
Seite 89 von 138
Number
ASP_MP_S1.12
Name
Plasma physics
Coordinator
Prof. Dr. Malte. KALUZA
Learning objectives
This course offers an introduction to the fundamental effects and
processes relevant for the physics of ionized matter. After actively
participating in this course, the students will be familiar with the
fundamental physical concepts of plasma physics, especially concerning astrophysical phenomena but also with questions concerning the energy production based on nuclear fusion in magnetically or inertially confined plasmas.
- fundamentals of plasma physics,
- single particle and fluid description of plasmas,
- waves in plasmas,
- interaction of electromagnetic radiation with plasmas,
- plasma instabilities
- non-linear effects (shock waves, parametric instabilities,
ponderomotive effects, ...)
Content
Course type
lectures: 2h/week
exercises: 2h every other week
ECTS credits
4
Category
submodule which can be elected out of the list of offered
submodules in module Specialization 1 according to the student's
education objectives
Usability
submodule being part of module Specialization 1 for the study in
Photonics in the 2nd semester
Frequency of offer
summer semester
Duration
1 semester
Work load
lectures: 30 h
exercises: 15 h
self study : 45 h (lectures, exercises)
15 h solving of physical problems
15 h exam preparation
total workload: 120 h
Language
English
Prerequisites
Prior knowledge in electrodynamics is essential, knowledge in
laser physics is recommended but not conditional.
Exam prerequisites
regular participation in lectures and active participation exercises
Requirements to complete this
submodule
written or oral examination at the end of the semester (will be
specified at the beginning of the lecture)
Used media
Literature
blackboard and electronic presentations
- F. Chen: Plasma Physics and Controlled Fusion, Plenum
Publishing Corporation, New York (1984)
- J. A. Bittencourt: Fundamentals of Plasma Physics, Springer,
New York (2004)
- U. Schumacher: Fusionsforschung, Wissenschaftliche
Buchgesellschaft, Darmstadt (1993)
Seite 90 von 138
Modulnummer
Modulbezeichnung:
Angewandte Lasertechniken – Teil Laser als Werkzeug
Modulverantwortliche(r):
Prof. H. Stafast
Dozent(in):
Prof. Dr. H. Stafast, Prof. Dr. R. Heintzmann und Dr. W. Paa
Sprache:
Deutsch (bei Bedarf auch in Englisch)
Zuordnung zu den Studiengängen
Physikalisches Wahlfach für
Lehrform / SWS:
Vorlesung: 2 SWS (Stafast, Heintzmann)
3. Semester Studiengang Physik „Master of Science“
Übung:
Arbeitsaufwand:
1 SWS (Paa)
Präsenzstunden: Vorlesung: 30
Übung: 15 (empfohlen)
Selbststudium:
Nacharbeit (Vorlesung, Übung): 30 bzw. 90
Lösen von Übungsaufgaben: 45 (empfohlen)
Gesamtarbeitsaufwand: 120 Stunden
Leistungspunkte
4
Voraussetzungen:
Grundlagen der Laserphysik und allgemeine Physik
Lernziele / Kompetenzen:
Nach dem erfolgreichen Abschluss des Moduls verfügt der Studierende über vertiefte Kenntnisse auf nachfolgenden Gebieten:
Licht-Materie-Wechselwirkung, Lasermanipulation (z. B. Atomkühlung und optische Pinzette), laserinduzierte Prozesse in Gasen,
Flüssigkeiten und Matrices (inkl. Laserisotopentrennung), Lasererzeugung und -strukturierung von Festkörpern durch Materialabscheidung, -abtrag und/oder –modifikation.
Ausgewählte Laseranwendungen:
Der Laser als Werkzeug (mikroskopische Materialbeeinflussung
und makroskopische Materialbearbeitung bzw. -modifikation),
ausgenommen „klassische“ Lasermaterialbearbeitung (z.B.
Schneiden, Bohren, Löten, Schweißen)
Inhalt:
Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen)
Erfolgreiche Teilnahme an Übungen bzw. Seminarvortrag (empfohlen)
Voraussetzung für die Vergabe
von Leistungspunkten (Prüfungsform):
Bestandene Abschlussprüfung (Klausur oder Kolloquium; Nachprüfungen: Nachklausur oder Kolloquium)
Medienformen:
Medienunterstützte Vorlesungen und Seminare mit Übungen
Literatur:
R. Paschotta, Encyclopedia of Laser Physics and Technology,
Wiley-VCH
Seite 91 von 138
Number
ASP_MP_S2.15
Name
Optical design with Zemax
Coordinator
Prof. Dr. Herbert GROSS
Learning objectives
This course gives an introduction in layout, performance analysis and optimization of optical systems with the software Zemax.
Content
-
Course type
lectures: 2h/week
exercises: 1h/week
ECTS credits
4
Category
Submodule which can be elected out of the list of offered submodules in
module Wahlfach Optik according to the student's education objectives
Usability
this submodule is part of the module Wahlfach Optik in the 2nd semester of
the Master of Physics program
Frequency of offer
summer semester
Duration
1 semester
Work load
lectures: 30h
exercises: 15h
self-study: 75h
- 45h (lectures, exercises)
- 15h solving of physical problems
- 15h exam preparation
total work load: 120h
Language
English
Prerequisites
basic geometrical and physical optics
Exam prerequisites
regular participation in lectures and exercises
Requirements to complete
this submodule
written examination at the end of the semester (90 min duration)
Used media
Electronic presentations, practical exercises with Zemax, computer based
demonstrations, computer labs, written supplementary material
Literature
list of literature will be given in the lecture
Introduction and user interface
Description and properties of optical systems
Geometrical and wave optical aberrations
Optimization
Imaging simulation
Introduction into illumination systems
Correction of simple systems
More advanced handling and correction methods
Seite 92 von 138
Number
ASP_MP_S2.16
Name
Imaging and aberration theory
Coordinator
Dr. Herbert GROSS
Learning objectives
This cource covers the fundamental principles of classical optical imaging
and aberration theory of optical systems.
Content
-
Course type
lectures: 2h/week
exercises: 1h/week
ECTS credits
4
Category
Submodule which can be elected out of the list of offered submodules in
module Wahlfach Optik according to the student's education objectives
Usability
this submodule is part of the module Wahlfach Optik in the 3rd semester of
the Master of Physics program
Frequency of offer
winter semester
Duration
1 semester
Work load
lectures: 30h
exercises: 15h
self-study: 75h
- 45h (lectures, exercises)
- 15h solving of physical problems
- 15h exam preparation
total work load: 120h
Language
English
Prerequisites
basic geometrical and physical optics
Exam prerequisites
regular participation in lectures and exercises
Requirements to complete
this submodule
written examination at the end of the semester (90 min duration)
Used media
blackboard and electronic presentations
Literature
list of literature will be given in the lecture
Paraxial imaging
Basics of optical systems
Eikonal theory
Geometrical aberrations, representations, expansion
Detailed discussion of primary aberrations
Sine condition, isoplanatism, afocal cases
Wave aberrations and Zernike representation
Miscellaneous aspects of aberration theory
Seite 93 von 138
Modulnummer
Modulbezeichnung:
Modulbezeichnung (engl.):
128.3401
Mikrooptik
Microoptics
Modulverantwortliche(r):
Prof. H. Bartelt / Prof. A. Tünnermann
Dozent(in):
Sprache:
Prof. H. Bartelt
deutsch
Zuordnung zu den Studiengängen
Wahlpflichtmodul für den Studiengang BSc Physik (5. Semester)
Wahlpflichtmodul für den Studiengang MSc Physik (3. Semester)
im Wahlfach „Optik“
Physikalisches Wahlpflichtfach im modularisierten Studiengang
Physik-Diplom / Techn. Physik (5. Semester)
Häufigkeit des Angebots (Zyklus)
Dauer des Moduls
Lehrform / SWS:
jährlich im Wintersemester
1 Semester
Vorlesung: 2 SWS
Arbeitsaufwand:
Präsenzstunden: Vorlesung: 30
Selbststudium: Nacharbeit: 60
Prüfungsvorbereitung: 30
Gesamtarbeitsaufwand: 120 Stunden
4
Modul Grundkurs Experimentalphysik
- Vermittlung der grundlegenden optischen Eigenschaften mikround nanooptischer Elemente
- Vermittlung von Wissen über strukturtechnische Verfahren
- Befähigung zum selbstständigen Lösen mikro- und nanooptischer Fragestellungen
- Relevante Effekte: Ausbreitung, Beugung, Kohärenz,
Interferenz
- Freiraumausbreitung und geführtes Licht (integrierte Optik, optische Lichtwellenleiter)
- Technologien der Mikrooptik
- Refraktive und diffraktive Mikrolinsen
- Mikrooptische Elemente
- Beispiele für Systemanwendungen
keine
Leistungspunkte
Voraussetzungen
Lernziele / Kompetenzen:
Inhalt:
Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen)
Voraussetzung für die Vergabe
von Leistungspunkten (Prüfungsform):
Medienformen:
Literatur:
Klausur oder mündl. Abschlussprüfung (60 Minuten)
(Art der Prüfung wird zu Beginn des Moduls bekannt gegeben)
Tafel, schriftl. Begleitmaterial, Overhead-Projektor, Beamer
Fachbücher zur Mikrooptik:
- Sinzinger/Jahns, Introduction to Micro- and Nanooptics
- Herzig, Micro-Optics
- Kufner/Kufner, Micro-optics and Lithography
Seite 94 von 138
Number
Name
Interaction of high-energy radiation with matter
Coordinator
Prof. Th. Stöhlker
Learning objectives
The course introduces the basic interaction processes of high-energy photon and particle beams with matter. The course also covers recent developments of high intensity radiation sources, such as Free Electron Lasers
and modern particle accelerators.
Content
Fundamental interaction processes
Scattering, absorption and energy loss
Detection methods
Particle creation
Application and biology and medicine
Course type
lectures: 2h/week
exercises: 1h/week
ECTS credits
4
Category
submodule which can be elected out of the list of offered submodules in
module Specialization I and Specialization II according to the student's education objectives
Usability
this submodule is part of the module Specialization II in the 3rd semester of
the Master of Photonics program
Frequency of offer
summer and winter semester
Duration
1 semester
Work load
lectures: 30h
exercises: 15h
self-study: 75h
total work load: 120h
Language
English
Prerequisites
none
Exam prerequisites
regular participation in lectures and exercises
Requirements to complete this submodule
Presentation and oral examination
Used media
electronic presentations, blackboard
Literature
- Leo, Techniques for Nuclear and Particle Physics Experiments
- Eichler and Meyerhof, Relativistic atomic collisions
- Haken-Wolf, Atom- und Quantenphysik
Seite 95 von 138
Number
Name
Active Photonic Devices
Coordinator
Prof. Dr. M. A. Schmidt
Learning objectives
The aim of this course is to give a comprehensive overview about active
photonic devices such as switches or modulators. The course starts by a
crisp introduction to the most important parameters and physical principles.
The lecture will then focus onto real-world devices including the areas of
electro-optics, waveguides, acousto-optics, magneto-optics and nonlinear
optics. During this lecture we will discuss the fundamental principles as well
as devices currently employed in photonics. This lecture will provide the
students a base for their master thesis.
Content
1. introduction
2. electro-optical modulation
3. optomechanics in photonics
4. acousto-optical device
5. magneto-optics and optical isolation
6. integrated lasers
7. nonlinear devices for light generation
8. bistability in photonics
9. spatial light modulation
Course type
lectures: 2h/week
exercises: 1h/week
ECTS credits
4
Category
submodule which can be elected out of the list of offered submodules in
module Specialization II according to the student's education objectives
Usability
this submodule is part of the module Specialization II in the 3rd semester of
the Master of Photonics program
Frequency of offer
winter semester only
Duration
1 semester
Work load
Work load
- lectures: 30h
- exercises: 10 h
- self-study: 65h
- exam preparation: 15h
total work load: 120h
Language
English
Seite 96 von 138
Prerequisites
basic knowledge about electrodynamics
Exam prerequisites
Regular participation in lectures and exercises.
Requirements to complete this submodule
The form of the exam will be announced at the beginning of the semester.
Either written
examination at the end of the semester (90 min duration) or oral exam (1520 min).
Used media
Mainly blackboard, projector, written supplementary material
Literature
J. D. Jackson Electrodynamics
A. Yariv Optical Electronics in Modern Communications
Born/Wolf Principles of Optics
Seite 97 von 138
Number
Name
ASP_MP_S3.xx
Fundamentals of microscopic imaging
Coordinator
Prof. Dr. Herbert GROSS / Jun.-Prof. Dr. Alexander SZAMEIT
Learning objectives
This cource covers the wave optical principles of microscopic optical imaging including some modern developments and real system aspects.
Content
Diffraction and point spread function
2-point-resolution and depth resolution
Transfer function theory
Real microscopic optical systems
Contrasting methods and phase imaging
Volume imaging
Confocal microscopy
Superresolution
Course type
lectures: 2h/week
exercises: 1h/week
ECTS credits
4
Category
Submodule which can be elected out of the list of offered submodules in
module Wahlfach Optik according to the student's education objectives
Usability
this submodule is part of the module Wahlfach Optik in the 3rd semester of
the Master of Physics program
Frequency of offer
winter semester
Duration
1 semester
Work load
lectures: 30h
exercises: 15h
self-study: 75h
45h (lectures, exercises)
15h solving of physical problems
15h exam preparation
total work load: 120h
Language
English
Prerequisites
basic geometrical and physical optics
Exam prerequisites
regular participation in lectures and exercises
Requirements to com-
written examination at the end of the semester (90 min duration)
Seite 98 von 138
plete this submodule
Used media
blackboard and electronic presentations
Literature
list of literature will be given in the lecture
Seite 99 von 138
Number
Name
ASP_MP_S3.xx
Advanced lens design
Coordinator
Prof. Dr. Herbert GROSS
Learning objectives
This cource covers the advanced principles of the development of optical
systems.
Content
Paraxial imaging and basic properties of optical systems
Initial systems and structural modifications
Chromatical correction
Aspheres and freeform surfaces
Optimization strategy and constraints
Special correction features and methods
Tolerancing and adjustment
Course type
lectures: 2h/week
exercises: 1h/week
ECTS credits
4
Category
Submodule which can be elected out of the list of offered submodules in
module Wahlfach Optik according to the student's education objectives
Usability
this submodule is part of the module Wahlfach Optik in the 3nd semester
of the Master of Physics program
Frequency of offer
winter semester
Duration
1 semester
Work load
lectures: 30h
exercises: 15h
self-study: 75h
45h (lectures, exercises)
15h solving of physical problems
15h exam preparation
total work load: 120h
Language
English
Prerequisites
basic aberration theory and optical design methods, lecture 'Optical design
with Zemax'
Exam prerequisites
regular participation in lectures and exercises
Requirements to complete this submodule
written examination at the end of the semester (90 min duration)
Seite 100 von 138
Used media
blackboard and electronic presentations, practical exercises with Zemax,
computer based demonstrations, computer lab
Literature
list of literature will be given in the lecture
Seite 101 von 138
Modulnummer:
Modulbezeichnung :
Modulverantwortliche(r)
Dozent(in):
Sprache:
Zuordnung zu den Studiengängen:
Häufigkeit des Angebots (Zyklus):
Dauer des Moduls:
Lehrform / SWS:
Arbeitsaufwand:
Leistungspunkte:
Voraussetzungen:
Lernziele/Kompetenzen:
Inhalte:
Physics of ultrafast optical discharge and filamentation
Prof. Dr. Christian Spielmann
Prof. Dr. Christian Spielmann
Dr. Daniil Kartashov
Englisch
Wahlmodul in MSc Physik im Schwerpunkt Optik sowie in
MSc Photonics
Jährlich im Wintersemester
1 Semester
Vorlesung 2 SWS, Seminar 1 SWS:
Präsenzstunden: Vorlesung: 30
Seminar: 15
Selbststudium: Nacharbeit: 45
Prüfungsvorbereitung: 30
Gesamtarbeitsaufwand: 120 Stunden
4
Kenntnisse auf dem Gebiet der Optik, Atomphysik, Laserphysik
- Vermittlung von Methoden der LichtMateriewechselwirkung
- Vermittlung von Wissen über Auslegung und Interpretation
eines Experiments zur Filamentation
- Befähigung zum selbstständigen Lösen
spektroskopischer Fragestellungen
Physics of Photoionization
Optical breakdown
Basics plasma kinetics
LIBS Laser induced breakdown spectroscopy
Physics of filamentation
Applications: LIDAR, lightning discharge, supercontinuum
generation
Regelmäßige Teilnahme am Seminar
Voraussetzung für die Zulassung zur
Modulprüfung
Voraussetzung für die Vergabe von Leis- Klausur oder mündliche Abschlussprüfung
tungspunkten (Prüfungsformen):
(Art der Prüfung wird zu Beginn des Moduls bekannt gegeben)
Medienformen:
Tafel, schriftl. Begleitmaterial, Overhead-Projektor, Beamer;
Empfohlene Literatur:
Seite 102 von 138
Modulnummer
Modulbezeichnung:
Attosekunden-Laserphysik – [NEU]
Modulverantwortliche(r):
Prof. Dr. A. Pfeiffer
Dozent(in):
Prof. Dr. A. Pfeiffer
Sprache:
Deutsch oder Englisch
Zuordnung zu den Studiengängen
Wahlmodul für den Studiengang Physik mit dem Abschluss Master of Science
Häufigkeit des Angebots
(Zyklus)
Dauer des Moduls:
Wintersemester
1 Semester
Lehrform / SWS:
Vorlesung: 2 SWS
Seminar/Übung:
Arbeitsaufwand:
1 SWS
Präsenzstunden: Vorlesung: 30
Seminar/Übung: 15
Selbststudium:
Nacharbeit der Vorlesung: 20
Übungsaufgaben: 25
Prüfungsvorbereitung: 30
Gesamtarbeitsaufwand: 120 Stunden
Leistungspunkte
4
Voraussetzungen:
Empfohlen: Grundvorlesungen Physik
Lernziele / Kompetenzen:
Der Kurs gibt eine Einführung in das junge Forschungsgebiet der
Attosekunden-Physik. Elektrodynamik in Atomen und Molekülen
auf der Attosekunden-Zeitskala wird diskutiert, und weiterführend
die Techniken zur Erzeugung und Charakterisierung von
Attosekunden Pulsen behandelt.
Inhalt:
-
Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen)
Regelmäßige Teilnahme an der Vorlesung und den Übungen.
Voraussetzung für die Vergabe
von Leistungspunkten (Prüfungsform):
Details werden in der Vorlesung bekannt gegeben.
Medienformen:
Tafel, Overheadprojektor, Computer Demonstrationen
Literatur:
Zenghu Chang, Fundamentals of Attosecond Optics
Kohärente Elektrodynamik in Atomen und Molekülen
Starkfeld-Effekte und -Ionisation
Techniken der Attosekunden-Pulserzeugung
Erzeugung hoher Harmonischer und Phasenanpassung
Transiente Absorption
Attosekunden-Quantenoptik
Seite 103 von 138
Modulnummer
Modulbezeichnung
Fundamentals of X-Ray Physics – [NEU]
Modulverantwortliche(r), Dozent:
E. Förster, G. G. Paulus, U. Zastrau
Sprache:
englisch
Zuordnung zu den Studiengängen Wahlpflichtkurs für den Studiengang M.Sc. Physik
(Wahlfach „Optik“)
Wahlpflichtkurs für den Studiengang M.Sc. Photonics
Häufigkeit des Angebots (Zyklus)
Wintersemester (alle zwei Jahre)
Dauer des Moduls:
1 Semester
Lehrform / SWS:
Vorlesung: 2 SWS
Übung:
1 SWS
Arbeitsaufwand (work load):
Präsenzstunden: Vorlesung: 30, Übung: 15
Selbststudium:
Nacharbeit (Vorlesung, Übung): 30
Lösen von Übungsaufgaben: 30
Prüfungsvorbereitung: 15
Gesamtarbeitsaufwand: 120 Stunden
Leistungspunkte (ECTS credits):
4
Voraussetzungen:
Grundvorlesungen Physik
Lernziele / Kompetenzen:
Vermittlung der grundlegenden Begriffe, Phänomene und Konzepte der Röntgenphysik
Entwicklung von Fähigkeiten zur selbständigen Behandlung von
Fragestellungen der Röntgenphysik
Inhalt:
•
•
•
•
Physikalische Grundlagen der Röntgenphysik
Kinematische und dynamische Theorie der Röntgeninterferenzen
Moderne Röntgenquellen und –detektoren
Hochauflösende Experimente
Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen)
Aktive Teilnahme an den Übungen und Abgabe der Übungsaufgaben (mindestens 80%)
Voraussetzung für die Vergabe
von Leistungspunkten (Prüfungsform):
Schriftliche und/oder mündliche Prüfungen (Art der Prüfungen wird
zu Beginn des Moduls bekannt gegeben)
Medienformen:
Kreidetafel, Overheadprojektor, Aushändigung von Illustrationsmaterial, ggf. Computerdemonstrationen
Literatur:
R.W. James, Optical Principles of the Diffraction of X-Rays, 1962
A. Authier, Dynamical Theory of X-Ray Diffraction, 2001
D. Attwood, Soft x-rays and extreme ultraviolet radiation, 1999
Seite 104 von 138
2. Semester
Modulnummer
Modulbezeichnung:
Beugungstheorie elektromagnetischer Wellen
Modulverantwortliche(r):
Prof. A. Szameit
Dozent(in):
Prof. A. Szameit / T. Eichelkraut
Sprache:
Deutsch (bei Bedarf auch in Englisch)
Zuordnung zu den Studiengängen
Wahlmodul für den Studiengang Physik mit dem Abschluss Master of Science
Häufigkeit des Angebots
(Zyklus)
2- jährig im Sommersemester (2012, 2014, 2016)
Dauer des Moduls:
1 Semester
Lehrform / SWS:
Vorlesung: 2 SWS
Übung:
Arbeitsaufwand:
1 SWS
Präsenzstunden: Vorlesung: 30
Übung: 15 (empfohlen)
Selbststudium:
Nacharbeit (Vorlesung, Übung): 30 bzw. 90
Lösen von Übungsaufgaben: 45 (empfohlen)
Gesamtarbeitsaufwand: 120 Stunden
Leistungspunkte
4
Voraussetzungen:
Physikalische Optik oder theoretische Optik, Elektrodynamik
Lernziele / Kompetenzen:
Lernziele: skalare Beugungstheorie, Feldpropagation in verschiedenen Formalismen, Gittertheorie
Kapitel 1: Die Maxwellschen Gleichungen, Kapitel 2: skalare Beugung, Kapitel 3: Feldpropagation, Kapitel 4: Rigorose Gittertheorie
In der Vorlesung wird erhöhter Wert auf analytisch strenge Herleitungen gelegt.
Inhalt:
Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen)
Erfolgreiche Teilnahme an Übungen
Voraussetzung für die Vergabe
von Leistungspunkten (Prüfungsform):
Bestandene Abschlussprüfung (Klausur oder Kolloquium; Nachprüfungen: Nachklausur oder Kolloquium)
Medienformen:
Medienunterstützte Vorlesungen und Seminare mit Übungen
Literatur:
Born/Wolf – Principles of Optics
Seite 105 von 138
Modulnummer
Modulbezeichnung:
Optik in Wellenleiterarrays
Modulverantwortliche(r):
Prof. A. Szameit
Dozent(in):
Prof. A. Szameit / T. Eichelkraut
Sprache:
Deutsch (bei Bedarf auch in Englisch)
Zuordnung zu den Studiengängen
Wahlmodul für den Studiengang Physik mit dem Abschluss Master of Science
Häufigkeit des Angebots (Zyklus)
2- jährig im Sommersemester (2013, 2015, 2017)
Dauer des Moduls:
1 Semester
Lehrform / SWS:
Vorlesung: 2 SWS
Übung:
Arbeitsaufwand:
1 SWS
Präsenzstunden: Vorlesung: 30
Übung: 15 (empfohlen)
Selbststudium:
Nacharbeit (Vorlesung, Übung): 30 bzw. 90
Lösen von Übungsaufgaben: 45 (empfohlen)
Gesamtarbeitsaufwand: 120 Stunden
Leistungspunkte
4
Voraussetzungen:
Physikalische Optik oder theoretische Optik, Elektrodynamik
Lernziele / Kompetenzen:
Lernziele: Lichtpropagation in gekoppelten Wellenleitersystemen,
Mechanismen zur Selbstabbildung, Emulation der relativistischen
Diracgleichung mittels klassischer optischer Systeme, nichthermitische PT-symmetrische Systeme
Kapitel 1: Die diskrete Schrödingergleichung, Kapitel 2: optische
Emulation festkörperphysikalischer Lokalisierungsprozesse, Kapitel 3: optische Emulation der relativistischen Quantenmechanik,
Kapitel 4: PT-symmetrische Systeme
Kapitel 5: Defekte und Grenzflächen in Wellenleiterarrays
Inhalt:
Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen)
Erfolgreiche Teilnahme an Übungen
Voraussetzung für die Vergabe
von Leistungspunkten (Prüfungsform):
Bestandene Abschlussprüfung (Klausur oder Kolloquium; Nachprüfungen: Nachklausur oder Kolloquium)
Medienformen:
Medienunterstützte Vorlesungen und Seminare mit Übungen
Literatur:
Born/Wolf – Principles of Optics
Seite 106 von 138
Number
ASP_MP_S1.7
Name
Physical optics simulations with VirtualLab
Coordinator
Prof. Dr. Frank WYROWSKI
Learning objectives
The inclusion of physical optics effects gains momentum in optical modeling
and design. That has led to the concept of tracing electromagnetic fields
through optical systems. In this lecture/exercise various modeling situations
are presented by brief theoretical explanations and practical hands-on exercises. To this end the course will be given in a room of the FSU multimedia
centre so that all participants have their own PC to experience personal
training in the use of the field tracing software VirtualLab.
Content
Theory and simulation examples to be considered in the course are taken
from various topics including: Electromagnetic field representation, Fourier
transformation and sampling, Fourier optics, polarization, diffraction and
interference, scattering, spatial and temporal coherence, imaging and
focusing, micro-lens arrays, stratified media, gratings, diffractive optics and
holography, ultrashort pulses, laser resonators
Course type
lectures: 2h/week
exercises: 1h/week
ECTS credits
4
Category
submodule can be elected out of the list of offered submodules in module
Specialization I according to the student's education objectives
Usability
this submodule is part of the module Specialization I in the 2nd semester of
the Master of Photonics program
Frequency of offer
summer semester
Duration
1 semester
Work load
lectures: 30h
exercises: 15h
self-study: 75h
45h (lectures, exercises)
15h solving of problems, self-study of software in PC Pool
15h exam preparation
total work load: 120h
Language
English
Prerequisites
none
Exam prerequisites
regular participation in lectures and exercises
Requirements to complete written examination at the end of the semester
this submodule
Used media
Blackboard, projector, PCs, PowerPoint, VirtualLab, MATLAB
Literature
The Fast Fourier Transform and its Applications by E. Oran Brigham, Prentice Hall
Introduction to Fourier Optics by J. Goodman
Fundamentals of Photonics by B.E.A. Saleh and M.C. Teich
Seite 107 von 138
Number
Name
Coordinator
Learning objectives
Content
Course type
ECTS credits
Category
Usability
Frequency of offer
Duration
Work load
Language
Prerequisites
Exam prerequisites
Requirements to complete
this submodule
Used media
Literature
ASP_MP_S1.18
Waveguide theory
Prof. Dr. Stefan SKUPIN
The course aims at an introduction to the theory of guided waves
- guided waves in 1D and 2D, basic theory
- mode decomposition, orthogonality
- weakly guiding waveguides
- coupling of waveguides
- pulses in waveguides
lectures: 2h/week
exercises: 1h/week
4
submodule which can be elected out of the list of offered submodules in
module Specialization 1 according to the student's education objectives
submodule being part of module Specialization 1 for the study in Photonics in
the 2nd semester
summer semester
1 semester
lectures: 30 h
exercises: 15 h
self study : 45 h (lectures, exercises)
15 h solving of physical problems
15 h exam preparation
total workload: 120 h
English
fundamental knowledge on modern optics and condensed matter physics as
usually obtained in the modules Adjustment and Fundamentals 1 as well as
basic knowledge in a computer programming language and computational
physics
regular participation in lectures and exercises
written or oral examination at the end of the semester (will be specified in the
lecture)
blackboard and electronic presentations
- list of literature will be given during the lecture
Seite 108 von 138
Modulnummer
Modulbezeichnung:
Modulverantwortliche(r):
Dozent(in):
Laser Physics
Sprache:
Zuordnung zu den Studiengängen
Häufigkeit des Angebots (Zyklus)
english
Wahlpflichtmodul für den Studiengang MSc Physik (2. Semester)
im Wahlfach „Optik“
Compulsory submodule in the course of studies MSc Photonics
(2nd semester)
summer semester
Dauer des Moduls
Lehrform / SWS:
1 semester
lectures: 4h/week, exercises: 2h/week
Arbeitsaufwand:
lectures: 60h
exercises: 30h
self-study: 150h (lectures, exercises, exam preparation)
- 90h (lectures, exercises)
- 60h oral presentation
total work load: 240h
8
successful completion of Bachelor in a related field
This course provides an introduction to the basic ideas of laser
physics. The first part presents the fundamental equations and
concepts of laser theory, while the second part is devoted to a
detailed discussion of selected laser applications. The students
are introduced to the different types of lasers including classical
gas or ruby lasers as well as modern high power diode pumped
solid-state concepts and their applications.
- Introduction to laser physics (stimulated emission, atomic rate
equations, laser pumping and population inversion)
- Optical beams and laser resonators
- Laser dynamics
- Q-switching
- Mode locking
- Wavelength tuning and single frequency operation
- Laser systems
- Selected industrial and scientific applications
regular participation in lectures and exercises
Leistungspunkte:
Voraussetzungen:
Lernziele / Kompetenzen:
Inhalt:
Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen)
Voraussetzung für die Vergabe
von Leistungspunkten (Prüfungsform):
Medienformen:
Literatur:
Prof. A. Tünnermann
Prof. A. Tünnermann / Prof. S. Nolte / Prof. J. Limpert
oral representation and written examination at the end of the semester
Blackboard, overhead projector, computer based demonstrations,
written supplementary material
- A. Siegman, Lasers
- W. Koechner, Solid-State Laser Engineering
- W. Demtröder, Laser Spectroscopy
- D. Bäuerle, Laser Processing and Chemistry
- H.-G. Rubahn, Laser Applications in Surface Science and Technology
Seite 109 von 138
Number
Name
Coordinator
Learning objectives
Content
Course type
ECTS credits
Category
Usability
Frequency of offer
Duration
Work load
Language
Prerequisites
Exam prerequisites
Requirements to complete
this submodule
Used media
Literature
ASP_MP_S1.4
Computational photonics
Prof. Dr. Thomas PERTSCH
The course aims at an introduction to various techniques used for computer
based optical simulation. Therefore the student should learn how to solve
Maxwell’s equations in homogenous and inhomogeneous media on different
levels of approximation. The course concentrates predominantly on teaching
numerical techniques that are useful in the field of micro- and nanooptics.
- Introduction to the problem - Maxwell’s equations and the wave equation
- Free space propagation techniques
- Beam propagation methods applied to problems in integrated optics
- Mode expansion techniques applied to stratified media
- Mode expansion techniques applied to spherical and cylindrical objects
- Multiple multipole technique
- Boundary integral method
- Finite-Difference Time-Domain method
- Finite Element Method
- Computation of the dispersion relation (band structure) of periodic media
- Mode expansion techniques applied to gratings
- Other grating techniques
- Contemporary problems in computational photonics
lectures: 2h/week
exercises: 1h/week
4
submodule which can be elected out of the list of offered submodules in
module Specialization 1 according to the student's education objectives
submodule being part of module Specialization 1 for the study in Photonics in
the 2nd semester
summer semester
1 semester
lectures:
30 h
exercises:
15 h
self study :
45 h (lectures, exercises)
15 h computer-based solving of physical
problems
15 h exam preparation
total workload: 120 h
English
fundamental knowledge on modern optics and condensed matter physics as
usually obtained in the modules Adjustment and Fundamentals 1 as well as
basic knowledge in a computer programming language and computational
physics
regular participation in lectures and exercises
written examination at the end of the semester (90 min duration)
blackboard and electronic presentations, computer based demonstrations,
computer labs, written supplementary material
- A. Taflove and S.C. Hagness, Computational Electrodynamics
- list of selected journal publications given during the lecture
Seite 110 von 138
Modulnummer
ASP_MP_S2.10
Modulbezeichnung:
Quantum Optics
Modulverantwortliche(r):
Prof. Dr. Holger Gies
Dozent(in):
Professoren der theoretischen Physik
Sprache:
English
Zuordnung zum Curriculum
Module which can be elected according to the students education
objectives
Lehrform / SWS:
Vorlesung: 2 SWS
Arbeitsaufwand:
Übung:
1 SWS
Lectures:
30
Exercises: 15
Self-study:
75 (lectures+ exercises)
Gesamtarbeitsaufwand: 120 Stunden
Leistungspunkte:
4
Voraussetzungen:
Basics of electrodynamics, quantum mechanics, optics
Lernziele / Kompetenzen:
Acquiring knowledge about the concepts and methods to describe
the quantized radiation field and the interaction of radiation and
matter.
Inhalt:
Quantum properties of light
Quantization of the electromagnetic field
Light-matter interactions
Voraussetzungen für die ZulasRegular participation in lectures and exercises
sung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen):
Voraussetzung für die Vergabe
von Leistungspunkten (Prüfungsform):
Written or oral examination at the end of the semester (will be
specified in the lecture)
Medienformen:
Black board, electronic presentations
Literatur:
M. Fox, Quantum Optics: An Introduction,
M. Lewenstein, A. Sanpera, M. Pospiech, Quantum Optics, an
Introduction, Lecture Notes , U. Hannover, 2006
D. D. Craig, T. T. Thirunamachandran, Molecular Quantum Electrodynamics
P. Meystre, M. Sargent, Elements of Quantum Optics,
D.-G. Welsch, Quantenoptik, Vorlesungsskript (in German).
Seite 111 von 138
Number
Name
Biomedical Imaging – Non-Ionizing Radiation
Coordinator
Prof. Dr. J. R. Reichenbach / Prof. Dr. E. Förster
Learning objectives
The course introduces physical principles, properties and technical concepts
of imaging systems as they are applied today in medicine and physics. The
focus is laid on the use and application of non-ionizing radiation, as utilized,
e.g., with magnetic resonance imaging or ultrasound imaging. Applications
and current developments will be presented. After active participation the
students should demonstrate a critical understanding of the theoretical basis
and technologies of these imaging systems and have acquired an appreciation of instrumentation and practical issues with different imaging systems.
The course is independent of the course “Biomedical imaging – Ionizing
Radiation” offered in the 1st semester.
Content
- Introduction to imaging systems
- Physical principles behind the design of selected biomedical imaging
systems, including magnetic resonance imaging, ultrasound imaging
- Technological aspects of each modality
- Importance of each modality concerning physical, biological and clinical
applications
Course type
lectures: 2h/week
exercises: 1h/week
ECTS credits
4
Category
Submodule which can be elected out of a list of offered submodules according to the students’ education objectives
Usability
Freely combinable with other modules
Frequency of offer
Summer semester
Duration
1 semester
Work load
Lectures and lab tours: 30h
exercises: 15h
self-study: 75h
− 45h (lectures, exercises)
− 15h solving of physical problems
− 15h exam preparation
total work load: 120h
Language
English or German (depending on the participants)
Prerequisites
None, participation in the Module Biomedical Imaging I is recommended, but
not necessary or conditional
Exam prerequisites
regular participation in lectures and active participation in exercises
Requirements to complete written or oral examination at the end of the semester (will be specified at the
this submodule
beginning of the lecture)
Used media
electronic presentations, computer based demonstrations, blackboard
Literature
- A. Oppelt. Imaging Systems for Medical Diagnostics: Fundamentals,
Technical Solutions and Applications for Systems Applying Ionizing
Radiation, Nuclear Magnetic Resonance and Ultrasound, Publicis, 2nd
edition, 2006
- P. Suetens. Fundamentals of Medical Imaging, Cambridge University
Press; 2nd edition, 2009
- W.R. Hendee, E.R. Ritenour. Medical Imaging Physics, Wiley-Liss, 4th
edition, 2002
Seite 112 von 138
Modulnummer
Modulbezeichnung:
Strong-field and Attosecond Laser Physics
Modulverantwortliche(r):
Dozent(in):
G. G. Paulus
Sprache:
Englisch
Zuordnung zum Curriculum
Wahlpflichtkurs für den Studiengang MA Physik (Wahlfach „Optik“)
Wahlpflichtkurs für den Studiengang MA Photonics
Lehrform / SWS:
Vorlesung: 2 SWS
Übung:
Arbeitsaufwand:
1 SWS
Präsenzstunden: Vorlesung: 30, Übung: 15
Selbststudium:
Nacharbeit (Vorlesung, Übung): 30
Lösen von Übungsaufgaben: 30
Prüfungsvorbereitung: 15
Gesamtarbeitsaufwand: 120 Stunden
Leistungspunkte:
4
Voraussetzungen:
Grundvorlesungen Physik
Lernziele / Kompetenzen:
Vermittlung von Kenntnissen zu den Grundlagen der StarkfeldLaserphysik und der darauf aufbauenden AttosekundenLaserphysik.
Entwicklung von Fähigkeiten zur selbständigen Behandlung von
Fragestellungen dieser Felder.
Inhalt:
charakteristische Größen in der Starkfeld-Laserphysik
charakteristische Effekte
theoretische Beschreibung der Elektronendynamik
die Rückstreuung als fundamentaler Prozess in der Starkfeld- und
Attosekunden-Laserphysik
Erzeugung von Attosekunden-Pulsen
Messung von Attosekunden-Pulsen
Voraussetzungen für die Zulasaktive Teilnahme an den Übungen; Detaillierte Festlegungen wersung zur Modulprüfung (Prüfungs- den zu Semesterbeginn bekannt gegeben.
vorleistungen)
Voraussetzung für die Vergabe von Schriftliche und/oder mündliche Prüfungen (Art der Prüfungen wird
Leistungspunkten (Prüfungsform): zu Beginn des Moduls bekannt gegeben)
Medienformen:
Kreidetafel, Overheadprojektor, Aushändigung von Illustrationsmaterial, ggf. Computerdemonstrationen
Literatur:
Review-Artikel
Z. Chang: Fundamentals of Attosecond Optics
Seite 113 von 138
Modulnummer
Modulbezeichnung
Oberseminar Optik
Modulverantwortliche(r):
Prof. Dr. C. Spielmann
Art des Moduls (Pflicht-, Wahlpflicht- oder Wahlmodul)
Wahlpflichtmodul
Sprache:
Deutsch oder Englisch
Zuordnung zu den Studiengängen Wahlpflichtmodul für den Studiengang MA Physik im Wahlfach „Optik“ im 2. Semester
Lehrform(en) / SWS:
Seminar: 2 SWS
Dauer des Moduls:
1 Semester
Arbeitsaufwand:
Präsenzstunden: Seminar: 30
Selbststudium:
Vorarbeit: 90
Gesamtarbeitsaufwand: 120 Stunden
Leistungspunkte:
4
Voraussetzungen für die Zulassung zum Modul
Breites Spektrum von Spezialkenntnissen auf dem Gebiet der Optik
Lernziele / Kompetenzen:
- Selbständiges Einarbeiten in ein Spezialgebiet
- Selbständiges Auffinden und Auswerten wiss. Literatur
- Präsentation wissenschaftlicher Sachverhalte
- Vertiefung der Kenntnisse auf modernen Gebieten der Optik
Inhalt:
- Systematische Erarbeitung von Spezialkenntnissen auf dem Gebiet
der modernen Optikforschung
- Präsentation und Diskussion aktueller optischer Forschungsgebiete
Voraussetzung für die Zulassung Regelmäßige Teilnahme am Seminar; Detaillierte Festlegungen
zur Modulprüfung (Prüfungsvorleis- werden zu Semesterbeginn bekannt gegeben.
tungen)
Voraussetzung für die Vergabe von 2 Vorträge, deren Bewertung zu gleichen Teilen in die Modulnote
Leistungspunkten (Prüfungsform): eingeht
Medienformen:
Beamer, Overheadprojektor, Tafel, Internet
Literatur:
Spezialliteratur des jeweiligen Fachgebietes (vorwiegend Fachzeitschriften in englischer Sprache)
Seite 114 von 138
Modulnummer
Modulbezeichnung:
Physics of free-electron lasers
Modulverantwortliche(r):
Dozent(in):
E. Förster, G. G. Paulus, U. Zastrau
Sprache:
Englisch
Zuordnung zum Curriculum
Wahlpflichtkurs für den Studiengang MA Physik (Wahlfach „Optik“)
Wahlpflichtkurs für den Studiengang MA Photonics
Lehrform / SWS:
Vorlesung: 2 SWS
Übung:
Arbeitsaufwand:
1 SWS
Präsenzstunden: Vorlesung: 30, Übung: 15
Selbststudium:
Nacharbeit (Vorlesung, Übung): 30
Lösen von Übungsaufgaben: 30
Prüfungsvorbereitung: 15
Gesamtarbeitsaufwand: 120 Stunden
Leistungspunkte:
4
Voraussetzungen:
Grundvorlesungen Physik
Lernziele / Kompetenzen:
Vermittlung von Kenntnissen zu den Grundlagen, der Instrumentierung und den Anwendungen von FELs.
Entwicklung von Fähigkeiten zur selbständigen Behandlung von
Fragestellungen der Röntgenphysik bei höchsten Intensitäten
Inhalt:
Physikalische Grundlagen von Freie-Elektronen Laser
Instrumentierung
Anwendungen
Voraussetzungen für die Zulasaktive Teilnahme an den Übungen; Detaillierte Festlegungen wersung zur Modulprüfung (Prüfungs- den zu Semesterbeginn bekannt gegeben.
vorleistungen)
Voraussetzung für die Vergabe von Schriftliche und/oder mündliche Prüfungen (Art der Prüfungen wird
Leistungspunkten (Prüfungsform): zu Beginn des Moduls bekannt gegeben)
Medienformen:
Kreidetafel, Overheadprojektor, Aushändigung von Illustrationsmaterial, ggf. Computerdemonstrationen
Literatur:
Zum Beispiel: Schmüser et al.: Ultra-violet and Soft X-ray FreeElectron Lasers
Seite 115 von 138
Number
ASP_MP_S1.9
Name
Optical modeling and design I
Coordinator
Prof. Dr. Frank WYROWSKI
Learning objectives
In the second part of the lecture series on optical modeling and design techniques to propagate harmonic fields through optical components are presented. Together with the free-space propagation techniques (see part I) the
students are enabled to trace harmonic fields through optical systems. In
particular systems which combine classical components like lenses and
prisms with micro-structured components like diffusers can be modeled by
the presented techniques.
Content
- Modeling harmonic field propagation through plane interfaces and linear
-
gratings
Modeling field propagation through layered media
Approximations for fields with small divergence (paraxial and parabasal)
Thin element approximation
Vectorial harmonic field propagation by geometrical optics
Concept of boundary operators
Vectorial modeling of focusing laser beams
Microscopy
Modeling and design of laser beam shaping systems
Course type
lectures: 2h/week
exercises: 1h/week
ECTS credits
4
Category
submodule can be elected out of the list of offered submodules in module
Wahlfach Optik according to the student's education objectives
Usability
this submodule is part of the module Wahlfach Optik in the 2nd semester of
the Master of Physics program
Frequency of offer
summer semester
Duration
1 semester
Work load
lectures: 30h
exercises: 15h
self-study: 75h
- 45h (lectures, exercises)
- 15h solving of physical problems
- 15h exam preparation
total work load: 120h
Language
English
Prerequisites
none
Exam prerequisites
regular participation in lectures and exercises
Requirements to complete written examination at the end of the semester
this submodule
Used media
Blackboard, projector, PC Pool, PowerPoint, VirtualLab
Literature
- E. Hecht and A. Zajac, Optics
- M. Born and E. Wolf, Principles of Optics
- L. Novotny and B. Hecht, Principles of Nano-Optics
Seite 116 von 138
Modulnummer
Modulbezeichnung:
Modulverantwortliche(r):
Dozent(in):
Holography
Prof. Dr. R. Kowarschik
Prof. Dr. R. Kowarschik
Sprache:
englisch
Zuordnung zu den Studiengängen Wahlmodul für den Studiengang MA Physik im Wahlfach „Optik“
im 2. Semester
Häufigkeit des Angebots (Zyklus)
Sommersemester
Dauer des Moduls:
Lehrform / SWS:
1 Semester
Vorlesung: 2 SWS
Seminar: 1 SWS
Präsenzstunden: Vorlesung: 30, Seminar: 15 (empfohlen)
Selbststudium: Nacharbeit (Vorlesung, Seminar): 45
Lösen von Problemstellungen::15 (empfohlen)
Prüfungsvorbereitung: 15
Gesamtarbeitsaufwand: 120 Stunden
Arbeitsaufwand:
Leistungspunkte:
Voraussetzungen:
Lernziele / Kompetenzen:
4
Module Elektrodynamik und Grundkonzepte der Optik empfohlen
- Vermittlung der grundlegenden Begriffe, Phänomene, Methoden
und Anwendungen der Holographie;
- Entwicklung von Fähigkeiten zum selbständigen Lösen von
Problemen und Aufgaben aus diesem Gebiet;
Inhalt:
- Holographische Aufnahme und Rekonstruktion
- Eigenschaften holographischer Abbildungen
- Hologrammtypen und Speichermedien
- Digitale Holographie
- Anwendungen (Informationsspeicherung und –verarbeitung,
Displays, Messtechnik)
Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen)
Aktive Teilnahme an den Seminaren (empfohlen)
Voraussetzung für die Vergabe
von Leistungspunkten (Prüfungsform):
Schriftliche oder mündliche Prüfung (wird zu Vorlesungsbeginn
bekannt gegeben)
Medienformen:
Literatur:
Medienunterstützte Vorlesung z. T. mit Experimenten
Lauterborn et al., Kohärente Optik, Bergmann/Schäfer, Optik,
Hecht, Optik, Ackermann/Eichler, Holography, Caulfield, Handbook of Holography
Seite 117 von 138
Submodule number
ASP_MP_S1.1
Submodule name
Applied laser technology I –Laser as a probe
Submodule coordinator
Prof. Dr. Herbert STAFAST and Dr. Wolfgang PAA
Learning objectives
In a selected number of topics out of the broad field of laser applications, the
students should acquire knowledge in laser diagnostics (remote and microscopic, cw and ultrafast), spectroscopy, metrology, and sensing.
Content
Applied Laser Technology using the laser as a probe for diagnostics (remote
and microscopic, cw and ultrafast), spectroscopy, metrology, and sensing
Course type
lectures: 2h/week
exercises: 1h/week
ECTS credits
4
Category
submodule which can be elected out of the list of offered submodules in module Specialization I according to the student's education objectives
Usability
submodule being part of module Specialization I in the 2nd semester of the
Master of Photonics program
Frequency of offer
summer semester
Duration
1 semester
Work load
lectures:
30 h
exercises/seminars: 15 h
self study :
75 h
- 45 h (lectures, exercises)
- 15 h solving of physical problems
- 15 h exam preparation
total workload: 120 h
Language
English
Prerequisites
Basic knowledge of lasers and general physics
Exam prerequisites
Successful participation in exercises/seminars
Requirement to complete Successful completion of exercises /Seminar and exam (written or oral)
this submodule
Used media
Media supports lectures and exercises/seminar
Literature
Laser Spectroscopy, W. Demtröder, Springer
Seite 118 von 138
Modulnummer
Modulbezeichnung:
Angewandte Lasertechniken – Laser als Sonde
Modulverantwortliche(r):
Prof. H. Stafast
Dozent(in):
Prof. H. Stafast / Dr. W. Paa
Sprache:
Deutsch (bei Bedarf auch in Englisch)
Zuordnung zu den Studiengängen
Physikalisches Wahlfach für
Lehrform / SWS:
Vorlesung: 2 SWS
2. Semester Studiengang Physik „Master of Science“
Übung:
Arbeitsaufwand:
1 SWS (2 Std zwei-wöchentlich)
Präsenzstunden: Vorlesung: 30
Übung: 15 (empfohlen)
Selbststudium:
Nacharbeit (Vorlesung, Übung): 30 bzw. 90
Lösen von Übungsaufgaben: 45 (empfohlen)
Gesamtarbeitsaufwand: 120 Stunden
Leistungspunkte
4
Voraussetzungen:
Grundlagen der Laserphysik und allgemeine Physik
Lernziele / Kompetenzen:
Nach dem erfolgreichen Abschluss des Moduls verfügt der Studierende über vertiefte Kenntnisse auf nachfolgenden Gebieten:
Diagnostik, Spektroskopie, Metrologie und optische Sensorik,
Mikroskopie
Ausgewählte Laseranwendungen:
Der Laser als Sonde: Diagnostik (kontaktfrei. große Distanz und
mikroskopisch, kontinuierlich und ultraschnell), Messtechnik,
Spektroskopie, Sensorik, Lasermikroskopie
Inhalt:
Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen)
Erfolgreiche Teilnahme an Übungen bzw. Seminarvortrag (empfohlen)
Voraussetzung für die Vergabe
von Leistungspunkten (Prüfungsform):
Bestandene Abschlussprüfung (Klausur oder Kolloquium; Nachprüfungen: Nachklausur oder Kolloquium)
Medienformen:
Medienunterstützte Vorlesungen und Seminare mit Übungen
Literatur:
Laser Spectroscopy, W. Demtröder, Springer
Molekülphysik und Quantenchemie, H. Haken u H. C. Wolf,
Springer
Seite 119 von 138
Number
ASP_MP_S1.11
Name
Optoelectronics
Coordinator
Prof. Dr. Frank SCHMIDL
Learning objectives
In this course the student will learn the fundamentals of semiconductor optical devices such as photodiodes, solar cells, LEDs, laser diodes and semiconductor optical amplifiers.
Content
-
Course type
lectures: 2h/week
exercises: 1h/week
ECTS credits
4
Category
submodule which can be elected out of the list of offered submodules in
module Specialization I according to the student's education objectives
Usability
this submodule is part of the module Specialization I in the 2nd semester of
the Master of Photonics program
Frequency of offer
summer semester
Duration
1 semester
Work load
lectures: 30h
exercises: 15h
self-study: 75h
- 45h (lectures, exercises)
- 15h solving pf physical problems
- 15h exam preparation
total work load: 120h
Language
English
Prerequisites
none
Exam prerequisites
regular participation in lectures and exercises
Waveguides
Semiconductors
Photodiodes
Light emitting diodes
Semiconductor optical amplifier
Requirements to complete written examination at the end of the semester
this submodule
Used media
blackboard and electronic presentations
Literature
- list of selected publications given during the lecture
Seite 120 von 138
Modulnummer:
Modulbezeichnung :
Modulverantwortliche(r)
Dozent(in):
Sprache:
Zuordnung zu den Studiengängen:
Häufigkeit des Angebots (Zyklus):
Dauer des Moduls:
Lehrform / SWS:
Arbeitsaufwand:
Leistungspunkte (ECTS credits):
Voraussetzungen:
Lernziele/Kompetenzen:
Inhalte:
71339 + 71340
XUV Optics
Prof. Dr. Christian Spielmann
Prof. Dr. Christian Spielmann
englisch
Master Physik , Master Photonics
Jährlich im Sommersemester
1 Semester
Vorlesung 2 SWS, Seminar 1 SWS:
Präsenzstunden: Vorlesung: 30
Seminar: 15
Selbststudium: Nacharbeit: 45
Prüfungsvorbereitung: 30
Gesamtarbeitsaufwand: 120 Stunden
4
Kenntnisse auf dem Gebiet der Optik, Atomphysik, Laserphysik
- Vermittlung der grundlegenden optischen Eigenschaften
von kurzwelliger Strahlung
- Vermittlung von Wissen über Auslegung röntgenoptischer
Komponenten
- Befähigung zum selbstständigen Lösen röntgenoptischer
Fragestellungen
1. Eigenschaften von Röntgenstrahlung
2. Wechselwirkung Röntgenstrahlung Materie
3. Synchrotron und Freie Elektronen Laser
4. Lasergenerierte Röntgenstrahlung
5. Bauelemente der Röntgenoptik
6. Anwendungen von Röntgenstrahlung
Voraussetzung für die Zulassung zur
Teilnahme an Seminar
Modulprüfung
Voraussetzung für die Vergabe von Leis- Klausur oder mündliche Abschlussprüfung
tungspunkten (Prüfungsformen):
(Art der Prüfung wird zu Beginn des Moduls bekannt gegeben)
Medienformen:
Tafel, schriftl. Begleitmaterial, Overhead-Projektor, Beamer;
Empfohlene Literatur:
D. Attwood Soft x-rays and extreme ultraviolet radiation
Seite 121 von 138
Modulnummer:
Modulbezeichnung :
Modulverantwortliche(r)
Dozent(in):
Sprache:
Zuordnung zu den Studiengängen:
Häufigkeit des Angebots (Zyklus):
Dauer des Moduls:
Lehrform / SWS:
Arbeitsaufwand:
Leistungspunkte (ECTS credits):
Voraussetzungen:
Lernziele/Kompetenzen:
Inhalte:
71342 + 71344
Moderne Methoden der Spektroskopie
Prof. Dr. Christian Spielmann
Prof. Dr. Christian Spielmann
Deutsch
Master Physik
Jährlich im Sommersemester
1 Semester
Vorlesung 2 SWS, Seminar 1 SWS:
Präsenzstunden: Vorlesung: 30
Seminar: 15
Selbststudium: Nacharbeit: 45
Prüfungsvorbereitung: 30
Gesamtarbeitsaufwand: 120 Stunden
4
Kenntnisse auf dem Gebiet der Optik, Atomphysik, Laserphysik
- Vermittlung vom Methoden der Spektroskopie basierend
auf neuen Entwicklungen in der Optik
- Vermittlung von Wissen über Auslegung eines spektroskopischen Experiments
- Befähigung zum selbstständigen Lösen spektroskopischer
Fragestellungen
1. Grundlagen Licht-Materiewechselwirkung
2. Experimentelle Hilfsmittel der Spektroskopie
3. Laserspektroskopie
4. Zeitaufgelöste Spektroskopie
5. Laserkühlung
6. THz- und Röntgenspektroskopie
7. Photoelektronspektroskopie
8. Anwendungen von Laserspektroskopie in Physik, Chemie, Medizin
Voraussetzung für die Zulassung zur
Teilnahme an Seminar
Modulprüfung
Voraussetzung für die Vergabe von Leis- Klausur oder mündliche Abschlussprüfung
tungspunkten (Prüfungsformen):
(Art der Prüfung wird zu Beginn des Moduls bekannt gegeben)
Medienformen:
Tafel, schriftl. Begleitmaterial, Overhead-Projektor, Beamer;
Empfohlene Literatur:
Seite 122 von 138
Number
ASP_MP_S1.11
Name
Micro/nanotechnology
Coordinator
PD Dr. Uwe ZEITNER
Learning objectives
In this course the student will learn about the fundamental fabrication technologies which are used in microoptics and nanooptics. This includes an
overview of the physical principles of the different lithography techniques,
thin film coating and etching technologies. After successful completion of the
course the students should have a good overview and understanding of the
common technologies used for the fabrication of optical micro- and nanostructures. They know their capabilities and limitations.
Content
The course will cover an introduction into the following topics:
- demands of micro- and nano-optics on fabrication technology
- basic optical effects of micro- and nano-structures and their description
- typical structure geometries in micro- and nano-optics
- coating technologies
- lithography (photo-, laser-, electron-beam) and its basic physical
principles
- sputtering and dry etching
- special technologies (melting, reflow, …)
- applications and examples
Course type
lectures: 2h/week
exercises: 1h/week
ECTS credits
4
Category
submodule can be elected out of the list of offered submodules in the module
Specialization I according to the student's education objectives
Usability
this submodule is part of the module Specialization I in the 2nd semester of
the Master of Photonics program
Frequency of offer
summer semester
Duration of submodule
1 semester
Work load
lectures: 30h
exercises: 15h
self-study: 75h
- 45h (lectures, exercises)
- 15h solving of physical problems
- 15h exam preparation
total work load: 120h
Language
English
Prerequisites
none
Exam prerequisites
regular participation in lectures and exercises
Requirements to complete written or oral examination at the end of the semester (will be specified durthis submodule
ing the lecture)
Used media
blackboard and electronic presentations
Literature
will be announced during lectures
Seite 123 von 138
Number
Name
Coordinator
Learning objectives
Content
Course type
ECTS credits
Category
Usability
Frequency of offer
Duration
Work load
Language
Prerequisites
Exam prerequisites
Requirements to complete
this submodule
Used media
Literature
ASP_MP_S1.10
Introduction to nanooptics
Prof. Dr. Thomas PERTSCH
The course aims at an introduction to the broad research field of nanooptics
using an approach which is oriented on experiments. The students will learn
about different concepts which are applied to control light at subwavelength
spatial dimensions. Furthermore they will learn how light and nanostructures
can be used to investigate physical phenomena with a spatial resolution not
accessible with standard far field approaches to microscopy. After successful
completion of the course the students should be capable of understanding
present problems of the research field and should be able to solve basic
problems using advanced literature.
The course will cover a basic introduction to the following topics:
- Surface-plasmon-polaritons
- Plasmonics
- Technologies of nanooptics
- Scanning nearfield optical microscopy
- Photonic Nanomaterials / metamaterials
- Optical nanoemitters
lectures: 2h/week
exercises: 1h/week
4
submodule which can be elected out of the list of offered submodules in
module Specialization 1 according to the student's education objectives
submodule being part of module Specialization 1 for the study in Photonics in
the 2nd semester
summer semester
1 semester
lectures:
30 h
exercises:
15 h
self study :
45 h (lectures, exercises)
15 h solving of physical problems
15 h exam preparation
total workload: 120 h
English
fundamental knowledge on modern optics and condensed matter physics as
usually obtained in the modules Adjustment and Fundamentals
regular participation in lectures and exercises
written examination at the end of the semester (90 min duration)
blackboard and electronic presentations
- P. Prasad, Nanophotonics, Wiley 2004
- L. Novotny and B. Hecht, Principles of Nano-Optics, Cambridge 2006
- list of selected journal publications given during the lecture
Seite 124 von 138
Number
ASP_MP_S1.9
Name
Image processing
Coordinator
Prof. Dr. Joachim DENZLER
Learning objectives
The course covers the fundamentals of digital image processing. Based on
this the students should be able to identify standard problems in image processing to develop individual solutions for given problems and to implement
image processing algorithms for use in the experimental fields of modern
optics.
Content
- Digital image fundamentals (Image Sensing and Acquisition, Image
Sampling and Quantization)
- Image Enhancement in the Spatial Domain (Basic Gray Level
Transformations, Histogram Processing, Spatial Filtering)
- Image Enhancement in the Frequency Domain (Introduction to the Fourier-
Transform and the Frequency Domain, Frequency Domain Filtering,
Homomorphic Filtering)
- Image Restoration (Noise Models, Inverse Filtering, Geometric Distortion)
- Color Image Processing Image Segmentation (Detection of Discontinuities,
Edge Linking and Boundary Detection, Thresholding, Region-Based
Segmentation)
- Representation and Description Applications
Course type
lectures: 2h/week
exercises: 1h/week
ECTS credits
4
Category
submodule can be elected out of the list of offered submodules in module
Specialization I according to the student's education objectives
Usability
this submodule is part of the module Specialization I in the 2nd semester of
the Master of Photonics program
Frequency of offer
summer semester
Duration
1 semester
Work load
lectures: 30h
exercises: 15h
self-study: 75h
- 45h (lectures, exercises)
- 15h solving of physical problems
- 15h exam preparation
total work load: 120h
Language
English
Prerequisites
none
Exam prerequisites
regular participation in lectures and exercises
Requirements to complete written or oral examination at the end of the semester
this submodule
Used media
Blackboard and electronic presentations
Literature
- Gonzalez, Woods, Digital Image Processing, Prentice Hall, 2001
Seite 125 von 138
Number
ASP_MP_S1.5
Name
Design and correction of optical systems
Coordinator
Prof. Dr. Herbert GROSS
Learning objectives
This course covers the fundamental principles of classical optical system
design, the performance assessment and the correction of aberrations. In
combination of geometrical optics and physical theory the students will learn
the basics to understand optical systems, which can be important for experimental work.
Content
-
Course type
lectures: 2h/week
exercises: 1h/week
ECTS credits
4
Category
submodule can be elected out of the list of offered submodules in module
Specialization I according to the student's education objectives
Usability
this submodule is part of the module Specialization I in the 2nd semester of
the Master of Photonics program
Frequency of offer
summer semester
Duration
1 semester
Work load
lectures: 30h
exercises: 15h
self-study: 75h
- 45h (lectures, exercises)
- 15h solving of physical problems
- 15h exam preparations
total work load: 120h
Language
English
Prerequisites
basic geometrical and physical optics
Exam prerequisites
regular participation in lectures and exercises
Requirements to complete
this submodule
Written examination at the end of the semester
Used media
electronic presentations
Literature
- list of literature will be given during the lecture
Basic technical optics
Paraxial optics
Imaging systems
Aberrations
Performance evaluation of optical systems
Correction of optical systems
Optical system classification
Special system considerations
Seite 126 von 138
Number
ASP_MP_S1.3
Name
Coherence theory and applications
Coordinator
Prof. Dr. Richard KOWARSCHIK
Learning objectives
In this course the students should learn how to understand and describe the
coherence properties of classical optical fields and which information can be
drawn from the measurement of coherence parameters.
Content
-
Course type
lectures: 2h/week
exercises: 1h/week
ECTS credits
4
Category
submodule can be elected out of the list of offered submodules of module
Specialization I according to the student's education objectives
Usability
this submodule is part of the module Specialization I in the 2nd semester of
the Master of Photonics program
Frequency of offer
summer semester
Duration
1 semester
Work load
lectures: 30h
exercises: 15h
self-study: 75h
- 45h (lectures, exercises)
- 15h solving of physical problems
- 15h exam preparation
total work load: 120h
Language
English
Prerequisites
none
Exam prerequisites
regular participation in lectures and exercises
Temporal and spatial coherence
Complex representation of polychromatic fields
Coherence function; degree of coherence
Propagation of the coherence function
Intensity correlation
Fourier spectroscopy
Transfer functions of coherent and incoherent systems
Resolution criteria
Wigner function
Requirements to complete written examination at the end of the semester
this submodule
Used media
blackboard, overhead projector, computer based demonstrations, written
supplementary material
Literature
Born/Wolf, Principles of Optics
Seite 127 von 138
Modulnummer
Modulbezeichnung:
Modulverantwortliche(r):
Dozent(in):
128.3407
Ultrafast optics
Prof. S. Nolte
Prof. S. Nolte
Sprache:
Zuordnung zu den Studiengängen
english
Wahlpflichtmodul für den Studiengang MSc Physik (3. Semester)
im Wahlfach „Optik“
Physikalisches Wahlpflichtfach im modularisierten Studiengang
Physik-Diplom / Techn. Physik (9. Semester)
Elective submodule in the course of studies MSc Photonics
(3rd semester)
Häufigkeit des Angebots:
Dauer des Moduls
Lehrform / SWS:
winter semester
1 semester
lectures: 2h/week
exercises: 1h/week
lectures: 30h
exercises: 15h
self-study: 75h
- 45h (lectures, exercises)
- 15h solving of physical problems
- 15h exam preparation
total work load: 120h
4
The students should have a basic understanding of laser physics
and modern optics.
The aim of this course is to provide a detailed understanding of
ultrashort laser pulses, their mathematical description as well as
their application. The students will learn how to generate, characterize and use ultrashort laser pulses. Special topics will be
covered during the seminars.
- Introduction to ultrafast optics
- Fundamentals
- Ultrashort pulse generation
- Amplification of ultrashort pulses
- Measurement of ultrashort pulses
- Applications
- Generation of attosecond pulses
regular participation in lectures and seminars
Arbeitsaufwand:
Leistungspunkte:
Voraussetzungen
Lernziele / Kompetenzen:
Inhalt:
Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen)
Voraussetzung für die Vergabe
von Leistungspunkten (Prüfungsform):
Medienformen:
Literatur:
written examination at the end of the semester
blackboard and overhead transparencies
- A. Weiner, Ultrafast Optics
- Diels/Rudolph, Ultrashort Laser Pulse Phenomena
- C. Rulliere, Femtosecond laser pulses
- W. Koechner, Solid-state Laser engineering
- A. Siegman, Lasers
Seite 128 von 138
Modulnummer
Modulbezeichnung:
Kohärenzoptik und optische Informationsverarbeitung
Modulverantwortliche(r):
Prof. Dr. R. Kowarschik, Prof. Dr. H. Bartelt
Dozent(in):
Prof. Dr. R. Kowarschik, Prof. Dr. H. Bartelt
Sprache:
deutsch
Zuordnung zum Curriculum
Wahlpflichtmodul für den Studiengang MA Physik im Wahlfach
„Optik“ im 4. Semester
Lehrform / SWS:
Vorlesung: 2 SWS
Arbeitsaufwand:
Präsenzstunden: Vorlesung: 30 h
Selbststudium:
Nacharbeit der Vorlesung: 60 h
Prüfungsvorbereitung: 30 h
Gesamtarbeitsaufwand: 120 Stunden h
Leistungspunkte:
4
Voraussetzungen:
Lernziele / Kompetenzen:
Vermittlung von grundlegenden Begriffen und Konzepten der
klassischen Beschreibung der Kohärenz
Vermittlung von Kenntnissen über den Einfluß der Kohärenz auf
die Eigenschaften optischer Systeme
Vermittlung von Kenntnissen über Grundprinzipien der optischen
Informationsverarbeitung
Inhalt:
Räumliche und zeitliche Kohärenz, Komplexe Darstellung optischer Felder, Kohärenzfunktion, Messung der Kohärenzfunktion,
Intensitätskorrelation
Partielle Kohärenz in optischen Systemen
Optische Übertragungsfunktionen
Auflösungsvermögen optischer Systeme
Optische Filterung
Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen)
Regelmäßige Teilnahme an Vorlesungen und Übungen, Übungsaufgaben; Detaillierte Festlegungen werden zu Semesterbeginn
bekannt gegeben.
Voraussetzung für die Vergabe
von Leistungspunkten (Prüfungsform):
Klausur oder mündliche Prüfung (Art der Prüfung wird zu Beginn
des Moduls bekannt gegeben)
Medienformen:
Medienunterstützte Vorlesung mit Demonstrationsexperimenten
und mit Übungen oder Seminar
Literatur:
Lehrbücher der Optik von Born/Wolf, Hecht, Klein/Furtak
Seite 129 von 138
Modulnummer
Modulbezeichnung:
Faseroptik
Modulbezeichnung (engl.):
Fiber Optics
Modulverantwortliche(r):
Prof. Dr. H. Bartelt
Dozent(in):
Prof. Dr. H. Bartelt
Sprache:
deutsch
Zuordnung zu den Studiengängen
Wahlpflichtmodul für den Studiengang MA Physik im Wahlfach
„Optik“ im 4. Semester
Lehrform / SWS:
Vorlesung: 2 SWS
Übung:
Arbeitsaufwand:
1 SWS
Präsenzstunden: Vorlesung: 30
Übung: 15
Selbststudium:
Nacharbeit (Vorlesung, Übung): 30
Lösen von Übungsaufgaben: 45
Gesamtarbeitsaufwand: 120 Stunden
Leistungspunkte:
4
Voraussetzungen
Inhalt:
- Vermittlung des Aufbaus und der grundlegenden Eigenschaften
optischer Fasern
- Kenntnisse zu unterschiedlichen Fasertypen und deren
Anwendungen (Telekommunikation und Sensorik)
- Befähigung zum selbstständigen Arbeiten mit optischen Fasern
Optische Fasern
Strahlenoptische Beschreibung
Wellenoptische Beschreibung
Eigenschaften, Herstellung und Charakterisierung
Spezielle Faserkomponenten
Optische Telekommunikation
Optische Fasersensorik
Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen)
Regelmäßige Teilnahme an Vorlesungen und Übungen, Übungsaufgaben; Detaillierte Festlegungen werden zu Semesterbeginn
bekannt gegeben.
Voraussetzung für die Vergabe
von Leistungspunkten (Prüfungsform):
Klausur oder mündliche Prüfung (Art der Prüfung wird zu Beginn
des Moduls bekannt gegeben)
Medienformen:
Tafel, schriftl. Begleitmaterial, Overhead-Projektor, Beamer
Literatur:
Fachbücher zu optischen Fasern und deren Anwendungen Snyder/Love, Okamoto, Harrington, Agrawal, Culshaw/Dakin
Lernziele / Kompetenzen:
Seite 130 von 138
Modulnummer
Modulbezeichnung:
Modulverantwortliche(r):
Dozent(in):
Photonic Materials – Basics and Applications
Sprache:
Zuordnung zu den Studiengängen
english
Wahlpflichtmodul für den Studiengang MSc Physik (1./2. Semester)
im Wahlfach „Optik“
Elective submodule in the course of studies MSc Photonics
(3rd semester)
summer semester only
Häufigkeit des Angebots:
Dauer des Moduls
Lehrform / SWS:
Arbeitsaufwand:
Leistungspunkte:
Voraussetzungen
Lernziele / Kompetenzen:
Inhalt:
Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen)
Voraussetzung für die Vergabe
von Leistungspunkten (Prüfungsform):
Medienformen:
Literatur:
Prof. Dr. Markus A. Schmidt
Prof. Dr. Markus A. Schmidt
1 semester
lectures: 2h/week
exercises: 1h/week
lectures: 30h
exercises: 15h
self-study: 75h
45h (lectures, exercises)
15h solving of physical problems
15h exam preparations
total work load: 120h
4
None
The aim of this course is to present a comprehensive overview about
the materials used in photonics. After an introduction to important parameters and physical principles, all material classes are discussed
separately in a single chapter. Each chapter will reveal the basic optical
properties of the material and its major application area in photonics
(e.g. silica glass – optical fibers). This lecture will provide the students
a base for many of their 3rd semester courses.
1. interaction of light and matter
2. most important material properties in photonics
3. dielectric crystals and glasses
4. polymers
5. semiconductors
6. metals
regular participation in lectures and exercises
The form of the exam will be announced at the beginning of the semester. Either written examination at the end of the semester (90 min duration) or oral exam (15-20 min).
blackboard, beamer, overhead projector, written supplementary material
J. D. Jackson Electrodynamics
A. Yariv
Optical Electronics in Modern Communications
Born/Wolf
Principles of Optics
Seite 131 von 138
Modulnummer
Modulbezeichnung:
Fundamentals of Quantum Optics
Modulverantwortliche(r):
Prof. A. Szameit
Dozent(in):
Dr. M. Ornigotti / T. Richardt
Sprache:
English
Zuordnung zu den Studiengängen
Optional course for the Master of Science in Physics
Häufigkeit des Angebots (Zyklus)
Every second semester
Dauer des Moduls:
1 Semester
Lehrform / SWS:
Lectures:
2 SWS
Exercise sessions:
1 SWS
Arbeitsaufwand:
Classes:
Lectures: 30
Exercises: 15 (recommended)
Selfstudy:
Rework (Lectures, Exercises): 30 and 90
Solution of assignments: 45 (recommended)
Total workload: 120 hours
Leistungspunkte
4
Voraussetzungen:
Optics, Electrodynamics, Quantum Mechanics
Lernziele / Kompetenzen:
Goals: quantization of the free electromagnetic field, representation of the quantum states of light and their statistics, light matter
interaction at the quantum level (Jaynes-Cummings model), introduction to nonlinear quantum optics and quantum information
Chapter 1: quantization oft he free electromagnetic field, Chapter
2: nonclassical states of light and their statistics, Chapter 3:The
Jaynes-Cummings model, Chapter 4: Nonlinear optics, Chapter 5:
Quantum Information
Inhalt:
Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen)
Successful participation in the exercise sessions
Voraussetzung für die Vergabe
von Leistungspunkten (Prüfungsform):
Passed the final examination (written or oral exams)
Medienformen:
Media-supported lectures and seminars with exercises
Literatur:
Loudon – The Quantum Theory of Light
Gerry/Knight – Introductory Quantum Optics
Mandel/Wolf – Optical Coherence and Quantum Optics
Seite 132 von 138
Nichtphysikalisches Wahlfach – Philosophie
1. Semester
Modulnummer
BA-Phil 1.2
Modulbezeichnung:
Logik und Argumentationslehre
Modulverantwortliche(r):
PD Dr. Peter Bernhardt
Dozent(in):
Sprache:
deutsch
Zuordnung zu den Studiengängen: Nichtphysikalisches Wahlfachmodul für den Studiengang MA Physik im 1. Semester
Lehrform / SWS:
Vorlesung, Übung und Selbststudium
Arbeitsaufwand:
Präsenzstunden: Vorlesung: 45, Seminar: 15
Selbststudium einschließlich Prüfungsvorbereitung: 240
Gesamtarbeitsaufwand: 300 Stunden
Dauer des Moduls:
1 Semester
Leistungspunkte
10
Voraussetzungen:
keine
Lernziele / Kompetenzen:
Einübung in formales Schließen und Argumentieren. Überblick über
die Möglichkeiten logischer Sprachanalyse im Vergleich mit
rhetorischer und poetischer Sprachanalyse. Studierende erhalten
eine methodische Orientierung über die Stellung ihrer jeweiligen
Fächer in der Landschaft der Wissenschaften. Unterstützt wird so
die kritische Selbstbesinnung der Disziplinen in ihren eigenen
Einführungsveranstaltungen.
Inhalt:
Die Studierenden erhalten in der Vorlesung eine Einführung in die
logische Sprachanalyse und in die Prüfung von Argumentationen.
Dabei finden im Vergleich mit den logischen Strukturen auch
rhetorische und poetische Elemente der Sprache wie insbesondere
Metaphern Berücksichtigung.
Voraussetzungen für die ZulasBearbeitung von Übungsaufgaben
sung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen)
Voraussetzung für die Vergabe von Klausur zur Vorlesung (90 Min., unbenotet)
Leistungspunkten (Prüfungsform):
Medienformen:
Literatur:
G. Gabriel, Einführung in die Logik, IKS, 2. Aufl. Jena 2006
Seite 133 von 138
Modulnummer
MA-Phil 1.3
Modulbezeichnung:
Bildtheorie und Ästhetik
Modulverantwortliche(r):
Prof. Dr. Lambert Wiesing
Dozent(in):
Sprache:
deutsch
Zuordnung zu den Studiengängen: Nichtphysikalisches Wahlfachmodul für den Studiengang MA Physik im 1. Semester, die Teilnehmerzahl in den Seminaren ist begrenzt
Lehrform / SWS:
Zwei Graduiertenseminare oder Vorlesung und Graduiertenseminar
sowie Selbststudium
Arbeitsaufwand:
Präsenzstunden: Vorlesung: 30, Seminar: 30
Selbststudium einschließlich Prüfungsvorbereitung: 240
Gesamtarbeitsaufwand: 300 Stunden
Dauer des Moduls:
1 Semester
Leistungspunkte
10
Voraussetzungen:
keine
Lernziele / Kompetenzen:
Die Fähigkeit zur eigenständigen Behandlung und Bewertung
bildtheoretischer und ästhetischer Fragestellungen unter
historischen und systematischen Gesichtspunkten, einschließlich
der Kompetenz, deren Relevanz sowohl für die
kulturwissenschaftliche Forschung als auch für die Entwicklung der
modernen Gesellschaft in interdisziplinärer Hinsicht vermitteln zu
können. Das Modul qualifiziert in methodischer und inhaltlicher
Hinsicht, sich eigenständig in wissenschaftliche
Forschungsprojekte auf dem Gebiet der Bildtheorie und Ästhetik
einarbeiten zu können
Inhalt:
Gegenstand des Moduls ist das gesamte Themenspektrum der
Bildtheorie und Ästhetik. Es werden systematische Fragen und
historische Zusammenhänge aus den Bereichen der Philosophie
der Medien besonders des Bildes, Philosophie der Wahrnehmung,
des Schönen und der Kunst behandelt; dies geschieht unter
Berücksichtigung sowohl der aktuellen Forschungsergebnisse wie
auch gegenwärtiger Entwicklungen auf dem Gebiet der Medien
und der Kunst.
Voraussetzungen für die ZulasRegelmäßige Teilnahme; zusätzlich können vom Dozenten
sung zur Modulprüfung (Prüfungs- Referat, Protokoll, Kurzessay o.ä. verlangt werden (wird zu Beginn
vorleistungen)
des Seminars bekannt gegeben)
Voraussetzung für die Vergabe von Klausur zur Vorlesung oder zu einem der beiden
Leistungspunkten (Prüfungsform): Graduiertenseminare (90 Min., bewertet mit „bestanden“/„nicht
bestanden“); Abschlussprüfung
Medienformen:
Literatur:
Seite 134 von 138
2. Semester
Modulnummer
MA-Phil 1.4
Modulbezeichnung:
Geschichte der Philosophie
Modulverantwortliche(r):
Prof. Dr. Christoph Halbig
Dozent(in):
Sprache:
deutsch
Zuordnung zu den Studiengängen: Nichtphysikalisches Wahlfachmodul für den Studiengang MA Physik im 2. Semester, die Teilnehmerzahl in den Seminaren ist begrenzt
Lehrform / SWS:
Zwei Graduiertenseminare oder Vorlesung und Graduiertenseminar
sowie Selbststudium
Arbeitsaufwand:
Präsenzstunden: Vorlesung: 30, Seminar: 30
Selbststudium einschließlich Prüfungsvorbereitung: 240
Gesamtarbeitsaufwand: 300 Stunden
Dauer des Moduls:
1 Semester
Leistungspunkte
10
Voraussetzungen:
keine
Lernziele / Kompetenzen:
Exemplarische Vertiefung philosophiegeschichtlicher Kenntnisse;
Sensibilisierung für die geschichtliche Entwicklung und
interdisziplinäre Vernetzung philosophischer Problemlagen im
kulturellen Kontext; Förderung eines reflektierten Bewusstseins für
den historisch-systematischen Zusammenhang philosophischen
Denkens; Befähigung zur eigenständigen Erschliessung
paradigmatischer Texte/Autoren; Ausbildung grundlegender
hermeneutischer Kompetenzen des kritischen Urteilens und
Argumentierens.
Inhalt:
Das Modul „Geschichte der Philosophie“ vermittelt einen vertieften
Einblick in eine ausgewählte Epoche und ihre ideen- und
kulturgeschichtlichen Konstellationen. Dabei geht es insbesondere
darum, die disziplinenübergreifende Vernetzung der Problemfelder
aufzuzeigen und deren jeweils zentrale Fragestellungen,
Innovationen und Konfliktpotentiale anhand der Entwürfe
verschiedener Autoren zu analysieren. (Genauere Erläuterungen
finden sich im Veranstaltungskommentar.)
Voraussetzungen für die Zulasregelmäßige Teilnahme; zusätzlich können vom Dozenten Referat,
sung zur Modulprüfung (Prüfungs- Protokoll, Kurzessay o.ä. verlangt werden (wird zu Beginn des
vorleistungen)
Seminars bekannt gegeben)
Voraussetzung für die Vergabe von Klausur zur Vorlesung oder zu einem der beiden
Leistungspunkten (Prüfungsform): Graduiertenseminare (90 Min., bewertet mit „bestanden“/„nicht
bestanden“); Hausarbeit (ca. 20 Seiten, benotet) oder Klausur (90
Min, benotet) zum Seminar . Die Bewertung geht zu gleichen
Teilen in die Modulnote ein
Medienformen:
Literatur:
s. Veranstaltungskommentar
Seite 135 von 138
Modulnummer
MA-Phil 1.2
Modulbezeichnung:
Theoretische Philosophie
Modulverantwortliche(r):
Prof. Dr. Wolfgang Welsch
Dozent(in):
Sprache:
deutsch
Zuordnung zu den Studiengängen: Nichtphysikalisches Wahlfachmodul für den Studiengang MA Physik im 2. Semester, jährlich, Winter- oder Sommersemester
Lehrform / SWS:
Zwei Graduiertenseminare oder Vorlesung und Graduiertenseminar
sowie Selbststudium
Arbeitsaufwand:
Präsenzstunden: Vorlesung: 30, Seminar: 30
Selbststudium einschließlich Prüfungsvorbereitung: 240
Gesamtarbeitsaufwand: 300 Stunden
Dauer des Moduls:
1 Semester
Leistungspunkte
10
Voraussetzungen:
keine
Lernziele / Kompetenzen:
Vertiefte Auseinandersetzung mit Themen und Fragestellungen
der theoretischen Philosophie. Befähigung zur eigenständigen
Erschließung klassischer Texte sowie zur Durchdringung
komplexer Fragestellungen, Ausbildung grundlegender
Kompetenzen des Urteilens und Argumentierens. Erwerb von
Orientierungswissen und Reflexionskompetenz sowie von analytischer und dialogischer Kompetenz. Zusätzlich:
Forschungskompetenz und Transferkompetenz.
Inhalt:
Gegenstand des Moduls sind Themen aus den Bereichen
Ontologie, Metaphysik, Epistemologie, Sprachphilosophie,
Wissenschaftstheorie, Anthropologie, Naturphilosophie,
Kulturphilosophie und Ästhetik in systematischer und historischer
Perspektive. Es findet eine vertiefte Auseinandersetzung mit
ausgewählten Problemfeldern unter Berücksichtigung aktueller
Forschungsliteratur statt. Im Selbststudium erfolgt eine zusätzliche
Auseinandersetzung mit Texten aus dem Gebiet der theoretischen
Philosophie. (Genauere Erläuterungen dazu finden sich im
Veranstaltungskommentar.)
Voraussetzungen für die Zulasregelmäßige Teilnahme; zusätzlich können vom Dozenten Referat,
sung zur Modulprüfung (Prüfungs- Protokoll, Kurzessay o.ä. verlangt werden (wird zu Beginn des Sevorleistungen)
minars bekannt gegeben)
Voraussetzung für die Vergabe von Klausur zur Vorlesung oder zu einem der beiden
Leistungspunkten (Prüfungsform): Graduiertenseminare (90 Min., bewertet mit „bestanden“/„nicht
bestanden“); Hausarbeit (ca. 20 Seiten, benotet) oder Klausur (90
Min., benotet) Die Bewertung geht zu gleichen Teilen in die
Modulnote ein
Medienformen:
Literatur:
s. Veranstaltungskommentar
Seite 136 von 138
Übergreifende Inhalte
3. Semester
Modulnummer
Modulbezeichnung:
Modulverantwortliche(r):
Einführung in das wissenschaftliche Arbeiten
Dozent(in):
Sprache:
Betreuender Hochschullehrer der jeweiligen Arbeit
Deutsch oder englisch
Prof. Dr. K.-H. Lotze
Zuordnung zu den Studiengängen Pflichtmodul im Studiengang MA Physik im 3. Semester
Lehrform / SWS:
12 SWS, Praktische kreative wissenschaftliche Arbeit unter Anleitung des betreuenden Hochschullehrers, der die Arbeit ausgibt,
und eines wissenschaftlichen Mitarbeiters.
Arbeitsaufwand:
Leistungspunkte:
Voraussetzungen:
Lernziele / Kompetenzen:
Inhalt:
Literaturstudium: 110 h
Wissenschaftliche Tätigkeit: 300 h
Präsentation anfertigen: 40 h
Gesamtarbeitsaufwand: 450 Stunden
15
keine
Selbständiges Erarbeiten von Kenntnissen aus der internationalen
Fachliteratur
Kritisches Auseinandersetzen mit wissenschaftlichen Ergebnissen
und Ableitung von Schlussfolgerungen für eigene Zielsetzungen
Kennenlernen der Methodik des wissenschaftlichen Arbeitens
durch aktive Mitarbeit an Forschungsaufgaben
Präsentation wissenschaftlicher Ergebnisse
Die möglichen Themen des Moduls können aus allen Teilgebieten
der Physik ausgewählt werden. Es muss ein betreuender Hochschullehrer für das jeweilige Thema an der PhysikalischAstronomischen Fakultät gefunden werden.
Erarbeitung der wissenschaftlichen und technischen Grundlagen
für die Masterarbeit.
Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen)
Bericht über die durchgeführte wissenschaftliche Arbeit, beispielsweise als Präsentation
Voraussetzung für die Vergabe
von Leistungspunkten (Prüfungsform):
Positive Bewertung der Präsentation (ca. 20 Minuten) mit anschließender Diskussion
Medienformen:
Literatur:
Medienunterstützte Präsentation der Ergebnisse
Einschlägige Lehrbücher sowie relevante internationale Fachliteratur in englischer und deutscher Sprache
Seite 137 von 138
Modulnummer
Modulbezeichnung:
Modulverantwortliche(r):
Dozent(in):
Projektplanung zur Masterarbeit
Prof. Dr. K.-H. Lotze
Betreuender Hochschullehrer der jeweiligen Arbeit
Sprache:
Deutsch oder englisch
Zuordnung zu den Studiengängen Pflichtmodul im Studiengang MA Physik im 3. Semester
Lehrform / SWS:
Arbeitsaufwand:
Leistungspunkte:
Voraussetzungen:
Lernziele / Kompetenzen:
Inhalt:
12 SWS, Praktische kreative wissenschaftliche Arbeit unter Anleitung des betreuenden Hochschullehrers, der die Arbeit ausgibt
und eines wissenschaftlichen Mitarbeiters.
Literaturstudium: 200 h
Wissenschaftliche Tätigkeit: 210 h
Präsentation anfertigen: 40 h
Gesamtarbeitsaufwand: 450 Stunden
15
keine
Selbständiges Erarbeiten von Kenntnissen aus der internationalen
Fachliteratur
Kritisches Auseinandersetzen mit wissenschaftlichen Ergebnissen
und Ableitung von Schlussfolgerungen für eigene Zielsetzungen
Ausarbeitung eines wissenschaftlichen Arbeitsplans mit Arbeitszielen
Präsentation wissenschaftlicher Ergebnisse
Das Modul Projektplanung dient der Definition des Inhaltes der
Masterarbeit. Dazu muss mindestens ein Arbeitsthema auf wissenschaftliche Relevanz und Durchführbarkeit analysiert werden.
Die möglichen Themen der Projektplanung können aus allen Teilgebieten der Physik ausgewählt werden. Es muss ein betreuender
Hochschullehrer für das jeweilige Thema an der PhysikalischAstronomischen Fakultät gefunden werden.
Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen)
Abgabe eines Arbeitsplanes für die Masterarbeit, beispielsweise
als Präsentation
Voraussetzung für die Vergabe
von Leistungspunkten (Prüfungsform):
Positive Bewertung einer Präsentation (ca. 20 Minuten) des Arbeitsplanes mit anschließender Diskussion
Medienformen:
Medienunterstützte Präsentation der Ergebnisse der Projektplanung
Einschlägige Lehrbücher sowie relevante internationale Fachliteratur in englischer und deutscher Sprache
Literatur:
Seite 138 von 138
Masterarbeit
4. Semester
Modulnummer
Modulbezeichnung:
Masterarbeit
Modulverantwortliche(r):
Dozent(in):
Sprache:
Prof. Dr. K.-H. Lotze
Betreuender Hochschullehrer der jeweiligen Arbeit
Deutsch oder englisch
Zuordnung zu den Studiengängen Pflichtmodul im Studiengang MA Physik im 4. Semester
Lehrform / SWS:
25 SWS praktische kreative wissenschaftliche Arbeit unter Anleitung des betreuenden Hochschullehrers, der die Arbeit ausgibt
und eines wissenschaftlichen Mitarbeiters.
Arbeitsaufwand:
Leistungspunkte:
Voraussetzungen:
Lernziele / Kompetenzen:
Inhalt:
Literaturstudium: 100 h
Wissenschaftliche Tätigkeit: 500 h
Masterarbeit anfertigen: 250 h
Präsentation: 50 h
Gesamtarbeitsaufwand: 900 Stunden
30
Einführungsprojekt zur Masterarbeit
Selbständiges Erarbeitung von Kenntnissen aus der internationalen Fachliteratur
Wissenschaftliche Arbeit in einem Forscherkollektiv nach einem
Plan
Zusammenfassende Darstellung wissenschaftlicher Ergebnisse in
der Masterarbeit
Präsentation wissenschaftlicher Ergebnisse
Das Thema der Materarbeit wird mit dem Einführungsprojekt festgelegt und kann aus allen Teilgebieten der Physik ausgewählt
werden, die an der Physikalisch-Astronomischen Fakultät von
Hochschullehrern vertreten werden.
Erarbeitung neuer wissenschaftlicher Kenntnisse auf einem Teilgebiet der Physik unter Anleitung.
Voraussetzungen für die Zulassung zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen)
Abgabe der Masterarbeit
Voraussetzung für die Vergabe
von Leistungspunkten (Prüfungsform):
Positive Bewertung der Masterarbeit und der Präsentation der
Ergebnisse (ca. 20 Minuten) mit anschließender Diskussion, wobei
sich die Modulnote zu gleichen Teilen aus den beiden Gutachten
und der mündlichen Präsentation ergibt
Medienunterstützte Präsentation der Ergebnisse der Masterarbeit
Einschlägige Lehrbücher sowie relevante internationale Fachliteratur in englischer und deutscher Sprache
Medienformen:
Literatur:
Document
Kategorie
Kunst und Fotos
Seitenansichten
30
Dateigröße
950 KB
Tags
1/--Seiten
melden