Theoretische Physik 1

Organisationseinheit
Freie Universität Berlin/Physik/Institut für Theoretische Physik

Zugangsvoraussetzungen

Keine

Qualifikationsziele

Die Studentinnen und Studenten können die Begriffe Statik, Kinematik, Bewegung, Bewegungsgleichungen und Lösungen der Bewegungsgleichungen definieren und gegeneinander abgrenzen. Sie kennen den Zusammenhang zwischen der mikroskopischen und der makroskopischen Ebene und sind in der Lage, angemessen zwischen beiden zu wechseln und dies anhand statistischer Betrachtung zu illustrieren. Sie kennen die Bedeutung von Bewegungsgleichungen (gewöhnlichen Differenzialgleichungen) und statistischen Konzepten für die Entwicklung der modernen Physik und können diese im historischen Kontext darstellen. Sie können für einfache Experimente aus dem Bereich der Kinematik die dazu passenden Bewegungsgleichungen aufstellen, klassifizieren und (soweit analytisch möglich) diese auch lösen. Hierbei sind sie in der Lage, Methoden aus der Newtonschen und der analytischen Mechanik miteinander zu vergleichen und situationsgerecht anzuwenden. Sie können auch noch bei komplexen kinematischen Problemen (z. B. chaotischen Systemen oder bei Vielteilchenproblemen) die Lösungswege erkennen und sachgerecht formulieren. Bei analytisch nicht zugänglichen Lösungen sind sie in der Lage, alternative (z. B. numerische oder statistische) Lösungsverfahren zu diskutieren und zu beurteilen. Sie kennen die grundlegenden Konzepte der Energieerhaltung, der statistischen Physik und der thermodynamischen Hauptsätze, der Transformation von Raum und Zeit und der Symmetrien in der Physik und können diese an Beispielen anschaulich illustrieren.

Inhalte

Mechanik und Thermodynamik: Grundlegende Begriffe der Mechanik (Kraft, Energie, Beschleunigung, u. a.) sowie der Thermodynamik und Statistik (Entropie, Hauptsätze). Aufstellen von einfachen Bewegungsgleichungen nach Newton, Aufstellen von komplexen Bewegungsgleichungen mit den Mitteln der analytischen Mechanik, Lösen von Bewegungsgleichungen, Gekoppelte Schwingungen und Akustik, Planetenbewegungen, Bewegung starrer Körper (im Gegensatz zu Punktmassen)

Lehr- und Lernformen

Aktive Teilnahme

Vorlesung
4 SWS
Teilnahme empfohlen

Bearbeiten und Vorrechnen von Übungsaufgaben

Übung
2 SWS
verpflichtete Teilnahme

Bearbeiten und Vorrechnen von Übungsaufgaben

Aufwand

Präsenzzeit V	60 Stunden
Vor- und Nachbereitung V	45 Stunden
Präsenzzeit Ü	30 Stunden
Bearbeitung der Aufgabenblätter	45 Stunden
Prüfungsvorbereitung und Prüfung	30 Stunden

Modulprüfung
Klausur (90 Minuten)

Differenzierte Bewertung
differenzierte Bewertung

Modulsprache
Deutsch

Arbeitsaufwand (Stunden)
210

Leistungspunkte (LP)
7

Dauer des Moduls
Ein Semester

Häufigkeit des Angebots
Einmal im Studienjahr, im Wintersemester

Verwendbarkeit

Physik, Bachelorstudiengang Meteorologie