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Struktur der Materie 2 (SMNV-2)7.5 ECTS (englische Bezeichnung: Structure of Matter 2)
Modulverantwortliche/r: Thilo Michel, Dozenten der experimentellen Physik Lehrende:
Thilo Michel
Start semester: |
WS 2021/2022 | Duration: |
1 semester | Cycle: |
jährlich (WS) |
Präsenzzeit: |
75 Std. | Eigenstudium: |
150 Std. | Language: |
Deutsch |
Lectures:
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Struktur der Materie 2
(Vorlesung, 3 SWS, Thilo Michel, Thu, 11:30 - 14:00, 2.031)
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Übungen zur Struktur der Materie 2, LANV (SMNV-2)
(Übung, 2 SWS, Thilo Michel, Thu, 14:00 - 15:30, 2.031)
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:
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 2021/2022, 1. Wdh.: WS 2021/2022 (nur für Wiederholer)
- Termin: 17.02.2022, 12:30 Uhr, Ort: Seminarraum 2.047, EWF Regensburger Straße, Nürnberg
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