Physik für Werkstofftechnik

Ingenieurwissenschaften und Informatik

Version 14.0 vom 14.12.2022

11B1610

Advanced Physics

• Kunststofftechnik (B.Sc.)
• Kunststofftechnik im Praxisverbund (B.Sc.)
• Werkstofftechnik (B.Sc.)
• Dentaltechnologie (B.Sc.)

1

Die Physik ist eine grundlegende Naturwissenschaft deren Ziesetzung darin besteht, die Gesetzmäßigkeiten der Natur zu verstehen und quantitativ zu beschreiben. Die Physik bildet damit die Grundlage für die gesamte Technik und ist eine wichtige Voraussetzung für die interdisziplinäre Zusammenarbeit zwischen den verschiedenen technischen Teilgebieten. Die Struktur und der Zusammenhalt der Materie bilden die Grundlage für das Verständnis der Werkstoffe und deren Weiterentwicklung. Dabei spielen die Wechselwirkungen zwischen den Teilchen innerhalb der Materie sowie deren Wechselwirkungen mit äußeren Feldern eine dominierende Rolle. Fundierte Kenntnisse in Bezug auf Elektrizität und Magnetismus, Ausbreitung von Wellen, Wechselwirkung von elektromagnetischen Wellen und geladenen Teilchen sowie den Welle - Teilchen - Dualismus sind grundlegende Voraussetzungen für die Methoden der modernen Werkstofftechnik. Im Rahmen dieses Moduls wird dieses Wissen theoretisch vermittelt und in anwendungsbezogenen Experimenten praktisch vertieft.

1. Elektrizitätslehre
   1.1 Elektrostatik
   1.2 Materie im elektrischen Feld
   1.2 Elektrischer Strom und Widerstand
2. Magnetismus
   2.1 Magnetische Feldstärke und Flussdichte
   2.2 Materie im Magnetfeld
   2.3 Magnetische Kraftwirkung, Lorentz-Kraft
   2.4 Elektromagnetische Induktion
3. Wellen
   3.1 Ausbreitung von Wellen
   3.2 Überlagerung von Wellen
4. Wellenoptik
   4.1 Elektromagnetische Wellen und Spektralbereiche
   4.2 Polarisation und Doppelbrechung
   4.3 Interferenz und Beugung, Kohärenz
   4.4 Auflösungsvermögen optischer Geräte
5. Quantenoptik
   5.1 Photoeffekt
   5.2 Welle - Teilchen Dualismus
   5.3 Emission, Absorption und stimulierte Emission-5.4 LASER, Prinzip, Aufbau und Wirkungsweise
6. Ausgewählte Experimente zur Vertiefung des theoretischen Wissens

Wissensverbreiterung
Die Studierenden der Hochschule Osnabrück, die dieses Modul erfolgreich studiert haben, kennen die grundlegenden Gesetzmäßigkeiten der Elektrostatik und Elektrodynamik sowie der Wechselwirkung zwischen geladenen Teilchen und elektrischen sowie magnetischen Feldern. Sie verfügen außerdem über fundierte Kenntnisse in Bezug auf die Ausbreitung und Überlagerung von Wellen. Die Studierenden können dieses Wissen darüber hinaus auf die Phänome der Wellenoptik anwenden und kennen die Grenzen dieser Theorie. Sie kennen außerdem die Kernaussagen der Quantenoptik und können dies am Beispiel des Photoeffekts erklären.
Wissensvertiefung
Die Studierenden der Hochschule Osnabrück, die dieses Modul erfolgreich studiert haben, können physikalische Probleme aus den Teilgebieten Elektrostatik und Elektrodynamik sowie Optik quantitativ beschreiben.
Können - instrumentale Kompetenz
Die Studierenden der Hochschule Osnabrück, die dieses Modul erfolgreich studiert haben, sind in der Lage, physikalische Messungen in den Bereichen Elektrostatik, Elektrodynamik und Optik zu interpretieren und zu bewerten.
Können - kommunikative Kompetenz
Die Studierenden der Hochschule Osnabrück, die dieses Modul erfolgreich studiert haben, können experimentelle Ergebnisse strukturiert darstellen und bewerten.
Können - systemische Kompetenz
Die Studierenden der Hochschule Osnabrück, die dieses Modul erfolgreich studiert haben, können einfache physikalische Experimente in den Fachgebieten Elektrizität und Magnetismus sowie Wellenausbreitung und Optik durchführen.

2 SWS Vorlesung mit Übungen, Praktikum (2 SWS)

Grundlagen Physik

Susoff, Markus Lothar

Susoff, Markus Lothar

5

J. Rybach; Physik für Bachelors, Hanser – Verlag (2008)

P. Dobrinski; Physik für Ingenieure, Vieweg und Teubner (2010)

E. Hering; Physik für Ingenieure, Springer Verlag (2013)

Hausarbeit

Experimentelle Arbeit

1 Semester

Nur Sommersemester

Deutsch