Zweitfach Physik (BPT-MA-Phy)
| |
Fachdidaktische Erkundung des Deutschen Museums [GDP-61] -
- Dozentinnen/Dozenten:
- Angela Fösel, Matthias Ludwig
- Angaben:
- Seminar, ECTS: 5, Gender und Diversity, Fachdidaktische Exkursion im Januar 2021 (11.-15.01.2021) zu Stationen im Raum Erlangen-Nürnberg; mit Begleitseminar
- Termine:
- Zoom-Meeting und Erkundung (in Einzelarbeit!) von aus Sicht der Geschichte der Naturwissenschaft relevanten Stationen im Raum Erlangen-Nürnberg; Anmeldung per StudOn bis 10.09.2020
- Studienrichtungen / Studienfächer:
- PF BPT-MA-Phy ab 1
- Voraussetzungen / Organisatorisches:
- Grundkenntnisse der Physik und der Physikdidaktik
Lehramtsstudierende haben Vorrang gegenüber BSc/MSc Physik/Materialphysik
- Inhalt:
- Das Modul erlaubt anhand eines einwöchigen Aufenthalts im Kerschensteiner Kolleg des Deutschen Museums in München eine Einführung in die Geschichte der Naturwissenschaft und Technik mit Schwerpunkt Physik:
Orientiert an thematischen Schwerpunkten führen Kuratoren des Deutschen Museums die Studierenden durch Ausstellungen oder Abteilungen des Deutschen Museums und diskutieren exemplarisch relevante Fragestellungen der Naturwissenschaftsgeschichte. Geeignete Themen hierzu werden im Vorfeld vom Modulverantwortlichen in Absprache mit den entsprechenden Kuratoren des Museums ausgewählt und vorbereitet.Liste möglicher Themen:
Luftfahrt und Flugphysik
Leonardo da Vinci - Vorbild Natur
Vom Lesestein zum Mikroskop
Ortung und Navigation in der Schiffahrt
Historische Musikinstrumente
Zeitmessung
Geodäsie
Schwarze Kunst: Drucken
Energie und Mobilität - Elektromobilität zwischen Wunsch und Wirklichkeit
Vor Ort wie auch in Nachbereitung der Exkursion erarbeiten sich die Studierenden unter Anleitung des Dozenten Möglichkeiten der Einbindung des Besuchs eines "Museums der Naturwissenschaft und Technik" in den Physikunterricht und stellen diese im Seminar vor. Liste möglicher Themen:
Wissenschaftsgeschichte in der Fachdidaktik und im Physikunterricht
Modellbildung im Physikunterricht
Methodenwerkzeuge für den Besuch eines Museums mit Schulklassen
Unter der Leitung der Didaktik der Physik/FAU nehmen an der Exkursion vor Ort ebenfalls studentische Gruppen der Universitäten Graz und Pilsen teil, so dass das Modul einen internationalen Charakter hat. Lernziele: Die Studierenden
entwickeln ein Verständnis für Wissenschaftsgeschichte
entwickeln Fähigkeiten zur Umsetzung von Wissenschaftsgeschichte im Physikunterricht
lernen Methoden der Modellbildung in der Physik und im Physikunterricht kennen
erfahren ein Verständnis für die Wirkung sehr gut wie auch weniger gut geeigneter Modelle auf jugendliche Museumsbesucher
können selbst einfache Modelle entwickeln im Hinblick auf eine Veranschaulichung von Aufbau oder Funktionsweise physikalisch relevanter Aspekte
lernen geeignete Methodenwerkzeuge für einen Besuch eines Museums mit einer Schulklasse kennen
- Empfohlene Literatur:
- [1] Leisen, Josef. Wissenschaftsgeschichte in der Fachdidaktik und im Unterricht. Berichte zur Wissenschaftsgeschichte 4 (1981), 155 - 162
[2] Becker, Franz Josef E. u. a. (Hrsg.). Lernen, Erleben, Bilden im Deutschen Museum - Naturwissenschaft und Technik für Studiengruppen. Deutsches Museum 2001
[3] Spezielle Literatur zu den (jährlich wechselnden) thematischen Schwerpunkten in der Exkursionswoche wird unter StudOn bekannt gegeben.
|
| |
Quantenphysik LANV/Optik und Quanteneffekte [QPNV] -
- Dozent/in:
- Günter Zwicknagel
- Angaben:
- Vorlesung, 2 SWS, ECTS: 5
- Termine:
- Fr, 14:00 - 15:30, Zoom-Meeting
Klausur am 14.02.2020 im Hörsaal 2.031
- Studienrichtungen / Studienfächer:
- PF BPT-MA-Phy ab 1
- Voraussetzungen / Organisatorisches:
- für Studierende des Lehramts GS/HS/RS
- Inhalt:
- 1. Situation vor Etablierung der Quantenphysik am Ende des 19. Jh. und Anfang des 20. Jh.
(a) Errungenschaften und offene Fragen der klassischen Physik
(b) Neue Befunde zur Licht-Materie-Wechselwirkung, Welleneigenschaften des Elektrons2. Quantennatur des Lichts
(a) Wellencharakter des Lichts, Beugung und Interferenz am Einfach- und Mehrfachspalt
(b) Teilchencharakter des Lichts:
(c) Strahlung des schwarzen Körpers:
Experimentelle Befunde und Erklärungsversuche im Rahmen der klassischen Physik Wellen/Moden im Hohlraum als Ensemble von harmonischen Oszillatoren Quantenhypothese und Plancksches Strahlungsgesetz
3. Materiewellen
(a) Welleneigenschaften des Elektrons
(b) Materiewellen, De Broglie Wellenlänge, Interferenz von Atomen/Molekülen (z.B. C60)
(c) Interferenzexperimente mit einzelnen Quantenobjekten (Elektronen, Photonen):
Doppelspaltexperimente, Welle-Teilchen Dualismus, stochastische Messergebnisse Strahlteiler und Interferometer
(d) Wahrscheinlichkeitsverteilungen und Wellenfunktionen
(e) Messungen an Quantenobjekten, Veränderung des Zustandes durch Messung
(f) Unbestimmtheitsrelation, Konsequenzen für gebundene Zustände 4. Quantennatur der Atome, quantenhafte Energieaufnahme/-abgabe
(a) Linienspektren, Röntgenspektren, Franck-Hertz Versuch
(b) Existenz diskreter Energiezustände der Atome, Bohrsches Atommodell 5. Schrödingergleichung
(a) Wellengleichungen in der klassischen Physik
(b) Wellengleichung für Materiewellen: Zeitabhängige Schrödingergleichung
(c) Freies Teilchen, Wellenpakete
(d) Stationäre Schrödingergleichung
(e) Zustände/Eigenfunktionen eindimensionaler Systeme:
Gebundene Zustände: Potentialtopf mit unendlich hohen Wänden, endlich tiefer Topf Streuzustände Reflexion und Transmission an Potentialstufen/-barrieren, Resonanzen, Tunneleffekt
(f) Harmonischer Oszillator (1D)
(g) 3D-Potentialtöpfe, 3D harmonischer Oszillator
(h) Wellenfunktionen, Orbitale und Quantenzahlen des Wasserstoffatoms
|
| |
Struktur der Materie 2 [LANV [SMNV-2]] -
- Dozent/in:
- Thilo Michel
- Angaben:
- Vorlesung, 3 SWS, ECTS: 7,5, Klausur: 90 minütig. Weitere Informationen zur Vorlesung unter: https://www.studon.fau.de/studon/goto.php?target=crs_3319553
- Termine:
- Do, 11:30 - 14:00, Zoom-Meeting
- Studienrichtungen / Studienfächer:
- PF BPT-MA-Phy ab 1
- 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)
|
|