Struktur der Materie 2 (SMNV-2)7.5 ECTS
(englische Bezeichnung: Structure of Matter 2)
(Prüfungsordnungsmodul: Struktur der Materie 2)

Lehrveranstaltungen:

• • Struktur der Materie 2
    (Vorlesung, 3 SWS, Thilo Michel, Do, 11:30 - 14:00, Zoom-Meeting)
  • Übungen zur Struktur der Materie 2, LANV (SMNV-2)
    (Übung, 2 SWS, Thilo Michel et al., Do, 14:00 - 15:30, Zoom-Meeting)

Inhalt:

1. Die chemische Bindung (kovalente Bindung, das Molekülion H₂⁺, das Molekül H₂, ionische Bindung)
2. Molekülstruktur (Valenz-Bindungs-Methode, Molekülorbitale, Elektronegativität)
3. Molekülspektren (Energieniveaus und Spektren von Schwingungen und Rotationen zweiatomiger Moleküle, Spektren bei Übergängen von Elektronen)
4. Bindungen und Strukturen im Festkörper (amorphe Festkörper, Ionenkristalle, Kristalle mit kovalenten Bindungen, Van-der-Waals Kräfte, Wasserstoffbrückenbindung, metallische Bindung, Bravais-Gitter, Kristallstrukturen, Atomradien, Defekte)
5. Spezifische Wärme von Festkörpern (Boltzmann-, Bose-Einstein-, Fermi-Dirac-Verteilung, spezifische Wärme, Theorie von Debye, Fermi-Energie)
6. Bändermodell (Valenz- und Leitungsband, Leiter, Halbleiter, Isolatoren, ohmsches Gesetz, pn-Übergang, Anwendungen)
7. Kernphysik (Aufbau von Atomkernen, Nuklide, Bindungsenergie, Kernmodelle, Weizsäcker-Massenformel, Schalenmodell, Kernpotential, Zerfallsgesetz, Alpha-, Beta-Zerfall, Gammastrahlung, natürliche Zerfallsreihen, C14-Methode, Kernspaltung, Kernfusion)
8.Teilchenphysik (Leptonen, Quarks, Austauschteilchen, Feynman-Diagramme, elektromagnetische Wechselwirkung, schwache Wechselwirkung, starke Wechselwirkung, Farbladung, Mesonen, Baryonen, Erhaltungssätze und Quantenzahlen)

Lernziele und Kompetenzen:

Die Studierenden

• erwerben fundamentale Kenntnisse der Physik der Materie auf dem Niveau für Lehramtskandidaten (nicht vertieft studiert) und Nebenfächler

• lernen die quantenphysikalische Denkweise kennen

• erwerben die Fähigkeit, selbstständig Aufgaben aus den Bereichen der Vorlesung zu lösen

• sind am Schluss qualifiziert, Aufgaben auf dem Niveau des Staatsexamens im Fach Physik (nicht vertieft studiert) in der Einzelprüfung „Aufbau der Materie“ lösen zu können

Literatur:

• Beiser, Atome, Moleküle, Festkörper, Vieweg, 1983

• M. Alonso, E.J. Finn, Quantenphysik und Statistische Physik, Oldenbourg

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:

1. 128#71#H: ab 5. Semester
   (Po-Vers. 2007 | NatFak | Physik (1. Staatsprüfung für das Lehramt an Grundschulen) | Module Fachwissenschaft Physik | Struktur der Materie 2)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Vorlesung und Übung Struktur der Materie 2 (Prüfungsnummer: 65101)

Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 90, benotet

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

Prüfungssprache: Deutsch

Erstablegung: WS 2020/2021, 1. Wdh.: WS 2020/2021 (nur für Wiederholer)

1. Prüfer:

Thilo Michel

Termin: 25.02.2021, 11:45 Uhr, Ort: U1.038, Seminarraum, Regensburger Str. 160, 90478 Nürnberg
Termin: 17.02.2022, 12:30 Uhr, Ort: Seminarraum 2.047, EWF Regensburger Straße, Nürnberg