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Modultitel: |
Kürzel: |
NPhys.ThEle |
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Pflichtmodul |
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Leistungspunkte: 9 LP |
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Bereich: |
Nebenfach Physik |
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Verantwortlicher Hochschullehrer: |
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Lernziele/Kompetenzen Die
theoretischen Grundlagen der Elektrostatik und Magnetostatik, die allgemeinen
Maxwell-Gleichungen im Vakuum und in Materie; die theoretischen Grundlagen
der Elektrodynamik, Wellenausbreitung, Strahlungserzeugung, relativistische
Invarianz, Symmetrien der Maxwellgleichungen. Die Lehreinheit ist
wissenschaftsorientiert und soll ein breites Verständnis der theoretischen
Physik und ihrer zu Grunde liegenden Prinzipien vermitteln. |
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Lehrveranstaltung |
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Titel LV: |
Theoretische Physik 2a: Elektrodynamik I |
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Pflichtbereich |
Studiensemester: Wintereinstieg: 2 oder 4 Sommereinstieg:
3 |
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Workload: |
Kontaktstunden: 45 |
Selbststudium: 75 |
Gesamt: 120 |
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SWS: |
2 V, 1 Ü |
Gruppengröße Vorlesung: |
60 |
Gruppengröße Übung: |
20 |
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Häufigkeit: |
jährlich |
Angebotssemester: |
Sommersemester |
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Dauer: |
1 Semester |
Sprache: |
Deutsch |
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Lehrinhalte: |
Elektrostatik: Grundgleichungen der Elektrostatik; Vektoranalysis (Rotation, Divergenz, Gaußscher Satz); Skalarpotential, Poissongleichung, Coulombgesetz; Randwertprobleme, Greensche Formeln, Greensche Funktionen; spezielle Lösungen; Spiegelladungen; Kondensatoren, Influenzkoeffizienten; Laplacegleichung in Kugelkoordinaten; Multipolentwicklung von Ladungsdichten und Feldern; elektrostatische Energie Magnetostatik: Grundgleichungen der
Magnetostatik, Vektorpotentiale; Biot-Savart Gesetz; magnetisches Moment;
magnetostatische Energie Maxwellgleichungen:
Maxwellgleichungen im Vakuum, Lorentzkraft; Kontinuitätsgleichung;
Invarianzen Elektrodynamik
in Materie: Polarisation, Dielektrische Verschiebung, Magnetisierung,
magnetische Induktion; Modelle von Materie in elektromagnetischen Feldern;
Randbedingungen an Grenzflächen |
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Lehrformen: |
Vorlesung und Übungen |
Prüfungsformen: |
schriftliche Prüfung |
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Lehrende: |
alle Dozenten der
Theoretischen Physik |
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Anzahl LP: |
4 |
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Voraussetzungen für die Teilnahme: Grundlagen
aus der Analysis I, Grundlagen aus der
Linearen Algebra I, Begleitung durch Grundlagen aus der Analysis II |
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|
Verwendbarkeit über diesen Studiengang hinaus: Bachelor Physik,
Bachelor Angew NW |
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Erwerb der LP in der Lehrveranstaltung: Bestehen der schriftlichen Prüfung |
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Lehrveranstaltung |
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Titel LV: |
Theoretische Physik 2b: Elektrodynamik II |
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Pflichtbereich |
Studiensemester: Wintereinstieg: 3 oder 5 Sommereinstieg: 4 |
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Workload: |
Kontaktstunden: 45 |
Selbststudium: 105 |
Gesamt: 150 |
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SWS: |
2 V, 1 Ü |
Gruppengröße Vorlesung: |
60 |
Gruppengröße Übung: |
20 |
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Häufigkeit: |
jährlich |
Angebotssemester: |
Wintersemester |
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|
Dauer: |
1 Semester |
Sprache: |
Deutsch |
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Lehrinhalte: |
Zeitabhängige Felder:
Faradaysches Induktionsgesetz, Stokesscher Satz; Induktivität,
Induktionskoeffizienten; Homogene Maxwellgleichungen und ebene Wellen;
Brechung von elektromagnetischen Wellen an Grenzflächen; Lösung der
zeitabhängigen Maxwellgleichungen: Eichfelder, Eichfreiheit;
Wellengleichungen, Greensche Funktion; Erzeugung elektromagnetischer
Strahlung; Lienard-Wiechert Potentiale; Energie, Impuls und Drehimpuls des
elektromagnetischen Feldes; Felder von gleichförmig bewegten und von
beschleunigten Ladungen Relativistische
Invarianz: Kontinuierliche Symmetrien,Translationsinvarianz, Lorentzgruppe;
Spezielle Relativitätstheorie, Lorentztransformationen, 4-Vektoren; Kovarianz
der Maxwellgleichungen, Feldstärketensoren Lagrangeformulierung,
Symmetrien und Erhaltungssätze; Prinzip der geringsten Wirkung,
Wirkungsfunktional, Lagrangedichte; Euler-Lagrange-Gleichungen; Symmetrien,
Erhaltungsgrößen, Noether-Theorem; Kanonischer und symmetrischer
Energie-Impuls-Tensor |
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Lehrformen: |
Vorlesung und Übungen |
Prüfungsformen: |
schriftliche Prüfung |
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Lehrende: |
alle Dozenten der
Theoretischen Physik |
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Anzahl LP: |
5 |
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Voraussetzungen für die Teilnahme: Theoretische Physik 2a, Grundlagen aus der
Analysis I und II, Grundlagen aus der
Linearen Algebra I |
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Verwendbarkeit über diesen Studiengang hinaus: Bachelor Physik,
Bachelor Angew NW |
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Erwerb der LP in der Lehrveranstaltung: Bestehen der schriftlichen Prüfung |
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