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Atom- und Festkörperphysik

Modulbezeichnung:
Bezeichnung des Moduls innerhalb des Studiengangs. Sie soll eine präzise und verständliche Überschrift des Modulinhalts darstellen.
Atom- und Festkörperphysik
Modulbezeichnung (engl.): Atomic and Solid-State Physics
Studiengang:
Studiengang mit Beginn der Gültigkeit der betreffenden ASPO-Anlage/Studienordnung des Studiengangs, in dem dieses Modul zum Studienprogramm gehört (=Start der ersten Erstsemester-Kohorte, die nach dieser Ordnung studiert).
Mechatronik/Sensortechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2019
Code: MST2.ATO
SAP-Submodul-Nr.:
Die Prüfungsverwaltung mittels SAP-SLCM vergibt für jede Prüfungsart in einem Modul eine SAP-Submodul-Nr (= P-Nummer). Gleiche Module in unterschiedlichen Studiengängen haben bei gleicher Prüfungsart die gleiche SAP-Submodul-Nr..
P231-0025
SWS/Lehrform:
Die Anzahl der Semesterwochenstunden (SWS) wird als Zusammensetzung von Vorlesungsstunden (V), Übungsstunden (U), Praktikumsstunden (P) oder Projektarbeitsstunden (PA) angegeben. Beispielsweise besteht eine Veranstaltung der Form 2V+2U aus 2 Vorlesungsstunden und 2 Übungsstunden pro Woche.
3V+1P (4 Semesterwochenstunden)
ECTS-Punkte:
Die Anzahl der Punkte nach ECTS (Leistungspunkte, Kreditpunkte), die dem Studierenden bei erfolgreicher Ableistung des Moduls gutgeschrieben werden. Die ECTS-Punkte entscheiden über die Gewichtung des Fachs bei der Berechnung der Durchschnittsnote im Abschlusszeugnis. Jedem ECTS-Punkt entsprechen 30 studentische Arbeitsstunden (Anwesenheit, Vor- und Nachbereitung, Prüfungsvorbereitung, ggfs. Zeit zur Bearbeitung eines Projekts), verteilt über die gesamte Zeit des Semesters (26 Wochen).
5
Studiensemester: 4
Pflichtfach: ja
Arbeitssprache:
Deutsch
Prüfungsart:
Klausur 120 min.

[letzte Änderung 21.01.2020]
Verwendbarkeit / Zuordnung zum Curriculum:
Alle Studienprogramme, die das Modul enthalten mit Jahresangabe der entsprechenden Studienordnung / ASPO-Anlage.

MST2.ATO (P231-0025) Mechatronik/Sensortechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2019 , 4. Semester, Pflichtfach
MST2.ATO (P231-0025) Mechatronik/Sensortechnik, Bachelor, ASPO 01.10.2020 , 4. Semester, Pflichtfach

geeignet für Austauschstudenten mit learning agreement
Arbeitsaufwand:
Der Arbeitsaufwand des Studierenden, der für das erfolgreiche Absolvieren eines Moduls notwendig ist, ergibt sich aus den ECTS-Punkten. Jeder ECTS-Punkt steht in der Regel für 30 Arbeitsstunden. Die Arbeitsstunden umfassen Präsenzzeit (in den Vorlesungswochen), Vor- und Nachbereitung der Vorlesung, ggfs. Abfassung einer Projektarbeit und die Vorbereitung auf die Prüfung.

Die ECTS beziehen sich auf die gesamte formale Semesterdauer (01.04.-30.09. im Sommersemester, 01.10.-31.03. im Wintersemester).
Die Präsenzzeit dieses Moduls umfasst bei 15 Semesterwochen 60 Veranstaltungsstunden (= 45 Zeitstunden). Der Gesamtumfang des Moduls beträgt bei 5 Creditpoints 150 Stunden (30 Std/ECTS). Daher stehen für die Vor- und Nachbereitung der Veranstaltung zusammen mit der Prüfungsvorbereitung 105 Stunden zur Verfügung.
Empfohlene Voraussetzungen (Module):
MST2.PH1 Physik 1
MST2.PH2 Physik 2
MST2.PH3 Physik 3


[letzte Änderung 02.03.2021]
Als Vorkenntnis empfohlen für Module:
Modulverantwortung:
Prof. Dr.-Ing. John Heppe
Dozent/innen:
Prof. Dr. Günter Schultes


[letzte Änderung 02.03.2021]
Lernziele:
Das Ziel ist die Vermittlung von Modellen zum Atomaufbau und zu quantenmechanischen Grundlagen. Darauf aufbauend wird die Struktur von Festkörper und ihre physikalischen Eigenschaften vermittelt. Anhand eines Praktikumsversuches zur Röntgenbeugung und der Vorführung von typischen Anlagen und Geräten der Dünnschichttechnik erfahren und lernen die Studierenden den Praxisbezug der Festkörperphysik kennen.

[letzte Änderung 17.03.2019]
Inhalt:
1. Grundlegende Konzepte
- Atomaufbau und Bohr´sches Atommodell
- Welle-Teilchen Dualismus
- Konzepte der Quantenmechanik, Unschärferelation, Wellenfunktionen, Schrödinger-Gleichung   
 
2. Struktur kristalliner Festkörper
- Chemische Bindung in Festkörpern
- Kristalle und Gitterstrukturen
- Untersuchungen mit Röntgenstrahlen (hierzu auch der Laborversuch)
- Gitterstörungen und Phononen
  
3. Elektrische, magnetische und thermische Eigenschaften von Festkörpern
- Ladungsträger in Festkörpern
- Das Bändermodell des Festkörpers
- Elektrische Leitung in Metallen und Halbleitern
- Dia-, Para- und Ferromagnetismus
- Magnetische Resonanztomographie
- Tiefe Temperaturen, Supraleitung
 
4. Angewandte Festkörperphysik
- Eigene Forschungsarbeiten zu: Hochempfindliche nanoskalige Dünnschichten für Druck- und Kraftsensoren


[letzte Änderung 17.03.2019]
Weitere Lehrmethoden und Medien:
Vorlesung, Übungen, Praktkumsversuch Röntgenbeugung

[letzte Änderung 17.03.2019]
Literatur:
Wolfgang Demtröder, Experimentalphysik 3 Atome, Moleküle und Festkörper, Springer Online-Ressource (XXII, 650S. 706 Abb.. Mit 9 Farbtafeln, online resource)
         
Paul A. Tipler, Gene Mosca ; Peter Kersten, Jenny Wagner (Hrsg.), Physik für Studierende der Naturwissenschaften und Technik, Online-Ressource (XXXII, 1466 Seiten)
 
Peter Wellmann, Materialien der Elektronik und Energietechnik, Springer Online Ressource                      
 


[letzte Änderung 01.03.2021]
 
[Sat Apr 20 09:49:54 CEST 2024, CKEY=m3MST2.ATO, BKEY=mst3, CID=MST2.ATO, LANGUAGE=de, DATE=20.04.2024]