Modulhandbuch
für den
Bachelor-Studiengang
Angewandte Physik
mit Schwerpunkt Informatik
15. Juli 2026
Inhaltsverzeichnis
1 Studienziele des BSc Studiengangs Angewandte Physik mit Schwerpunkt Informatik 5
2 Einführung, Zusammenfassung und Regelungen 7
2.1 Modul- und Veranstaltungsliste . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2.1.1 Modulübersicht..................................... 8
2.2 Weitere Fächer in der Physik, Informatik oder den Ingenieurwissenschaften . . . . . . . 9
2.3 Bedeutung der Leistungspunkte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2.4 Gute wissenschaftliche Praxis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2.5 Checkliste Leistungspunkte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.6 Exemplarischer Studienverlaufsplan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
3 Bemerkungen zur Modulliste 15
3.1 Leistungspunkte ........................................ 15
3.2 Vergleichbarkeit und Benotung von Veranstaltungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
3.3 Härtefälle ............................................ 16
3.4 Bachelorarbeit ......................................... 16
3.5 Besuch von Master-Vorlesungen während des Bachelorstudiums . . . . . . . . . . . . . . 17
3.6 Anerkennung von Leistungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
3.6.1 Wechsel des Studiengangs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
3.6.2 Leistungen in Auslandssemestern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
3.7 Bewertungskriterien für Bachelorarbeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen 21
4.1 Mathematischer Brückenkurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
4.2 Physik.............................................. 23
4.3 Ingenieurwissenschaften .................................... 35
4.4 Theoretische Physik und Mathematik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
4.5 Seminare ............................................ 55
4.6 Praktika............................................. 57
4.7 Abschlussarbeit......................................... 60
4.8 WahlpflichtPhysik....................................... 62
4.9 Wahlpflicht Ingenieurwissenschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
4.10Wahlpflichtpraktika ...................................... 81
3
1 Studienziele des BSc Studiengangs
Angewandte Physik mit Schwerpunkt
Informatik
Basierend auf der Erklärung der Konferenz der Fachbereiche Physik (beschlossen
8.11.2010; durch kursiv gesetzte Bemerkungen ergänzt):
Ein erfolgreich absolvierter Bachelor-Studiengang soll einerseits einen frühen Einstieg ins Berufsleben
ermöglichen (Berufsbefähigung) und andererseits die Absolventinnen und Absolventen auch zu einem
weiterführenden Studium befähigen. Die Absolventinnen und Absolventen des Bachelor-Studiengangs
Angewandte Physik mit Schwerpunkt Informatik verfügen mit ihren Kenntnissen und Fähigkeiten über
eine Qualifizierung auf solider naturwissenschaftlich-mathematischer Grundlage, über bestimmte über-
fachliche Qualifikationen und über eine hohe Flexibilität, die eine vorzügliche Basis insbesondere für
die weitere Qualifizierung und Spezialisierung darstellt. Die Absolventinnen und Absolventen verfügen
nicht über das tiefgreifende physikalische Verständnis einer Bachelor-Studiengangs Physik Ausbildung,
erlernten aber grundlegende Fertigkeiten von Ingenieuren und Software-Entwicklern. Sie sind daher im
Besonderen geeignet, um neue physikalische Experimente zu entwerfen und aufzubauen, aber auch um
angewandte Forschungsaufgaben in einem industriellen Umfeld durchzuführen. Sie sind prinzipiell zur
Aufnahme eines entsprechenden Masterstudiums geeignet. Im Einzelnen bedeutet das:
1. Sie verfügen über fundierte Kenntnisse in der klassischen Physik (Mechanik, Elektrodynamik,
Thermodynamik, Schwingungen, Wellen und Optik) und sind mit den Grundlagen der Quanten-,
Atom- und Molekül-, Kern-, Elementarteilchen- und Festkörperphysik vertraut.
→Vorlesungszyklus Ex1-3, Ex A-C sowie Theo.Physik.1-2.
2. Sie verfügen über grundlegende Kenntnisse in der technischen Mechanik, Konstruktionsmethodik
und Elektronik
3. Sie verfügen über grundlegende Kenntnisse der Softwareentwicklung, Programmierung und In-
formatik.
→Übungen zu allen Vorlesungen
4. Sie kennen wichtige, in der Physik eingesetzte mathematische Methoden und theoretische Be-
schreibungen von grundlegenden Prozessen.
→Rechenmethoden, Mathematik für Naturwissenschaftler 1-2, Einführende Vorlesungen über
Theoretische Physik
5. Sie haben ihr Wissen exemplarisch auf physikalische Aufgabenstellungen angewandt und teilweise
vertieft und damit einen Grundstein für eine Problemlösungskompetenz erworben.
→Übungen zu allen Vorlesungen
6. Sie sind zu einem prinzipiellen physikalischen Problemverständnis befähigt. In der Regel wird
dies allerdings noch kein tiefergehendes Verständnis aktueller Forschungsgebiete ermöglichen.
7. Sie sind somit in der Lage, physikalische und teilweise auch übergreifende Probleme, die zielorien-
tiertes und logisch fundiertes Herangehen erfordern, auf der Basis wissenschaftlicher Erkenntnisse
5
1 Studienziele des BSc Studiengangs Angewandte Physik mit Schwerpunkt Informatik
selbständig einzuordnen und durch Einsatz naturwissenschaftlicher und mathematischer Metho-
den zu analysieren bzw. zu lösen.
→Übungen zu allen Vorlesungen, Bachelorarbeit
8. Sie sind mit den Grundprinzipien des Experimentierens vertraut, können moderne physikalische
Messmethoden einsetzen und sind in der Lage, die Aussagekraft der Resultate richtig einzuschät-
zen.
→Praktika
9. Sie sind befähigt, ihr Wissen auf unterschiedlichen Gebieten einzusetzen und in ihrer beruflichen
Tätigkeit verantwortlich zu handeln. Dabei können sie auch neue Tendenzen auf ihrem Fachgebiet
erkennen und deren Methodik —- gegebenenfalls nach entsprechender Qualifizierung –– in ihre
weitere Arbeit einbeziehen.
10. Sie können das im Bachelorstudium erworbene Wissen ständig eigenverantwortlich ergänzen und
vertiefen. Sie sind mit dazu geeigneten Lernstrategien vertraut (lebenslanges Lernen); insbeson-
dere sind sie prinzipiell zu einem konsekutiven Masterstudium befähigt.
→Vor- und Nacharbeiten von Vorlesungen, Prüfungsvorbereitung, Tutorien
11. Sie haben in ihrem Studium erste Erfahrungen mit überfachlichen Qualifikationen (z. B. Zeit-
management, Lern- und Arbeitstechniken, Kooperationsbereitschaft, Teamfähigkeit, Kommuni-
kationsfähigkeit, Regeln guter wissenschaftlicher Praxis) gemacht und können diese Fähigkeiten
weiter ausbauen.
→Tutorien, Teambildung im Praktikum, Lernteams, Bachelorseminar
12. Sie haben Kommunikationstechniken erlernt und sind mit Grundelementen der englischen Fach-
sprache vertraut.
→Bachelorseminar, Bachelorarbeit
13. Sie sind dazu befähigt, eine einfache wissenschaftliche Aufgabenstellung zu lösen und ihre Ergeb-
nisse im mündlichen Vortrag und schriftlich (demonstriert in der Bachelorarbeit) zu präsentieren.
→Praktika, Bachelorarbeit
6
7
2 Einführung, Zusammenfassung und Regelungen
2 Einführung, Zusammenfassung und
Regelungen
2.1 Modul- und Veranstaltungsliste
2.1.1 Modulübersicht
Mathematischer Brückenkurs SoSe/WiSe Nachdrücklich empfohlen
Pflichtmodule Semester SWS LP
Experimentalphysik
Experimentalphysik 1 (Mechanik und Wärme) SoSe/WiSe 4 V +2 Ü + 2 S 9
Experimentalphysik 2 (Elektrodynamik und Optik) SoSe/WiSe 4 V +2 Ü + 2 S 9
Experimentalphysik 3 (Wellen- und Quantenphysik) SoSe/WiSe 4 V +2 Ü 8
Experimentalphysik A (Atom und Quantenphysik) SoSe/WiSe 4 V +2 Ü 7
Experimentalphysik B (Kern- und Teilchenphysik) SoSe/WiSe 4 V +2 Ü 7
Experimentalphysik C (Physik kondensierter Materie) SoSe/WiSe 4 V +2 Ü 7
Summe Experimentalphysik 47
Ingenieurs- und Informatikvorlesungen
Technische Mechanik und Konstruktionsmethodik WiSe 3 V +3 Ü 8
Elektronik SoSe 3 V +1 Ü 6
Signalverarbeitung WiSe 3 V +1 Ü 6
Technische Informatik SoSe 2 V +2 Ü 5
Einführung in die Programmierung SoSe/WiSe 2 V +2 Ü +2P 7
Einführung in die Softwareentwicklung SoSe/WiSe 2 V +2 Ü 5
Datenstrukturen und effiziente Algorithmen WiSe 4 V +2 Ü 9
Summe Ingenieurs- und Informatikvorlesungen 46
Mathematik und Theoretische Physik
Mathematische Rechenmethoden SoSe/WiSe 3 V +2 Ü 5
Mathematik in den Naturwissenschaften - Teil 1 SoSe/WiSe 4 V +1 Ü 7
Mathematik in den Naturwissenschaften - Teil 2 SoSe 2 V +2 Ü 6
Theoretische Physik - Teil 1 und 2 SoSe/WiSe 4 V +2 Ü 8
Summe Mathematik und theoretische Physik 26
Seminare
Wissenschaftskommunikation und Kompetenzerwerb SoSe/WiSe 3 S 5
Summe Seminare 5
Praktika
Physikalisches Grundpraktikum SoSe/WiSe 8 P 12
Ingenieur Projektpraktikum SoSe 6 P 7
Summe Praktika 19
Abschlussarbeit
Bachelorarbeit SoSe/WiSe 13
Summe Abschlussarbeit 13
Summe Leistungspunkte in den Pflichtmodulen 156
8
2.2 Weitere Fächer in der Physik, Informatik oder den Ingenieurwissenschaften
Wahlpflichtmodule Semester SWS LP
Physik (Mind. 1 Vorlesung muss gewählt werden)
Statistik, Datenanalyse und Simulation SoSe 3 V +1 Ü 6
Fortgeschrittene Festkörperphysik SoSe 3 V +1 Ü 6
Einführung in die Materialwissenschaft: Von Weicher zu
Harter Materie
WiSe 3 V +1 Ü 6
Quantentechnologische Plattformen und Anwendungen WiSe 3 V +1 Ü 6
Medizin- und Strahlenphysik WiSe 3 V +1 Ü 6
Ingenieurs- und Informatikvorlesungen (Mind. 1 Vorlesung muss gewählt werden)
FPGA Programmierung SoSe 3 V +1 Ü 6
Einführung in die Künstliche Intelligenz SoSe 2 V +2 Ü 6
Accelerated Computing with GPU WiSe 2 V +2 Ü 6
Programmiersprachen SoSe 2 V +2 Ü 5
Datenbanken SoSe 2 V +2 Ü 6
Betriebssysteme WiSe 2 V +2 Ü 6
Technik des Vakuums und der tiefen Temperaturen WiSe 3 V +1 Ü 6
Technik der Halbleiter und optoelektronischen Kompo-
nenten
SoSe 3 V +1 Ü 6
Chemie für Physiker (ohne Praktikum) Teil 1 und 2 WiSe/SoSe 2 V +1 Ü 4
WiSe/SoSe 2 V +1 Ü 5
Wahlpflichtpraktika (Mind. 1 Praktika muss gewählt werden)
Elektronik SoSe 3 P 3
Signalverarbeitung WiSe 3 P 3
Industriepraktikum SoSe/WiSe 2-5 Wochen 3-6 LP
Summe SWS/Leistungspunkte in den Wahlpflichtmodulen 24
2.2 Weitere Fächer in der Physik, Informatik oder den
Ingenieurwissenschaften
Zusätzlich zu den aufgezählten Wahlpflichtvorlesungen in der Physik, der Informatik und den Inge-
nieurwissenschaften können auch weitere Vorlesungen in den jeweiligen Themenbereichen auf Antrag
gehört und angerechnet werden. Dies betrifft insbesondere Vorlesungen aus der experimentellen und
theoretischen Physik und der Informatik in Mainz, sowie eventuell auch ingenieurwissenschaftliche
Vorlesungen, welche an den Rhein-Main Universitäten (Uni. Frankfurt und TU Darmstadt) gehalten
werden. Insgesamt sind Leistungen aus mindestens 4 Wahlpflichtvorlesungen einzubringen, wobei min-
destens zwei einen direkten Bezug zur Physik aufweisen sollen und insgesamt 24 LP in die Gesamtnote
eingehen.
9
2 Einführung, Zusammenfassung und Regelungen
2.3 Bedeutung der Leistungspunkte
Die Leistungspunkte werden aufgrund einer detaillierten abgeschätzten Arbeitsbelastungsaufstellung
(„workload“) vergeben; ein Leistungspunkt entspricht dabei ungefähr 30 Arbeitsstunden pro Semester.
Dazu zählen die Präsenszeiten sowie die benötigte Zeit für die die Vor- und Nacharbeitung und die
Klausurvorbereitung. Die Übungen tragen erheblich zum Workload bei. Individuell wird die Auftei-
lung der Arbeitszeiten für jeden Studierenden, je nach Arbeitsstil, stark schwanken. In der folgenden
Tabelle haben wir eine grobe mittlere Aufteilung der Arbeitsbelastung zwischen Vorlesung und Übung,
ausschließlich zum Zweck der Information, zusammengestellt.
Stundenanzahl
pro Woche
Beispiele Leistungspunkte
gesamt
Anteil Vorlesung
und Klausurvor-
bereitung
Anteil Übun-
gen [%]
4V+2Ü Ex. Physik 1-3 9 50% 50%
4V+ 2Ü Ex. Physik A-
C
7 55% 45%
2V+2Ü Informatik
Vorlesungen
6 50% 50%
2V+1Ü Statistik und
Stochastik in
der Physik
5 62% 38%
2.4 Gute wissenschaftliche Praxis
Seit einigen Jahren wird verstärkt diskutiert, welchen wissenschaftlichen und wissenschaftsethischen
Standards wissenschaftliche Qualifikationsarbeiten genügen müssen. Im Bachelorstudium sind solche
Fragestellungen nicht nur für die Bachelorarbeit sondern auch für Berichte während des Studiums, wie
Praktikumsprotokolle oder Hausarbeiten, relevant. Um bereits in einem möglichst frühen Stadium der
wissenschaftlichen Ausbildung eine Orientierung zu bieten und zur Entwicklung eines entsprechenden
Problembewusstseins beizutragen, hat die Konferenz der Fachbereiche Physik anerkannte Standards
für die Erarbeitung und das Verfassen wissenschaftlicher Qualifikationsarbeiten in der Physik in einem
Dokument mit dem Titel „Gute wissenschaftliche Praxis bei wissenschaftlichen Qualifikationsarbeiten
in der Physik“ zusammengestellt (siehe diese Webseite, veröffentlicht am 18.6.2016).
10
2.5 Checkliste Leistungspunkte
2.5 Checkliste Leistungspunkte
Fach Mindestpunkte laut Prüfungsordnung Erreichte Anzahl
von LP1. Studien-
jahr
Anmeldung1
Bachelor-
Arbeit
Bachelor-
prüfung
Physik (Pflicht) 34 47
Mathematik und Theoretische 20 26
Physik (Pflicht)
Ingenieursvorlesungen (Pflicht) 18 34 46
Physik- und Ingenieursvorlesungen, 24
Praktika (Wahlflicht)
Seminare 4
Praktika (Pflicht) 12 20
Bachelorarbeit 13
Summe 18 100 180
1In begründeten Einzelfällen und guten Leistungen kann die Anmeldung auf Antrag auch bei Abweichungen von der
Mindestpunktzahl erfolgen.
11
2 Einführung, Zusammenfassung und Regelungen
2.6 Exemplarischer Studienverlaufsplan
Der Studienbeginn des Studiengang Angewandte Physik mit Schwerpunkt Informatik ist regulär Win-
tersemester, wobei ein Start im Sommersemester möglich ist. Der folgende Verlaufsplan stellt lediglich
eine mögliche Kombination von Vorlesungen vor. Es wird jedoch empfohlen die Vorlesungen der Expe-
rimentalphysik, der Rechenmethoden und der Mathematik in der vorgegebenen Reihenfolge zu hören.
Möglicher Studienverlaufsplan (Start Wintersemester)
Fachse-
mes-
ter
6
(SoSe)
Experimentalphysik B
Kern- und
Teilchenphy-
sik
(4V + 2Ü) 7 LP
Wahlpflichtsvorlesung
Physik
Fortgeschrittene
Festkörperphysik
(3V+1Ü) 6 LP
Technische Informatik
(2V + 2Ü) 5 LP
Bachelorarbeit
Arbeit 12 LP
Kolloquium 1 LP 31 LP
14 SWS
5
(WiSe)
Experimentalphysik C
Physik kon-
densierter
Materie
(4V + 2Ü) 7 LP
Wahlpflichtsvorlesung
Physik
Medizin- und
Strahlenphysik
(3V+1Ü) 6 LP
Datenstrukturen und
effiziente Algorithmen
(4V + 2Ü) 9 LP
Signalverarbeitung
(3V + 1Ü) 6 LP
Wahlpflicht Praktikum
Signalverarbeitung
(3P) 3 LP
31 LP
23 SWS
4
(SoSe)
Experimentalphysik A
Atom und
Quantenphy-
sik
(4V + 2Ü) 7 LP
Theoretische Physik
Teil 2 (Quan-
tenmecha-
nik)
(2V + 1Ü) 4 LP
Teil 1 (Me-
chanik)
(2V+1Ü) 4 LP
Elektronik
(3V + 1Ü) 6 LP
Kompetenzseminar
Physik. Seminar
(2V) 4 LP
Abschl. Seminar
(1V) 1 LP
Wahlpflicht Praktikum
Elektronik
(3P) 3 LP
Ingenieur
Projektpraktikum
(in den Se-
mesterferien)
6P 7 LP
32 LP
25 SWS
3
(WiSe)
Experimentalphysik 3
Wellen- und
Quantenphy-
sik
(4V + 2Ü) 8 LP
Wahlpflichtvorlesung
(Informatik/Ingenieur)
z.B. Betriebssysteme
(2V + 2Ü) 6 LP
Technische Mechanik
und Konstruktionsme-
thodik
(4V + 2Ü) 8 LP
Grundpraktikum
Teil 2 (4P) 6 LP
Teil 1 (4P) 6 LP
32 LP
23 SWS
2
(SoSe)
Experimentalphysik 2
Elektrodynamik, Optik
(4V + 2 Ü) 8 LP
Tutorium 2
(2S) 1 LP
Mathematik in den
Naturwissenschaften
Teil 2
(2V + 2Ü) 6 LP
Einführung in die
Softwareentwicklung
(2V + 2Ü) 5 LP
26 LP
20 SWS
1
(WiSe)
Experimentalphysik 1
Mechanik und Wärme
(4V + 2Ü) 8 LP
Tutorium 1
(2S) 1 LP
Mathematik in den
Naturwissenschaften
Teil 1
(4V + 1Ü) 7 LP
Mathematische
Rechenmethoden
Vorlesung
und Übung
(3V+2Ü) 5 LP
Einführung in die
Programmierung
(2V + 2Ü +
2P)
7 LP
28 LP
24 SWS
180 LP
12
2.6 Exemplarischer Studienverlaufsplan
Möglicher Studienverlaufsplan (Start Sommersemester)
Fachse-
mes-
ter
6
(WiSe)
Experimentalphysik B
Kern- und
Teilchenphy-
sik
(4V + 2Ü) 7 LP
Wahlpflichtsvorlesung
Physik
Medizin- und
Strahlenphysik
(3V+1Ü) 6 LP
Bachelorarbeit
Arbeit 12 LP
Kolloquium 1 LP 26 LP
10 SWS
5
(SoSe)
Experimentalphysik C
Physik kon-
densierter
Materie
(4V + 2Ü) 7 LP
Wahlpflichtsvorlesung
Physik
Fortgeschrittene
Festkörperphysik
(3V+1Ü) 6 LP
Elektronik
(3V + 1Ü) 6 LP
Wahlpflicht Praktikum
Elektronik
(3P) 3 LP
Ingenieur
Projektpraktikum
(in den Se-
mesterferien)
6P 7 LP
Kompetenzseminar
Physik. Seminar
(2V) 4 LP
Abschl. Seminar
(1V) 1 LP
34 LP
26 SWS
4
(WiSe)
Experimentalphysik A
Atom und
Quantenphy-
sik
(4V + 2Ü) 7 LP
Signalverarbeitung
(3V + 1Ü) 6 LP
Wahlpflicht Praktikum
Signalverarbeitung
(3P) 3 LP
Grundpraktikum
Teil 2 (4P) 6 LP
Teil 1 (4P) 6 LP
Technische Mechanik
und Konstruktionsme-
thodik
(4V + 2Ü) 8 LP
30 LP
23 SWS
3
(SoSe)
Experimentalphysik 3
Wellen- und
Quantenphy-
sik
(4V + 2Ü) 8 LP
Mathematik in den
Naturwissenschaften
Teil 2
(2V + 2Ü) 6 LP
Theoretische Physik
Teil 2 (Quan-
tenmecha-
nik)
(2V + 1Ü) 4 LP
Teil 1 (Me-
chanik)
(2V+1Ü) 4 LP
Wahlpflichtvorlesung
(Informatik/Ingenieur)
z.B. Betriebssysteme
(2V + 2Ü) 6 LP
Technische Informatik
(2V + 2Ü) 5 LP 35 LP
25 SWS
2
(WiSe)
Experimentalphysik 2
Elektrodynamik, Optik
(4V + 2 Ü) 8 LP
Tutorium 2
(2S) 1 LP
Einführung in die
Softwareentwicklung
(2V + 2Ü) 5 LP
Datenstrukturen und
effiziente Algorithmen
(4V + 2Ü) 9 LP
27 LP
21 SWS
1
(SoSe)
Experimentalphysik 1
Mechanik und Wärme
(4V + 2Ü) 8 LP
Tutorium 1
(2S) 1 LP
Mathematik in den
Naturwissenschaften
Teil 1
(4V + 1Ü) 7 LP
Mathematische
Rechenmethoden
Vorlesung
und Übung
(3V+2Ü) 5 LP
Einführung in die
Programmierung
(2V + 2Ü +
2P)
7 LP
28 LP
24 SWS
180 LP
13
3 Bemerkungen zur Modulliste
3.1 Leistungspunkte
•Im Bachelor-Studiengang müssen mindestens 180 LP erreicht werden. Ab einer Überschreitung
um 15 LP muss ein klärendes Gespräch mit einem Studienberater oder einer Studienberaterin
stattfinden.
•Neben den Pflichtmodulen (156 LP) müssen mindestens eine Wahlpflichtveranstaltungen aus
der Physik, eine Wahlpflichtveranstaltungen aus den Ingenieurwissenschaften mit jeweils min-
destens 6 LP und mindestens ein Wahlpflichtpraktikum gewählt werden. Zusätzlich zu den hier
aufgeführten Wahlpflichtveranstaltungen können auch weitere Vorlesungen in den jeweiligen The-
menbereichen auf Antrag gehört und angerechnet werden. Dies betrifft insbesondere Vorlesungen
aus der experimentellen und theoretischen Physik und der Informatik in Mainz, sowie eventu-
ell auch ingenieurwissenschaftliche Vorlesungen, welche an den Rhein-Main Universitäten (Uni.
Frankfurt und TU Darmstadt) angeboten werden.
3.2 Vergleichbarkeit und Benotung von Veranstaltungen
•Statt des Moduls Mathematik für Naturwissenschaftler, können auch die Module des Mathema-
tikstudiengangs ’Lineare Algebra und Geometrie 1’ und ’Analysis 1’ sowie der Vorlesungsreihe
’Mathematik für Physiker’ angerechnet werden. Die Vorlesungen Analysis-1 für Mathematiker
und Lineare Algebra-1 für Mathematiker werden äquivalent zu den Vorlesungen Mathematik für
Naturwissenschaftler 1 und 2 anerkannt. Das Modul ’Rechenmethoden’ kann durch die entspre-
chende Vorlesung des BSc. Physik Studiengangs angerechnet werden.
•Bei gleichwertigen Veranstaltungen wird die Mainzer LP-Zahl für Veranstaltungen anderer Uni-
versitäten anerkannt. Bei Grenzfällen können moderate Auflagen auferlegt werden. Der von der
TU-Kaiserlautern angebotene Fernstudiengang „FiPS“ wird in Mainz für die Veranstaltungen
Experimentalphysik 1, 2, Tutorium 1, 2 und Rechenmethoden anerkannt.
•Bei einem Wechsel aus dem BSc-Studiengang Physik in den BSc-Studiengang ’Angewandte Phy-
sik mit Schwerpunkt Informatik’ werden alle Physik- und Mathematikvorlesungen sowie Praktika
anerkannt. Die Pflichtveranstaltungen aus den Ingenieurwissenschaften können nicht durch ande-
re Nebenfachvorlesungen aus dem Studiengang Physik anerkannt werden. Die Ingenieurspraktika
können ebenfalls nicht durch andere Physik-Praktika ersetzt werden.
•Bei einem Wechsel aus dem BEd-Studiengang Physik in den BSc-Studiengang ’Angewandte
Physik mit Schwerpunkt Informatik’ werden bestandene Module Ex1 /RM1 und Ex2/RM2
des Lehramts-Studiengangs anstelle der Klausuren zu Ex1 und Ex2 im BSc- Studiengang an-
erkannt. Die Tutorien und die modulübergreifende mündliche Prüfung zu Ex1/Ex2 müssen im
BSc- Studiengang ergänzt werden. Anstelle der Tutorien können allerdings Ersatzleistungen bzw.
physiknahe Veranstaltungen, die sonst keine Berücksichtigung fanden, angerechnet werden. Die
Leistung der BEd-Vorlesung Theoretische Physik 1 (4SWS+2SWS) wird anerkannt für Theo-
retische Physik Teil 1. Die Vorlesung Theoretische Physik 2 des MSc.Ed. Studiengangs wird
anerkannt als Theoretische Physik Teil 2. Die Vorlesungen Theoretische Physik 1 (Mechanik)
und 2 (Quantenmechanik) aus dem BEd Studiengang mit 2 SWS+1SWS werden als äquivalent
15
3 Bemerkungen zur Modulliste
zu den Theoretischen Physik Vorlesungen 1 und 2 des BSc-Studiengang ’Angewandte Physik mit
Schwerpunkt Informatik’ anerkannt. Das Modul Ex3 und die Grundpraktika werden anerkannt.
•Sofern die Veranstaltung Experimentalphysik A, B und C nicht angeboten werden, werden al-
ternativ die Experimentalphysikvorlesungen 5a (als A) 5b (als B) oder 5c (als C) als äquivalent
anerkannt werden.
•Die Vorlesungen Theoretische Physik 1 (Mechanik) und Theoretische Physik 3 (Quantenmecha-
nik) aus dem Studiengang „Bachelor of Science Physik“ werden als äquivalent zu den Vorle-
sungen Theoretische Physik 1 (Mechanik) und Theoretische Physik 2 (Quantenmechanik) aus
dem Studiengang „Bachelor of Science Angewandte Physik“ anerkannt. Das Modul TTheore-
tische Physik"kann entweder als eine Gesamtveranstaltung in einem einzigen Semester mit 4
SWS Vorlesung oder als eine Veranstaltung über zwei Semester mit jeweils 2 SWS Vorlesung ge-
hört werden, wobei hier die Themengebiete Mechanik und Quantenmechanik behandelt werden
müssen. (Anmerkung: Für den Abschluss den nachfolgenden Masterstudiengangs Angewandte
Physik müssen die Themengebiete Mechanik, Spezielle Relativitätstheorie, Elektrostatik, Ma-
gnetostatikm Quantentheorie, statistische Physik und Thermodynamik durch Vorlesungen der
Theoretischen Physik aus dem Bachelor of Education Studiengang gehört worden sein).
•Wahlpflichtfächer, die nicht auf Mainzer BSc-Veranstaltungen abbildbar sind, aber in einem
anderen Studienfach oder an einer anderen Universität im In- oder Ausland benotet wurden,
können mit bis zu 24 LP pauschal anerkannt werden, sofern ein direkter Bezug zur Physik oder
Ingenieurwissenschaften besteht.
•Bis zu 18 LP aus erfolgreich abgeschlossenen ausgewählten Modulen im ersten Studienjahr (ge-
mäß Regelstudienplan mit Beginn Wintersemester) können aus der Gesamtbenotung herausge-
nommen werden; dies gilt auch für eine Informatik- und Wahlpflichtveranstaltung mit bis zu
9 LP, falls die verbleibende Leistungspunktezahl 180 LP überschreitet (§17 (6)); dies gilt je-
doch nicht für Mathematik-Veranstaltungen, welche nicht herausgenommen werden können. Bei
nichtbestandenen Wahlpflichtmodulprüfungen können Studierende einmal das Wahlpflichtmodul
wechseln (§18 (3)).
•Bei überragenden Leistungen (derzeit Abschlussnote 1,3 oder besser und Note der Bachelorarbeit
1,0) wird das Gesamturteil „mit Auszeichnung bestanden“ erteilt, sofern das Bachelorstudium
innerhalb der Regelstudienzeit abgeschlossen wurde.
3.3 Härtefälle
•Um Härtefälle zu vermeiden, die Studiendauer zu verkürzen oder eine Neuorientierung zu ermög-
lichen, kann bei Vorlage eines überzeugenden Antrags an die Prüfungsausschussvorsitzende oder
den Prüfungsausschussvorsitzenden:
–die Prüfungsform bei Vorlage eines Attests in besonderen Härtefällen geändert werden;
–die Zulassung zur Bachelorarbeit auch bei äquivalenten Leistungen erfolgen sowie
–eine schriftliche Wiederholungsprüfung durch eine mündliche Prüfung ersetzt werden, falls
nur noch dieses Modul zum erfolgreichen Abschluss des Bachelorstudiums aussteht.
3.4 Bachelorarbeit
•Ein Leitfaden und eine Musterdatei finden sich unter http://www.studium.fb08.uni-mainz.
de/downloadcenter-physik/.
16
3.5 Besuch von Master-Vorlesungen während des Bachelorstudiums
•Der Bearbeitungsumfang der Bachelorarbeit beträgt 12 LP und entspricht 9 Wochen Vollzeit.
Eine zusätzliche Einarbeitungszeit vor Beginn der Bachelorarbeit ist nicht erwünscht. Studie-
rende, die parallel an Veranstaltungen des Physikstudiengangs aktiv teilnehmen, können eine
Verlängerung der Bearbeitungszeit beantragen. Um die Berücksichtigung dieser Regelung für
das Studienbüro zu vereinfachen, wird die Dauer der Bachelorarbeit in Einheiten von ganzen
Wochen nach der folgenden Tabelle bestimmt:
Überlapp mit
Vorlesungszeit
Dauer Bachelorarbeit
(Workload 180-359 h)
Dauer Bachelorarbeit
(Workload > 359 h)
0 Wochen 9 Wochen 9 Wochen
1 Wochen 9 Wochen 10 Wochen
2 Wochen 10 Wochen 10 Wochen
3 Wochen 10 Wochen 11 Wochen
4 Wochen 10 Wochen 11 Wochen
5 Wochen 11 Wochen 12 Wochen
6 Wochen 11 Wochen 12 Wochen
7 Wochen 11 Wochen 13 Wochen
8 Wochen 12 Wochen 13 Wochen
Bei der Berechnung der zeitlichen Überlappung wird auf ganze Wochen abgerundet. Verbleibende
„Ungerechtigkeiten“ können durch die zusätzliche Möglichkeit einer zweiwöchigen Verlängerung
ausgeglichen werden.
Auf Antrag der Kandidatin oder des Kandidaten kann der Prüfungsausschuss im Einvernehmen
mit der Betreuerin oder dem Betreuer die Bearbeitungszeit zusätzlich um maximal zwei Wochen
verlängern; eine darüber hinausgehende Verlängerung ist nicht möglich.
•Bachelorarbeiten außerhalb des FB 08 müssen beantragt werden. Das Erstgutachten bei externen
Arbeiten in der Industrie muss durch eine Hochschullehrerin oder einen Hochschullehrer des FB
08 erstellt werden.
3.5 Besuch von Master-Vorlesungen während des Bachelorstudiums
Es ist möglich bereits im letzten Semester eines Bachelor-Studiengangs Veranstaltungen aus dem Mas-
ter zu belegen. Die Anmeldung zu diesen Master-Veranstaltungen muss zwingend über den Bereich
„vorgezogene Masterveranstaltungen“ in Jogustine erfolgen. Nur auf diese Weise können die entspre-
chenden Veranstaltungen später entsprechend zugeordnet werden. Alternativ ist eine vorzeitige Ein-
schreibung zum Master möglich, falls mindestens 135 LP im Bachelorstudium zum Zeitpunkt der
Bewerbung erreicht wurden. Zum Zeitpunkt des Beginns des Masterstudiums dürfen maximal 27 LP
zum Bachelorabschluss fehlen. Werden diese fehlenden Leistungspunkte nicht im ersten Mastersemester
erreicht, wird der oder die Studierende zwangsexmatrikuliert. Dies führt in der Regel zu Verzögerungen
im Studium. Aus diesem Grund empfehlen wir diese Alternative nicht. Wenn andererseits das Bachelor-
studium bei erfolgreichen Prüfungen im Bewerbungssemester abgeschlossen werden kann, sollten sich
die Studierenden für den Master bewerben, ansonsten würden Sie nach einem erfolgreichen Bachelo-
rabschluss exmatrikuliert. Zu beachten ist, dass die Studierenden ihre Zulassung zum Masterstudium
formal annehmen müssen.
17
3 Bemerkungen zur Modulliste
3.6 Anerkennung von Leistungen
3.6.1 Wechsel des Studiengangs
Beim Wechsel von Studiengängen in Mainz und beim Wechsel nach Mainz werden Leistungen aner-
kannt, falls kein wesentlicher Unterschied bezogen auf entsprechende Leistungen des BSc-Studiengangs
Angewandte Physik mit Schwerpunkt Informatik in Mainz besteht. Dabei können Leistungen zusam-
mengefasst bzw. aufgeteilt werden, sodass formale Hürden durch die Anzahl von Leistungspunkten
vermieden werden. Auch (Wahl-)Pflichtfächer, die nicht im BSc-Physikstudiengang Mainz angebo-
ten werden, können berücksichtigt werden. Jeder Fall wird dabei individuell bearbeitet, mit den
Antragsstellern diskutiert um anschließend gemeinsam ein Anerkennungsformular auszufüllen (http:
//www.studium.fb08.uni-mainz.de/downloadcenter-physik/). Verfahren beim Wechsel zwischen
den BSc-Physik und den BSc-Angewandte Physik-Studiengängen wurden bereits in 3.2 besprochen.
In einigen Fällen sind Einschränkungen in der Anerkennung leider unvermeidlich und bedarf eventuell
gesonderter Prüfungen bzw. zusätzlicher Auflagen.
3.6.2 Leistungen in Auslandssemestern
Laut der Anerkennungssatzung der Universität sind die Qualität, das Niveau, die Lernergebnisse bzw.
Lernziele, der Workload und das Profil der Studien- und Prüfungsleistungen für eine Anerkennung
relevant. Leistungen sollen anerkannt werden, wenn kein wesentlicher Unterschied bezogen auf entspre-
chende Leistungen an der JGU besteht. Studierende können eine Anerkennung ohne Notenübernahme
von bis zu 15 Leistungspunkte im Masterstudiengang und höchstens 30 Leistungspunkten, unabhängig
von der Art der Veranstaltung, im Bachelorstudiengang beantragen. Wird dieser Umfang überschrit-
ten, legen die Studierenden fest, bei welchen der überzähligen Leistungen die Noten übernommen
werden. Sofern für ausländische Hochschulen geeignete ECTS-Einstufungstabellen vorliegen, erfolgt
die Notenumrechnung an Hand dieser Tabellen bzw. der modifizierten Bayerischen Formel. Werden
Noten in zu geringen Abstufungen vergeben, kann auch ein Vergleich der Notenspiegel herangezogen
werden.
Für einen Erasmus-Austausch ist es notwendig und für andere Auslandsaufenthalte ist sehr zu emp-
fehlen, dass Leistungen im Ausland vor Beginn des Aufenthalts mit den entsprechenden Beauftragten
bzw. Studienberatern abgesprochen werden.
Note Benotungsanteil Kumulierte Häufigkeit
1,0 14,99% 14,99%
1,3 11,78% 26,77%
1,7 12,60% 39,37%
2,0 10,77% 50,15%
2,3 10,39% 60,54%
2,7 9,67% 70,21%
3,0 8,17% 78,38%
3,3 6,91% 85,29%
3,7 6,40% 91,69%
4,0 8,31% 100,00%
Einstufungstabelle für den BSc-Physik in Mainz (Notenspiegel ohne Bachelorarbeit, Stand 2017)
18
3.7 Bewertungskriterien für Bachelorarbeiten
3.7 Bewertungskriterien für Bachelorarbeiten
Es gibt einige universelle Bewertungskriterien und Kriterien die von der Art der Arbeit (theoretisch,
experimentell, informatiknah...) und der zur Verfügung stehenden Zeit (Bachelor-, Master-, Doktor-
arbeit) abhängen. Auch sind kaum alle Kriterien gleichzeitig zu erfüllen. Am wichtigsten sind die
Qualität der wissenschaftlichen Arbeit, der persönliche Einsatz und ein korrektes wissenschaftliches
Verhalten. Auf die Einhaltung der Regeln „guter wissenschaftlicher Praxis“(http://www.kfp-physik.
de/dokument/index.html, 16.6.2016) ist selbstverständlich zu achten. Je besser die erwünschte Note,
desto mehr Kriterien, darunter vermehr auch solche formeller Art, sollten eingehalten werden. Die
folgenden Kriterien wurden innerhalb des Fachbereichs zusammengestellt:
Schriftliche Form
Mindeststandards: korrekte Rechtsschreibung, Grammatik und Interpunktion, kor-
rekte Zitiertechnik, qualitativ angemessene Quellen.
Herausragende Qualitätsmerkmale: besondere Stilsicherheit und Klarheit des Ausdrucks, besonderes
Erscheinungsbild, z.B. durch aussagekräftige, durchdachte oder
aufwändige Grafiken, aktuelle, über die Standardliteratur hinaus-
gehende Quellen.
Logische Struktur der Arbeit
Mindeststandards: klare und ausgewogene Gliederung, Unterscheidung von Wichti-
gem und Unwichtigem, Einführung in alle für das Thema der Ar-
beit relevanten Sachverhalte und Begriffe.
Herausragende Qualitätsmerkmale: eigenständige, originelle und aktuelle Hinführung zum Thema, be-
sonders gelungene Einordnung des Themas in den wissenschaftli-
chen Kontext, Darstellung von Wechselwirkungen mit anderen
Forschungsgebieten oder Anwendungen, aussagekräftiger Aus-
blick.
Methoden und Techniken
Mindeststandards: Begründung und korrekte Anwendung der verwendeten Methoden
und Techniken, nachvollziehbare Dokumentation der eigenen Ar-
beiten (Reproduzierbarkeit), korrekte Angabe von Hilfestellungen
(z.B. durch Mitarbeiter der Arbeitsgruppe).
Herausragende Qualitätsmerkmale: besonderer Schwierigkeitsgrad der Aufgaben/Techniken unter Be-
rücksichtigung des Abschlusses, kritisches Hinterfragen der ver-
wendeten Techniken und Methoden, besonders originelle und ge-
schickte praktische Umsetzung, herausragende Eigenleistung und
besonders persönlicher Einsatz.
Ergebnisse der Arbeit
Mindeststandards: präzise und korrekte Beschreibung der selbst erzielten Ergebnis-
se, Herstellung einer klaren Verbindung zwischen Einzelleistungen
und eines Bezugs zur Fragestellung bzw. zur Ausgangslage.
19
3 Bemerkungen zur Modulliste
Herausragende Qualitätsmerkmale: eigenständige Untersuchung von Aspekten, die über das eigentli-
che Thema hinausgehen, detaillierte Diskussion verbliebener offe-
ner Fragen, kritische Reflexion der Ergebnisse und aussagekräfti-
ger Ausblick, Bedeutsamkeit des Ergebnisses für die Entwicklung
des Fachgebiets bzw. direkte Anwendung des Ergebnisses, externe
Präsentation der Ergebnisse auf Fachtagungen bzw. Publikation
(in Vorbereitung).
20
4 Detailierte Modulbeschreibungen mit
Lehrveranstaltungen
4.1 Mathematischer Brückenkurs
Modul 100a Mathematischer Brückenkurs
(freiwillig)
M.08.128.100a
Pre-course in mathematics
(voluntary)
Pflicht- oder Wahlpflichtmodul W
Leistungspunkte (LP) und
Arbeitsaufwand (workload) 0 LP = 0 h
Moduldauer
(laut Studienverlaufsplan) 1
Lehrveranstaltungen/
Lernformen Art
Regelsemester
bei Studienbeginn
WiSe (SoSe)
Verpflich-
tungsgrad
Kontakt-
zeit(SWS)
Selbst-
studium
Leistungs-
punkte
Vorlesung mit Übung
„Mathematischer Brückenkurs“ 0 W 0 LP
Vorlesung V 3 SWS
Übung Ü 2 SWS
Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:
Anwesenheit
Aktive Teilnahme
Studienleistung(en)
Modulprüfung
Qualifikationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen
Hauptziel des Kurses ist die Angleichung des mathematischen Leistungsniveaus der Studienanfänger und -
anfängerinnen bzw. die Auffrischung vorhandener Kenntnisse. Die Kurse bieten als Nebeneffekt eine bewähr-
te Möglichkeit zur frühzeitigen Vernetzung der Studierenden untereinander, z.B. um Lerngruppen zu bilden.
Der Mathematik-Brückenkurs der Physik dient vornehmlich der Wiederholung des Schulstoffes der Mathematik-
Leistungskurse und der Einübung von Rechenfertigkeiten in begleitenden Übungen.
Inhalte
Die folgenden Themen werden u.a. behandelt:
•Notationen und Zahlbegriff (natürliche, rationale, reelle Zahlen)
•Lösung von linearen Gleichungssystemen, Matrizen
•Rechenregeln mit Vektoren und deren Komponentendarstellung in kartesischen Koordinaten; Skalarprodukt
und Kreuzprodukt
•Polynome, Exponentialfunktion und Logarithmus, trigonometrische Funktionen
•Folgen und Reihen
•Differentialrechnung und Integralrechnung in einer Veränderlichen
Im Vorgriff auf die Mathematik des ersten Studienjahres können optional zusätzliche Themen behandelt werden,
insbesondere solche, die für das erste Semester wichtig sind, z.B. Taylorreihen.
Zugangsvoraussetzungen
Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul
bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls
Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch
Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 0/180
21
4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen
Modul 100a Mathematischer Brückenkurs
(freiwillig)
M.08.128.100a
Pre-course in mathematics
(voluntary)
Häufigkeit des Angebots Jedes Semester
Begründung der Anwesenheitspflicht Veranstaltungen
Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Dozent/innen: Dozierende der theoretischen
und experimentellen Physik
Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen B.Sc. Physik, B.Sc. Meteorologie
Sonstiges Freiwillige Veranstaltung
22
4.2 Physik
4.2 Physik
Modul Ex1 Experimentalphysik 1 M.08.128.22010
Experimental Physics 1
Pflicht- oder Wahlpflichtmodul P
Leistungspunkte (LP) und
Arbeitsaufwand (workload) 9 LP = 270 h
Moduldauer
(laut Studienverlaufsplan) 1
Lehrveranstaltungen/
Lernformen Art
Regelsemester
bei Studienbeginn
WiSe (SoSe)
Verpflich-
tungsgrad
Kontakt-
zeit(SWS)
Selbst-
studium
Leistungs-
punkte
Vorlesung mit Übung „Experimental-
physik 1“ 1 P 177 h 8 LP
Vorlesung V 4 SWS
Übung Ü 2 SWS
Tutorium zu „Experimentalphysik 1“ T 1 P 2 SWS 9 h 1 LP
Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:
Anwesenheit
Aktive Teilnahme Erfolgreiche Bearbeitung der Übungsaufgaben.
Studienleistung(en) Eine Klausur (Umfang 120 Min., Bearbeitungszeit maximal 180 Min.)
oder zwei Klausuren (jeweils Umfang 90 Min., Bearbeitungszeit maxi-
mal 120 Min.)
Modulprüfung keine; (modulübergreifende Prüfung, siehe Modul Ex2)
Qualifikationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen
Das Modul Ex1 umfasst die folgenden drei wichtigen Teilgebiete der klassischen Physik: Mechanik, Schwingungen
und Wellen sowie die Wärmelehre. Die Studierenden sollen nach Abschluss des Moduls u.a.:
•in das physikalische Denken und Arbeiten, als Grundlage für das gesamte weitere Physikstudium, eingeübt
sein,
•ein möglichst sicheres und strukturiertes Wissen zu den unter „Inhalt“ aufgeführten Teilgebietenerlangt haben
und
•die Fähigkeit zur quantitativen Behandlung einschlägiger Probleme durch das eigenständige Bearbeiten von
Übungsaufgaben erworben haben.
Die zum Verständnis erforderlichen mathematischen Hilfsmittel werden in der parallel laufenden Veranstaltung
„Mathematische Rechenmethoden“ bereitgestellt.
Das inhaltlich mit der Vorlesung stark verzahnte Tutorium bietet die Möglichkeit,
•die zugrunde liegenden Hintergründe und Effekte, die in den Vorlesungen und Praktika eingeführt werden,
vertiefend zu wiederholen, an Beispielen zu erläutern bzw. im Detail zu erarbeiten,
•die Studierenden auf die Grundlagen des experimentellen Arbeitens vorzubereiten und in der Gewinnung von
Selbstkompetenzen zu unterstützen,
•allgemeinen Fragen zu Studium und Lehre zu stellen und die Studierenden in der Gruppe oder in Einzelge-
sprächen zu beraten.
23
4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen
Modul Ex1 Experimentalphysik 1 M.08.128.22010
Experimental Physics 1
Inhalte
Die Veranstaltung umfasst die folgenden Themen:
•Einführung: Einheiten, Basisgrößen, Grossenordnungen, Bezugzsystemen, Vektoren.
•Mechanik von Massenpunkten: Kinematik von Massenpunkt, Newtonsches Kraftgesetz, Energie u. Impuls und
deren Erhaltung, N-Teilchen, Schwerpunkt, Reibung, Scheinkräfte in beschleunigten Systemen, Galilei Trans-
formationen, Einführung Relativität, Lorentz Transformationen.
•Mechanik des starren Körpers: Gravitation, Potential, Drehimpuls, Drehmoment, Trägheitsmoment, Kreisel.
•Oszillationen und Wellen: Mathematische und physikalische Pendel, Freie gedämpfte und Erzwungene Schwin-
gungen, Wellengleichung und Eigenschaften von Wellen, Schall.
•Mechanik deformierbarer Körper: Ruhende und strömende Flüssigkeiten und Gase, Bernoullische Gleichung,
Phänomene an Flüssigkeitsgrenzflächen.
•Wärmelehre: Zustandsgrößen und Prozessgrößen, Zustandsgleichungen, Hauptsätze der Wärmelehre, Car-
not’scher Kreisprozess, Entropie, Grundzüge der kinetischen Gastheorie, Stoffe in verschiedenen Aggregat-
zuständen.
Literatur
Diverse Lehrbücher, z.B.
•Meschede, Gerthsen, Physik, Springer Verlag
•Demtröder, Experimentalphysik 1, Springer Verlag
•Roth u. Stahl, Mechanik und Wämelehre, Springer Verlag
•Halliday, Resnick, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA; ISBN-13: 978-3527409198
•Tipler, Physik, Spektrum Akademischer Verlag
Zugangsvoraussetzungen
Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul
bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls
Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch
Prüfungssprache Deutsch
Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 9/180
Häufigkeit des Angebots Jedes Semester
Begründung der Anwesenheitspflicht Veranstaltungen
Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Studiengangsbeauftragte(r)
Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen B.Sc. Physik, B.Sc. Angewandte Physik
m.S.I., B.Sc. Meteorologie
Sonstiges
24
4.2 Physik
Modul Ex2 Experimentalphysik 2 M.08.128.22020
Experimental Physics 2
Pflicht- oder Wahlpflichtmodul P
Leistungspunkte (LP) und
Arbeitsaufwand (workload) 9 LP = 270 h
Moduldauer
(laut Studienverlaufsplan) 1
Lehrveranstaltungen/
Lernformen Art
Regelsemester
bei Studienbeginn
WiSe (SoSe)
Verpflich-
tungsgrad
Kontakt-
zeit(SWS)
Selbst-
studium
Leistungs-
punkte
Vorlesung mit Übung „Experimental-
physik 2“ 2 P 177 h 8 LP
Vorlesung V 4 SWS
Übung Ü 2 SWS
Tutorium zu „Experimentalphysik 2“ T 2 P 2 SWS 9 h 1 LP
Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:
Anwesenheit
Aktive Teilnahme Erfolgreiche Bearbeitung der Übungsaufgaben.
Studienleistung(en) Klausur (Umfang 120 Min., Bearbeitungszeit maximal 180 Min.)
Modulprüfung Modulübergreifende mündliche Abschlussprüfung über den Stoff der
Vorlesungen Experimentalphysik 1 und 2 (30-45 Min.). Die Note geht
mit einem Gewicht von 18 LP in die Gesamtbachelornote ein, siehe auch
§17 (6). Die Zulassung zur mündlichen Prüfung erfolgt nach Bestehen
der Klausuren zu den Modulen Ex-1 und Ex-2.
Qualifikationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen
Das Modul Ex2 umfasst die folgenden drei wichtigen Teilgebiete der klassischen Physik: Elektrizitätslehre, Ma-
gnetismus und Optik. Die Studierenden sollen nach Abschluss des Moduls u.a.:
•in das physikalische Denken und Arbeiten, als Grundlage für das gesamte weitere Physikstudium, eingeübt
sein,
•ein möglichst sicheres und strukturiertes Wissen zu den unter „Inhalt“ aufgeführten Teilgebietenerlangt haben
und
•die Fähigkeit zur quantitativen Behandlung einschlägiger Probleme durch das eigenständige Bearbeiten von
Übungsaufgaben erworben haben.
Die zum Verständnis erforderlichen mathematischen Hilfsmittel werden in den parallel laufenden Mathematikmo-
dulen bereitgestellt. Das inhaltlich mit der Vorlesung stark verzahnte Tutorium bietet die Möglichkeit,
•die zugrunde liegenden Hintergründe und Effekte, die in den Vorlesungen und Praktika eingeführt werden,
vertiefend zu wiederholen, an Beispielen zu erläutern bzw. im Detail zu erarbeiten,
•die Studierenden auf die Grundlagen des experimentellen Arbeitens vorzubereiten und in der Gewinnung von
Selbstkompetenzen zu unterstützen,
•allgemeinen Fragen zu Studium und Lehre zu stellen und die Studierenden in der Gruppe oder in Einzelge-
sprächen zu beraten.
Inhalte
Die Veranstaltung umfasst die folgenden Themen:
•Elektrostatik: Grundgrößen, Coulomb-Gesetz, Gauß’scher Satz, Influenz, Kondensator, elektrischer Dipol, Di-
elektrika.
•Stationäre Ströme: Gleichstromkreise, Kirchhoffsche Regeln, Messverfahren elektrische Größen.
•Magnetostatik: stationäre Magnetfelder, Kräfte auf Ladungen und Leiter im Magnetfeld, magnetischer Dipol,
Materie im Magnetfeld.
•Zeitabhängige elektromagnetische Felder: Induktion, stationäre Wechselströme, Impedanz, aktive Bauelemente,
Verschiebungsstrom und Maxwell’sche Gleichungen, Energie in elektromagnetischen Feldern, Dipolstrahlung,
Eigenschaften von elektromagnetische Wellen.
•Optik: Natur und Eigenschaften des Lichtes, Messung von c, Reflexion und Brechung, Strahlenoptik, Abbildung
mit Linsen.
25
4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen
Modul Ex2 Experimentalphysik 2 M.08.128.22020
Experimental Physics 2
Literatur
Diverse Lehrbücher, z.B.
•Meschede, Gerthsen, Physik, Springer Verlag
•Demtröder, Experimentalphysik 2, Springer Verlag
•Roth u. Stahl Elektrizität und Magnetismus, Springer Verlag
•Halliday, Resnick, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA; ISBN-13: 978-3527409198
•Tipler, Physik, Spektrum Akademischer Verlag
Zugangsvoraussetzungen
Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul
bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls Experimentalphysik 1
Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch
Prüfungssprache Deutsch
Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 9/180
Häufigkeit des Angebots Jedes Semester
Begründung der Anwesenheitspflicht Veranstaltungen
Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Studiengangsbeauftragte(r)
Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen B.Sc. Physik, B.Sc. Angewandte Physik
m.S.I., B.Sc. Meteorologie
Sonstiges
26
4.2 Physik
Modul Ex3 Experimentalphysik 3 M.08.128.030
Experimental Physics 3
Pflicht- oder Wahlpflichtmodul P
Leistungspunkte (LP) und
Arbeitsaufwand (workload) 8 LP = 240 h
Moduldauer
(laut Studienverlaufsplan) 1
Lehrveranstaltungen/
Lernformen Art
Regelsemester
bei Studienbeginn
WiSe (SoSe)
Verpflich-
tungsgrad
Kontakt-
zeit(SWS)
Selbst-
studium
Leistungs-
punkte
Vorlesung mit Übung „Wellen und
Quantenphysik“ 3 P 177 h 8 LP
Vorlesung V 4 SWS
Übung Ü 2 SWS
Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:
Anwesenheit
Aktive Teilnahme Erfolgreiche Bearbeitung der Übungsaufgaben.
Studienleistung(en)
Modulprüfung Klausur (Umfang 120 Min., Bearbeitungszeit maximal 180 Min.)
Qualifikationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen
Nach Abschluss des Moduls sollen die Studierenden
•grundlegende Konzepte der Wellenoptik und Quantenphysik verstanden haben.
•Beugung einerseits und Interferenz andererseits klar am Beispiel des Doppelspalts diskutieren können.
•die Fourier-Transformation anwenden können, beispielsweise bei Beugungsphänomenen.
•einfache Probleme in der Wellenoptik und Quantenphysik selbständig lösen können.
Inhalte
Die Veranstaltung umfasst die folgenden Themen:
•Fourier-Transformation und Fourier-Reihen
•Wellenoptik: Wellengleichung; Superposition, stehende Wellen, Schwebung; Wellenpakete, Phasen- und Grup-
pengeschwindigkeit.
•Polarisation: linear, zirkular, elliptisch; Fresnel-Gleichungen.
•Interferenz: Zweistrahl-Interferenz, Weglängen-Unterschied; Interferometer; planparallele Platte und dünne
Filme.
•Beugung: Fraunhofer- und Fresnel-Beugung; Einzelspalt, Doppelspalt, Mehrfachspalt, Gitter; Auflösungsver-
mögen optischer Systeme.
•Relativitätstheorie: relativistische Kinematik, Energie-Impuls-Beziehung.
•Photonen: Photoeffekt →Energie, Compton-Effekt →Impuls, Gravitationsrotverschiebung →keine Masse;
Schwarzkörperstrahlung; Planck’sches Strahlungsgesetz, Laser.
•Materiewellen: de Broglie-Wellenlänge.
•Quantendynamik: Zustand, Wellenfunktion, Born-Interpretation; Schrödinger-Gleichung (kontinuierliche Dy-
namik); Messprozess (abrupte Dynamik); Messgrößen, Observablen, Eigenwerte, Erwartungswerte; Vertau-
schungsrelationen, Heisenbergsche Unschärferelation.
•Elementare Quantensysteme: freies Teilchen als Wellenpaket; Teilchen im Kastenpotential; Tunneleffekt; har-
monischer Oszillator; Wasserstoff-Atom; Drehimpuls und Spin.
•Nicht-unterscheidbare Teilchen: Bosonen und Fermionen, Pauli-Prinzip.
Literatur
•W. Demtröder: Experimentalphysik 2 & 3
•E. W. Otten: Repetitorium Experimentalphysik
•E. Hecht und K. Lippert: Optik
•Bergmann & Schäfer Band 3, Optik
•W. Zinth und U. Zinth: Optik
Zugangsvoraussetzungen
Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul
bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls Experimentalphysik 1-2, MfN und MRM
27
4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen
Modul Ex3 Experimentalphysik 3 M.08.128.030
Experimental Physics 3
Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch
Prüfungssprache Deutsch
Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 8/180
Häufigkeit des Angebots Jedes Semester
Begründung der Anwesenheitspflicht Veranstaltungen
Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. J. Walz
Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen B.Sc. Physik, B.Sc. Angewandte Physik
m.S.I., BSc Mathematik, M.Sc. Mathematik
Sonstiges
28
4.2 Physik
Modul Ex-A Atom- und Quantenphysik 08.128.22071
Atomic and Quantum Physics
Pflicht- oder Wahlpflichtmodul P
Leistungspunkte (LP) und
Arbeitsaufwand (workload) 7 LP = 210 h
Moduldauer
(laut Studienverlaufsplan) 1
Lehrveranstaltungen/
Lernformen Art
Regelsemester
bei Studienbeginn
WiSe (SoSe)
Verpflich-
tungsgrad
Kontakt-
zeit(SWS)
Selbst-
studium
Leistungs-
punkte
Vorlesung mit Übung „Atom- und
Quantenphysik“ 4-6 P 147 h 7 LP
Vorlesung V 4 SWS
Übung Ü 2 SWS
Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:
Anwesenheit
Aktive Teilnahme gemäß §5 Abs. 3
Studienleistung(en) Erfolgreiche Bearbeitung von Übungsaufgaben und/oder Projekten
Modulprüfung Klausur (Umfang 120 Min., Bearbeitungszeit maximal 180 Min.) oder
mündliche Prüfung (30 Min.)
Qualifikationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen
Die Studierenden sollen
•grundlegende Kenntnisse der Physik der Atome, Moleküle und Quanten erlangen,
•Aufbau von Atomen und einfachen Molekülen sowie deren Wechselwirkung mit elektromagentischen Feldern,
•quantenmechanisches Wissen an praktischen Beispielen einsetzen und vertiefen sowie
•Einblick erhalten in moderne Verfahren der Atomphysik, Spektroskopie und Manipulation von Quantensyste-
men
Inhalte
Tiefgehende Einführung in die experimentelle Quantenphysik von Atomen und Molekülen und deren Wechselwir-
kung mit Licht, sowie deren praktische Anwendung. Die Veranstaltung umfasst die folgenden Themen:
•Relativistische Effekte und Dirac Gleichung beim Wasserstoffatom, Einflüsse des Kerns, Atome in äußeren
Feldern
•Atome in elektromagnetischen Feldern – Licht-Materie-Wechselwirkung, kohärente und spontane Emissions-
prozesse
•Mehrelektronensysteme, Grundlagen der Laserspektroskopie
•Ausgewählte Anwendungen: z.B. Manipulation und Fallen für neutrale Atome, Moleküle und Ionen, Ramsey-
Methode, Atomuhr, Laser
•Grundlagen der Molekülphysik
Literatur
•Physics of Atoms and Molecules, B.H. Bransden & C.J. Joachain
•Atom- und Quantenphysik, H. Haken & H.C. Wolf
•Experimentalphysik 3: Atome, Moleküle und Festkörper, Demtröder
•speziellere Fachliteratur
Zugangsvoraussetzungen
Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul
bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls
Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Englisch
Prüfungssprache Deutsch oder Englisch
Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 7/180
Häufigkeit des Angebots Jedes Semester
Begründung der Anwesenheitspflicht Veranstaltungen
29
4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen
Modul Ex-A Atom- und Quantenphysik 08.128.22071
Atomic and Quantum Physics
Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. P. Windpassinger
Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen B.Sc. Physik, B.Sc. Angewandte Physik
m.S.I., M.Sc. Physik, M.Sc. Mathematik
Sonstiges
Sprache: Deutsch oder – auf Wunsch – Eng-
lisch Wird die Vorlesung in englischer Spra-
che gehalten, so muss für B.Sc. Studierence
die Möglichkeit bestehen, die Prüfungsleis-
tungen in deutscher Sprache durchzuführen.
Konkret müssen Klausuren auch in deutscher
Sprache zur Verfügung gestellt werden und
Übungsaufgaben können auch in deutscher
Sprache eingereicht werden.
30
4.2 Physik
Modul Ex-B Kern- Teilchen- und Astrophysik 08.128.22072
Nuclear, Particle and Astrophysics
Pflicht- oder Wahlpflichtmodul P
Leistungspunkte (LP) und
Arbeitsaufwand (workload) 7 LP = 210 h
Moduldauer
(laut Studienverlaufsplan) 1
Lehrveranstaltungen/
Lernformen Art
Regelsemester
bei Studienbeginn
WiSe (SoSe)
Verpflich-
tungsgrad
Kontakt-
zeit(SWS)
Selbst-
studium
Leistungs-
punkte
Vorlesung mit Übung
„Kern-, Teilchen- und Astrophysik“ 4-6 P 147 h 7 LP
Vorlesung V 4 SWS
Übung Ü 2 SWS
Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:
Anwesenheit
Aktive Teilnahme gemäß §5 Abs. 3
Studienleistung(en) Erfolgreiche Bearbeitung von Übungsaufgaben und/oder Projekten
Modulprüfung Klausur (Umfang 120 Min., Bearbeitungszeit maximal 180 Min.) oder
mündliche Prüfung (30 Min.)
Qualifikationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen
Die Studierenden erhalten einen Überblick über das gesamte Gebiet der Kern- und Teilchenphysik und eine
Einführung in den Gebiete der Astrophysik und Kosmologie. Nach erfolgreicher Teilnahme an diesem Modul sind
die Studierenden in die Lage:
•die Funktionsweise der in Experimenten eingesetzten Beschleuniger und Detektorsysteme zu verstehen;
•mit theoretischen Konzepten umzugehen, die in der Kern- und Teilchenphysik wichtig sind
•die drei fundamentalen Wechselwirkungen der Teilchenphysik und ihre phänomenologischen Konsequenzen zu
kennen und die entsprechenden Standardexperimente und theoretischen Modelle wiedergeben zu können
•kennen die wichtigsten Phänomene und Anwendungen der Kernphysik und können die Ideen der Kernphysik
wiedergeben zu können
•die Bedeutung der Kern- und Teilchenphysik für die Astrophysik und Kosmologie nachvollziehen zu können
Nach erfolgreichem Abschluss dieses Moduls sind die Studierenden in der Lage, an weiterführenden und speziali-
sierenden Modulen in diesem Bereich teilzunehmen.
Inhalte
Die Veranstaltung umfasst die folgenden Themen:
•Einführung: Natürliche Einheiten, Symmetrien und Erhaltungssätze, relativistische Kinematik, Teilchenbe-
schleuniger und Teilchendetektoren.
•Theoretische Konzepte: Symmetrien, Streuung und Wirkungsquerschnitte, Klein-Gordon- und Dirac-Gleichung,
Feynman-Diagramme.
•Kernphysik: Kernmassen und -radien, Formfaktoren, einfache Kernmodelle, Schalenmodell, α-, β- und γ-Zerfall,
Kernfusion in Sternen, technische Anwendungen
•Teilchenphysik: gebundene Zustände (Quarkonia, Mesonen, Baryonen), inelastische und tiefinelastische Streu-
reaktionen, Partonenmodell, Quark-Modell
•Fundamentale Wechselwirkungen: starke WW, e+e−Reaktionen, schwache WW und elektroschwache Verein-
heitlichung, Paritätsverletzung, CP-Verletzung, W- und Z-Bosonen, CKM-Mischung, Higgs-Mechanismus, das
Standardmodell der Teilchenphysik; Neutrino Oszillationen.
•Einführung in die Kosmologie: Frühes Universum, Friedmann Gleichungen, Kosmologische Beobachtungen,
Dunkle Materie
31
4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen
Modul Ex-B Kern- Teilchen- und Astrophysik 08.128.22072
Nuclear, Particle and Astrophysics
Literatur
•Demtröder, Experimentalphysik 4, Springer Verlag
•Povh, Rith, Scholz TTeilchen und Kerne“ , Springer Verlag
•D. H. Perkins, Introduction to High Energy Physics, Cambridge UP
•D. Griffiths, Introduction to Elementary Particles, Wiley-VCH
•A. Liddle An introduction to modern cosmology", Wiley-VCH
•Diverse andere Lehrbücher zur Kern- und Teilchenphysik
Zugangsvoraussetzungen
Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul
bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls
Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Englisch
Prüfungssprache Deutsch oder Englisch
Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 7/150
Häufigkeit des Angebots Jedes Semester
Begründung der Anwesenheitspflicht Veranstaltungen
Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. S. Tapprogge, Prof. Dr. M. Ostrick
Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen B.Sc. Physik, B.Sc. Angewandte Physik
m.S.I., M.Sc. Physik, M.Sc. Mathematik
Sonstiges
Sprache: Deutsch oder – auf Wunsch – Eng-
lisch Wird die Vorlesung in englischer Spra-
che gehalten, so muss für B.Sc. Studierence
die Möglichkeit bestehen, die Prüfungsleis-
tungen in deutscher Sprache durchzuführen.
Konkret müssen Klausuren auch in deutscher
Sprache zur Verfügung gestellt werden und
Übungsaufgaben können auch in deutscher
Sprache eingereicht werden.
32
4.2 Physik
Modul Ex-C Physik kondensierter Materie 08.128.22073
Condensed Matter Physics
Pflicht- oder Wahlpflichtmodul P
Leistungspunkte (LP) und
Arbeitsaufwand (workload) 7 LP = 210 h
Moduldauer
(laut Studienverlaufsplan) 1
Lehrveranstaltungen/
Lernformen Art
Regelsemester
bei Studienbeginn
WiSe (SoSe)
Verpflich-
tungsgrad
Kontakt-
zeit(SWS)
Selbst-
studium
Leistungs-
punkte
Vorlesung mit Übung „Physik konden-
sierter Materie“ 4-6 P 147 h 7 LP
Vorlesung V 4 SWS
Übung Ü 2 SWS
Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:
Anwesenheit
Aktive Teilnahme gemäß §5 Abs. 3
Studienleistung(en) Erfolgreiche Bearbeitung von Übungsaufgaben und/oder Projekten
Modulprüfung Klausur (Umfang 120 Min., Bearbeitungszeit maximal 180 Min.) oder
mündliche Prüfung (30 Min.)
Qualifikationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen
Nach Abschluss des Moduls „Physik der kondensierten Materie“ sollen die Studierenden erwerben:
•Kenntnisse über Grundlagen und Phänomene der Festkörperphysik und ausgewählter Spezialgebiete (Halblei-
terphysik, Tieftemperaturphysik, Magnetismus,..),
•Kenntnisse über die elementaren Anregungen, bis hin zur Funktion in komplexen Zusammenhängen,
•Fertigkeiten zur Anwendung grundlegender Methoden und Prinzipien der Beschreibung von Festkörperphä-
nomenen (Wechselwirkungen, Symmetrien, reziproker Raum, Modenspektren, Beschreibung der Störung der
periodischen Gitterstruktur, makroskopische Quantenphänomene),
•wesentliche Elemente und Konzepte der Quantenmechanik, und Statistische Mechanik, um die Vielkörpernatur
der Erscheinungen zu beschreiben.
Die Vorlesung legt die Grundlagen zu einem umfassenden Verständnis materialwissenschaftlicher Fragen und zur
Erklärung der Effekte, auf denen zahllose technische Anwendungen der modernen Physik kondensierter Materie
beruhen.
Inhalte
•Inter-Atomare Wechselwirkungen, Phasenverhalten
•Elektronen im Festkörper: Ein-Elektronen-Modelle, freies Elektronengas, Bändermodell, Metalle, Halbleiter,
thermische Eigenschaften
•Gitterschwingungen, Anharmonische Effekte, Wärmeleitung
•Korrelierte Elektronensysteme: Magnetismus, Supraleitung, Topologische Systeme
•Anwendungen: Spektroskopie, Nichtgleichgewicht Phänomene, Spinphysik, Polymerphysik
•Einleitung in die Physik weicher Materie mit Grundlagen der Kontinuumsmechanik
Literatur
•C. Kittel: Einführung in die Festkörperphysik
•H. Ibach, H. Lüth: Festkörperphysik
•N. W. Ashcroft, N. D. Mermin: Festkörperphysik
•R. Gross, A. Marx: Festkörperphysik
Zugangsvoraussetzungen
Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul
bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls
Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Englisch
Prüfungssprache Deutsch oder Englisch
33
4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen
Modul Ex-C Physik kondensierter Materie 08.128.22073
Condensed Matter Physics
Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 7/180
Häufigkeit des Angebots Jedes Semester
Begründung der Anwesenheitspflicht Veranstaltungen
Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. J. Demsar
Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen
B.Sc. Physik, B.Sc. Angewandte Physik
m.S.I., M.Sc. Physik, B.Sc. Angewandte Phy-
sik, M.Sc. Mathematik
Sonstiges
Sprache: Deutsch oder – auf Wunsch – Eng-
lisch. Wird die Vorlesung in englischer Spra-
che gehalten, so muss für B.Sc. Studierence
die Möglichkeit bestehen, die Prüfungsleis-
tungen in deutscher Sprache durchzuführen.
Konkret müssen Klausuren auch in deutscher
Sprache zur Verfügung gestellt werden und
Übungsaufgaben können auch in deutscher
Sprache eingereicht werden.
34
4.3 Ingenieurwissenschaften
4.3 Ingenieurwissenschaften
35
4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen
Modul TM Technische Mechanik und Konstrukti-
onslehre
08.128.22080
Technical Mechanics and Constructions
Pflicht- oder Wahlpflichtmodul P
Leistungspunkte (LP) und
Arbeitsaufwand (workload) 8 = 240
Moduldauer
(laut Studienverlaufsplan) 1
Lehrveranstaltungen/
Lernformen Art
Regelsemester
bei Studienbeginn
WiSe (SoSe)
Verpflich-
tungsgrad
Kontakt-
zeit(SWS)
Selbst-
studium
Leistungs-
punkte
Vorlesung V 1-4 P 3 177 8
Übungen Ü 3
Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:
Anwesenheit
Aktive Teilnahme Erfolgreiche Teilnahme (Lösung der Übungsaufgaben)
Studienleistung(en)
Modulprüfung Klausur (120 Min.) oder mündliche Prüfung (30 Min.)
Qualifikationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen
Nacherfolgreichem Abschluß des Moduls sind die Studierenden im Bereich der technischen Mechanik in der Lage:
•Das Schnittprinzip anzuwenden und Kräfte sichtbar zu machen anhand des Freikörperbildes.
•Den Schwerpunkt einer Gruppe paralleler Kräfte zu bestimmen.
•Die Lagerreaktionen von Tragwerken und die Stabkräfte von Fachwerken zu berechnen.
•Den Verlauf von Schnittgrößen für Balken, Rahmen und Bogen zu ermitteln.
•Mit Hilfe des Arbeitssatzes Reaktions- und Schnittkräfte zu bestimmen und die Stabilität einer Gleichgewichts-
lage zu diskutieren.
•Spannungen und Verformungen für elastishe Stäbe zu untersuchen.
•Das Schnittprinzip anzuwenden und Kräfte sichtbar zu machen anhand des Freikörperbildes.
•Den Schwerpunkt einer Gruppe paralleler Kräfte zu bestimmen.
•Die Lagerreaktionen von Tragwerken und die Stabkräfte von Fachwerken zu berechnen.
•Den Verlauf von Schnittgrößen für Balken, Rahmen und Bogen zu ermitteln.
•Mit Hilfe des Arbeitssatzes Reaktions- und Schnittkräfte zu bestimmen und die Stabilität einer
•Gleichgewichtslage zu diskutieren.
•Spannungen und Verformungen für elastishe Stäbe zu untersuchen.
Im Bereich Konstruktionslehre sind sie in der Lage, lösbare und nichtlösbare Verbindungstechniken wie Schrauben,
Stifte, Bolzen, Nieten und Schweißen, Federn, schaltbare und nichtschaltbare Kupplungen und Bremsen, für den
konkreten Einsatzfall ausgewählen, berechnen und anforderungsgerecht gestalten. Die Studierenden können die
Methodik zum systematischen Entwickeln und Konstruieren von Aufbauten auf konkrete Entwicklungsvorhaben
mittels CAD Zeichnungen anwenden. Es ist vorgesehen nach einem einführenden theoretischen Teil der Vorlesung
im zweiten Teil zu einem Problem-Based Learning Ansatz zur Vermittlung der Lerninhalte überzugehen. Dieser
Ansatz wird durch die Arbeit im zugehörigen Praktikium vertieft.
36
4.3 Ingenieurwissenschaften
Modul TM Technische Mechanik und Konstrukti-
onslehre
08.128.22080
Technical Mechanics and Constructions
Inhalte
•Statik: Kräfte mit gemeinsamen Angriffspunkt, allgemeine Kraftsysteme; Schnittprinzip; Gleichgewicht eines
starren Körpers und Schwerpunkt; Auflager- und Gelenkkräfte; Fachwerke, Balken, Rahmen und Bogen;
•Ermittlung der Schnittgrößen;
•Arbeitssatz in der Statik, Stabilität einer Gleichgewichtslage; Haftung und Reibung;
•Statik elastischer Stäbe;
•Zug und Druck in Stäben.
•Elastostatik: Spannung- und Verzerrungszustand, Elastizitätsgesetz;
•Flächenträghitsmomente 2. Ordnung;
•Biegung, Schub und Torsion;
•lösbare und nichtlösbare Verbindungstechniken auswählen, berechnen und gestalten: Schrauben, Stifte und
Bolzen, Nieten, Schweißen
•Federn: Arten, Einsatz, Auswahl, Berechnung und Anwendungsgestaltung schaltbare und nicht- schaltbare
•Kupplungen und Bremsen: Arten, Auswahl, Berechnung und Anwendungsgestaltung
•methodisches Konstruieren: Methodik, Produkt-Lebenslauf, Anforderungsliste, Funktionsstruk- tur, Kreati-
vitätstechniken zum Finden von Lösungsprinzipien, technisch-wirtschaftliche Bewer- tung und Auswahl von
Konzeptvarianten, Entwerfen u. Gestalten (Gestaltungsregeln, Gestaltungs- prinzipien, Gestaltungsrichtlinien),
kostengünstiges Entwickeln und Konstruieren, Bedeutung der Technik und Verantwortlung bei der Produkt-
entwicklung
•in den Übungen sollen Fertigkeiten in CAD-Zeichnungen erlernt werden
Zugangsvoraussetzungen keine
Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul
bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls
Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Englisch
Prüfungssprache Deutsch oder Englisch
Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote Note geht mit 8 LP in die Abschlussnote ein.
Häufigkeit des Angebots Jedes Sommersemester
Begründung der Anwesenheitspflicht Veranstaltungen
Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter T.B.A.
Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen B.Sc. Angewandte Physik m.S.I.
Sonstiges
37
4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen
Modul MmE Messmethoden (Elektronik) 08.128.250/255
Measurement Methods (Electronics)
Pflicht- oder Wahlpflichtmodul P
Leistungspunkte (LP) und
Arbeitsaufwand (workload) 6-9 LP = 180-270 h
Moduldauer
(laut Studienverlaufsplan) 1
Lehrveranstaltungen/
Lernformen Art
Regelsemester
bei Studienbeginn
WiSe (SoSe)
Verpflich-
tungsgrad
Kontakt-
zeit(SWS)
Selbst-
studium
Leistungs-
punkte
a) Vorlesung mit Übung „Elektronik“ 3-6 P 138 h 6 LP
Vorlesung V 3 SWS
Übung Ü 1 SWS
b) Praktikum zur Elektronik (optional) Pr 3-6 W 3 SWS 58,5 h 3 LP
Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:
Anwesenheit
Aktive Teilnahme Erfolgreiche Bearbeitung der Übungsaufgaben.
Studienleistung(en)
Modulprüfung Vorlesung: Klausur (Umfang 120 Min., Bearbeitungszeit maximal 180
Min.).
Praktikum: Portfolio über die Versuche.
Bei der Teilnahme am Praktikum wird die Note der Modulprüfung
aus dem gewichteten Mittel der Klausurnote (2/3) und der Note des
Praktikums (1/3) bestimmt. In diesem Fall müssen beide Teilnoten
mindestens „ausreichend“ sein.
Qualifikationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen
Die Studierenden erhalten eine Überblick über einen Teilaspekt der technischen Disziplin der Elektrotechnik und
werden so an Aufgabenstellungen, die für viele Physikerinnen und Physiker in der wissenschaftlichen Arbeit und
im Beruf relevant sind, herangeführt.
Die Vorlesung soll die Studierenden
•in die Grundkonzepte moderner Elektronik einführen und
•in die Lage versetzen, bei physikalischen Experimenten mit passiven und aktiven Bauteilen, Stromversorgungen,
Mess-, Operations- und Leistungsverstärkern, aber auch Elementen der Digitalelektronik (A/D- bzw. D/A-
Wandler) umzugehen und
•dazu befähigen, Elektronik zur Messdatenerfassung richtig einzusetzen.
Die Ergänzung durch das Praktikum wird empfohlen. Der Schwerpunkt liegt auf dem praktischen Umgang mit
elektronischen Systemen und den entsprechenden Simulationsprogrammen auf Rechnern. Im Praktikum sollen die
Studierenden
•die Funktion von komplexen Messapparaturen erlernen,
•den praktische Umgang mit der Elektronik einüben, wobei die Eigenschaften einzelner Komponenten zunächst
an exemplarischen Schaltungen untersucht werden;
•die Messungen zum Teil begleitend anhand von Simulationsrechnungen verifizieren und am Ende komple-
xe Messketten für die Erfassung physikalischer Größen im Experiment unter Anwendung der Filterung, der
Verstärkung, A/D-Wandlung und Datenaufnahme mit dem Computer aufbauen,
•die Planung und die strukturierte Durchführung von Messungen erlernen,
•das Führen eines Protokollhefts und das Verfassen von Auswertungsprotokollen einüben und
•Strategien einstudieren, die in komplexen Messprozessen sicherstellen, dass Messungen fehlerfrei funktionieren.
Dabei werden Team- und Kommunikationsfähigkeiten durch das Arbeiten in Kleingruppen gefordert.
38
4.3 Ingenieurwissenschaften
Modul MmE Messmethoden (Elektronik) 08.128.250/255
Measurement Methods (Electronics)
Inhalte
In der Vorlesung werden u.a. die folgenden Themen behandelt:
•passive Bauelemente,
•Einführung in Halbleiterbauelemente (Diode und Transistor),
•Verstärkerschaltungen, Operationsverstärker, Stromversorgung,
•digitale Grundbausteine, programmierbare Logik, Mikroprozessoren, A/D-und D/A Wandlung von Signalen
und
•Messtechnik
Das Praktikum beinhaltet
•Analoge Elektronik: passive und aktive Komponenten, Spannungsversorgung, Operations- und Leistungsver-
stärker, A/D- und D/A-Wandlung, Datenerfassung mit dem Computer
•Digitale Elektronik: Grundschaltungen, programmierbare Logik, Mikroprozessoren.
Literatur
wird in der Vorlesung angegeben
Zugangsvoraussetzungen
Der Besuch der Vorlesung „Elektronik“ ist
Voraussetzung für die Teilnahme am Prak-
tikum.
Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul
bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls Experimentalphysik 1-2
Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch
Prüfungssprache Deutsch oder Englisch
Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 6-9/180
Häufigkeit des Angebots Jedes Sommersemester
Begründung der Anwesenheitspflicht Veranstaltungen
Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. H. Merkel
Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen B.Sc. Physik, B.Sc. Angewandte Physik
m.S.I., BSc Mathematik, M.Sc. Mathematik
Sonstiges
39
4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen
Modul MmS Messmethoden (Signalverarbeitung) 08.128.240/245
Measurement Methods (Signal processing)
Pflicht- oder Wahlpflichtmodul P
Leistungspunkte (LP) und
Arbeitsaufwand (workload) 6-9 LP = 180-270 h
Moduldauer
(laut Studienverlaufsplan) 1
Lehrveranstaltungen/
Lernformen Art
Regelsemester
bei Studienbeginn
WiSe (SoSe)
Verpflich-
tungsgrad
Kontakt-
zeit(SWS)
Selbst-
studium
Leistungs-
punkte
Vorlesung mit Übung
„Signalverarbeitung“ 3-6 P 138 h 6 LP
Vorlesung V 3 SWS
Übung Ü 1 SWS
Praktikum zur Signalverarbeitung (op-
tional) Pr 3-6 W 3 SWS 58,5 h 3 LP
Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:
Anwesenheit
Aktive Teilnahme Erfolgreiche Bearbeitung der Übungsaufgaben.
Studienleistung(en)
Modulprüfung Vorlesung: Klausur (Umfang 120 Min., Bearbeitungszeit maximal 180
Min.), siehe auch §16 (5).
Praktikum: Portfolio über die Versuche.
Bei der Teilnahme am Praktikum wird die Note der Modulprüfung
aus dem gewichteten Mittel der Klausurnote (2/3) und der Note des
Praktikums (1/3) bestimmt. In diesem Fall müssen beide Teilnoten
mindestens „ausreichend“ sein.
Qualifikationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen
Die Studierenden erhalten eine Überblick über einen Teilaspekt der technischen Disziplin der Elektrotechnik und
werden so an Aufgabenstellungen, die für viele Physikerinnen und Physiker in der wissenschaftlichen Arbeit und
im Beruf relevant sind, herangeführt.
Nach Abschluss des Moduls sind die Studierenden
•Mit den Grundkonzepte der Systemtheorie vertraut und befähigt
•sich in spezielle Probleme der Mess-, Regelungs-, und Informationstechnik einzuarbeiten.
Dabei liegt der Schwerpunkt auf der Signalverarbeitung mit linearen Systemen.
Die Ergänzung durch das Praktikum wird empfohlen. Der Schwerpunkt liegt auf der Übertragung von Signalen
auf Leitungen und der Rauschunterdrückung durch Filterung und Korrelations-Mess- techniken. Das Praktikum
soll den praktischen Umgang mit elektronischen Systemen und den entsprechenden Simulationsprogrammen auf
Rechnern vermitteln. Die Studierenden lernen, die Funktion von komplexen Messapparaturen zu überschauen und
Elektronik und Computer zur Messdatenerfassung richtig einzusetzen. Dabei werden
•die Planung und die strukturierte Durchführung von Messungen erlernt,
•das Führen eines Protokollhefts und das Verfassen von Auswertungsprotokollen eingeübt,
•Strategien einstudiert, die in komplexen Messprozessen sicherstellen, dass Messungen fehlerfrei funktionieren
und
•Team- und Kommunikationsfähigkeiten durch das Arbeiten in Kleingruppen gefordert.
Inhalte
In der Vorlesung werden u.a. die folgenden Themen behandelt:
•Aufstellen der Systemgleichungen am Beispiel elektrischer Netzwerke, Laplace- und Fourier-Transformation,
Übertragungsfunktionen und Frequenzgangdarstellung,
•Klassifizierung von linearen, zeitinvarianten Systemen,
•Einführung in die Regelungstechnik, Stabilität,
•Übertragung von Signalen auf Leitungen, Modulation, Abtastvorgänge, stochastische Prozesse, zeitdiskrete
Systeme und die z-Transformation.
Das Praktikum beinhaltet passive und aktive Filter, Signale auf Leitungen, Regelschaltungen, Rauschen, Korrela-
tionsmesstechnik, Messen kleiner und schneller Signale, Netzwerkanalyse am Computer, Analyse im Zeitbereich,
Fourier- und Laplace-Transformation sowie Simulation elektronischer Schaltungen.
40
4.3 Ingenieurwissenschaften
Modul MmS Messmethoden (Signalverarbeitung) 08.128.240/245
Measurement Methods (Signal processing)
Literatur
wird in der Vorlesung angegeben
Zugangsvoraussetzungen
Der Besuch der Vorlesung „Signalverarbei-
tung“ ist Voraussetzung für die Teilnahme
am Praktikum.
Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul
bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls Experimentalphysik 1-2
Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch
Prüfungssprache Deutsch oder Englisch
Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 6-9/180
Häufigkeit des Angebots Jedes Wintersemester
Begründung der Anwesenheitspflicht Veranstaltungen
Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. H. Merkel
Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen B.Sc. Physik, B.Sc. Angewandte Physik
m.S.I., BSc Mathematik, M.Sc. Mathematik
Sonstiges
41
4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen
Modul TI Technische Informatik 08.079.20040
Technical Aspects of Computer Science
Pflicht- oder Wahlpflichtmodul P
Leistungspunkte (LP) und
Arbeitsaufwand (workload) 5 = 150
Moduldauer
(laut Studienverlaufsplan) 1
Lehrveranstaltungen/
Lernformen Art
Regelsemester
bei Studienbeginn
WiSe (SoSe)
Verpflich-
tungsgrad
Kontakt-
zeit(SWS)
Selbst-
studium
Leistungs-
punkte
Vorlesung V 3-6 P 2 108 3
Übungen Ü 3-6 P 2 2
Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:
Anwesenheit
Aktive Teilnahme Erfolgreiche Bearbeitung der Übungsaufgaben.
Studienleistung(en)
Modulprüfung Klausur (120 Min.) oder mündliche Prüfung (20 Min.)
Qualifikationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen
Die Studierenden
•sind in der Lage, Schaltnetze und Schaltwerke zu verstehen, zu entwerfen, zu optimieren und zu testen
•kennen grundlegende Rechnerstrukturen (wie z.B. Rechnerarithmetik, Addierer, Multplizierer, Multiplexer,
PLAs) und haben damit die Fähigkeit zur Leistungsanalyse von Rechnern erworben;
•verfügen über ein Grundverständnis für die Funktionsweise eines von-Neumann-Rechners
•sind in der Lage, kleinere Assemblerprogramme zu schreiben
Der Modul vermittelt einen Einblick in die Struktur, Organisation und technische Realisierung von Rechnersys-
temen. Die Studierenden sollen dabei ein Verständnis für die Abläufe in einem Rechner entwickeln und lernen.
Inhalte
•Schaltfunktionen und ihre Darstellung
•Boolesche Algebra
•Multiplexer und Addiernetze
•Optimierung und Test von Schaltnetzen
•Schaltwerke und deren systematischer Entwurf
•Zahlendarstellungen und Rechnerarithmetik
•Programmierbare Logik (PLAs)
•Organisationsplan eines von-Neumann-Rechners
•Befehlsinterpretation
•Architektur und Maschinenbefehle eines RISC-Prozessors
•Assemblerprogrammierung
•Speicherhierarchie
Zugangsvoraussetzungen keine
Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul
bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls keine
Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch
Prüfungssprache Deutsch oder Englisch
Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote Note geht mit 5 LP in die Abschlussnote ein.
Häufigkeit des Angebots Jedes Wintersemester
Begründung der Anwesenheitspflicht Veranstaltungen
Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. B. Schmidt, Institut für Informatik
Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen B. Sc. Informatik, BSc Angewandte Physik
m.S.I.
Sonstiges Entspricht der Vorlesung des Informatik
(BSc) Studiengangs
42
4.3 Ingenieurwissenschaften
Modul EiP Einführung in die Programmierung 08.079.40110
Introduction to Programming
Pflicht- oder Wahlpflichtmodul P
Leistungspunkte (LP) und
Arbeitsaufwand (workload) 7 = 210
Moduldauer
(laut Studienverlaufsplan) 1
Lehrveranstaltungen/
Lernformen Art
Regelsemester
bei Studienbeginn
WiSe (SoSe)
Verpflich-
tungsgrad
Kontakt-
zeit(SWS)
Selbst-
studium
Leistungs-
punkte
Vorlesung V 1 P 2 147 3
Übungen Ü 1 P 2 2
Programmierpraktikum Pr 1 P 2 2
Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:
Anwesenheit
Aktive Teilnahme Erfolgreiche Bearbeitung der Übungsaufgaben.
Studienleistung(en)
Modulprüfung Klausur (180 Min.)
Qualifikationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen
Zur Erstellung von Programmen gibt es feste Methoden, die immer und immer wieder funktionieren. Und wie
bei jedem Handwerk gilt: Nur durch viel Übung wird man zum Meister. Das Erlernen und Einüben dieser Me-
thoden ist das zentrale Lernziel der Veranstaltung Einführung in die Programmierung. Dabei konzentriert sich
die Veranstaltung auf das Programmieren mit Daten, die in Form von Tabellen, Listen, und Bäumen vorliegen.
Studierende werden lernen Programme zu schreiben, die solche Daten organisieren, analysieren und Ergebnisse
daraus ableiten. Die Veranstaltung führt dazu sowohl die Grundlagen des funktionalen Programmierens (Daten
sind unveränderlich) als auch des imperativen Programmierens ein (Daten sind veränderlich). Die Studieren-
den werden lernen Programme gemäß dieser Ansätze zu schreiben, die Ausführung der Programme schrittweise
nachzuvollziehen, die Verständlichkeit der Programme zu bewerten, und die Korrektheit der Programme durch
Tests zu valideren. Zusammenfassend sollen Studierende nach Absolvierung der Veranstaltung Einführung in die
Programmierung in der Lage sein
•Programme zu schreiben, die Daten organisieren, analysieren und Ergebnisse daraus ableiten,
•Daten programmatisch zu verarbeiten, die in Form von Tabellen, Listen und Bäumen vorliegen,
•Programmieraufgaben in Teilaufgaben zu zerlegen und Programme dementsprechend zu strukturieren,
•Tests zu entwickeln, die das korrekte Funktionieren von Programmen sicherstellen.
Inhalte
•Variablenbegriff
•Kontrollstrukturen
•Funktionen
•Datentypen und zusammengesetzte Datenstrukturen (Arrays, Records, Referenzen) - Rekursion (inkl. einfacher
Algorithmen zum Suchen und Sortieren)
•Pre- und Postconditions
•Worst-case – Komplexität einfacher Programme
•Systematische Softwaretests
•Leitlinien für sauberes Programmieren (Schnittstellen und Modularisierung, Wahl von Bezeichnen, Dokumen-
tation)
Zugangsvoraussetzungen keine
Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul
bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls keine
Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch
Prüfungssprache Deutsch oder Englisch
Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote Note geht mit 7 LP in die Abschlussnote ein,
siehe auch §17 (6).
Häufigkeit des Angebots Jedes Semester
Begründung der Anwesenheitspflicht Veranstaltungen
43
4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen
Modul EiP Einführung in die Programmierung 08.079.40110
Introduction to Programming
Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Sebastian Erdweg, Institut für Informatik
Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen B. Sc. Informatik, BSc Angewandte Physik
m.S.I.
Sonstiges Entspricht der Vorlesung des Informatik
(BSc) Studiengangs
44
4.3 Ingenieurwissenschaften
Modul EiS Einführung in die Softwareentwicklung 08.079.40115
Introduction to Software Development
Pflicht- oder Wahlpflichtmodul P
Leistungspunkte (LP) und
Arbeitsaufwand (workload) 5 = 150
Moduldauer
(laut Studienverlaufsplan) 1
Lehrveranstaltungen/
Lernformen Art
Regelsemester
bei Studienbeginn
WiSe (SoSe)
Verpflich-
tungsgrad
Kontakt-
zeit(SWS)
Selbst-
studium
Leistungs-
punkte
Vorlesung V 2 P 2 108 3
Übungen Ü 2 P 2 2
Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:
Anwesenheit
Aktive Teilnahme Lösung der Übungsaufgaben (Prüfungsvorleistungen).
Studienleistung(en)
Modulprüfung Klausur (120 Min.)
Qualifikationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen
In der Veranstaltung Einführung in die Softwareentwicklung erlernen die Studierenden Techniken zur Entwick-
lung und Wartung von Softwaresystemen. Softwaresysteme zeichnen sich durch ihre Größe und Komplexität aus,
was sie von einfachen Programmen unterscheidet. Das Erlernen und Einüben von Techniken zur Beherrschung
dieser Komplexität ist das zentrale Lernziel der Veranstaltung Einführung in die Softwareentwicklung. Die Veran-
staltungen führt dazu zunächst einige Konzepte aus dem funktionalen Programmieren ein, die die Vorkenntnisse
aus der Veranstaltung Einführung in die Programmierung ergänzen: statische Typisierung, Funktionen höherer
Ordnung und Module. Die Studierende lernen wie Softwaresystem mittels funktionaler Programmierung struk-
turiert werden können, und was die Vor- und Nachteile dieses Ansatzes sind. Daraufhin führ die Veranstaltung
in das objektorientierte Programmieren ein und erklärt insbesondere Schnittstellen, Vererbung und das Geheim-
nisprinzip. Die Studierende lernen wie Softwaresystem mittels objektorientierter Programmierung strukturiert
werden können, und was die Vor- und Nachteile dieses Ansatzes sind. Zusammenfassend sollen Studierende nach
Absolvierung der Veranstaltung Einführung in die Softwareentwicklung in der Lage sein
•Softwaresysteme in einzelne Komponenten zu zerlegen und Schnittstellen definieren zu können,
•Komponenten durch modularisierten Code zu realisieren,
•die Wiederverwendbarkeit von Code zu erkennen und technisch umzusetzen,
•Tests zu entwickeln, die das korrekte Funktionieren von Softwaresystemen sicherstellen.
Inhalte
•Variablenbegriff
•Kontrollstrukturen
•Funktionen
•Datentypen und zusammengesetzte Datenstrukturen (Arrays, Records, Referenzen) - Rekursion (inkl. einfacher
Algorithmen zum Suchen und Sortieren)
•Pre- und Postconditions
•Worst-case – Komplexität einfacher Programme
•Systematische Softwaretests
•Leitlinien für sauberes Programmieren (Schnittstellen und Modularisierung, Wahl von Bezeichnen, Dokumen-
tation)
Zugangsvoraussetzungen keine
Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul
bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls keine
Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch
Prüfungssprache Deutsch oder Englisch
Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote Note geht mit 5 LP in die Abschlussnote ein,
siehe auch §17 (6).
Häufigkeit des Angebots
Begründung der Anwesenheitspflicht Veranstaltungen
45
4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen
Modul EiS Einführung in die Softwareentwicklung 08.079.40115
Introduction to Software Development
Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Sebastian Erdweg, Institut für Informatik
Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen B. Sc. Informatik, BSc Angewandte Physik
m.S.I.
Sonstiges Entspricht der Vorlesung des Informatik
(BSc) Studiengangs
46
4.3 Ingenieurwissenschaften
Modul DSA Datenstrukturen und effiziente Algorith-
men
08.079.095
Structures of Data and efficient Algorithms
Pflicht- oder Wahlpflichtmodul P
Leistungspunkte (LP) und
Arbeitsaufwand (workload) 9 = 270
Moduldauer
(laut Studienverlaufsplan) 1
Lehrveranstaltungen/
Lernformen Art
Regelsemester
bei Studienbeginn
WiSe (SoSe)
Verpflich-
tungsgrad
Kontakt-
zeit(SWS)
Selbst-
studium
Leistungs-
punkte
Vorlesung V 3-6 P 4 207 6
Übungen Ü 3-6 P 2 3
Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:
Anwesenheit
Aktive Teilnahme Erfolgreiche Bearbeitung der Übungsaufgaben.
Studienleistung(en)
Modulprüfung Klausur (120 Min.)
Qualifikationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen
Die Studierenden verstehen die wichtigen Basisalgorithmen der Informatik und können diese korrekt auswählen
und effizient implementieren. Weiterhin können die Studierenden die Vor- und Nachteile der Algorithmen ab-
schätzen und geeignet auswählen. Das Grundwissen über effiziente Algorithmen und Datenstrukturen fördert die
Problemlösungsfähigkeiten der Studierenden.
Inhalte
•grundlegende Datenstrukturen und Algorithmen: Sortieren, Suchbäume, Prioritätswarteschlangen, Skiplisten,
Hashing, Union-Find
•Graphalgorithmen: Zusammenhangskomponenten, Wegesuche, Spannbäume, Matching, Flüsse
•Paradigmen des Algorithmenentwurfs: Divide and Conquer, dynamisches Programmieren, randomisierte Al-
gorithmen, Greedy Strategien
•Analysetechniken: Analyserandomisierter Algorithmen, amortisierte Analyse
Zugangsvoraussetzungen keine
Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul
bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls keine
Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch
Prüfungssprache Deutsch oder Englisch
Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote Note geht mit 9 LP in die Abschlussnote ein.
Häufigkeit des Angebots Jedes Wintersemester
Begründung der Anwesenheitspflicht Veranstaltungen
Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter
Prof. Dr. E. Althaus, Institut für Informatik,
Prof. Dr. E. Schömer, Institut für Informatik
Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen BSc Angewandte Physik m.S.I.
Sonstiges Entspricht der Vorlesung des Informatik
(BSc) Studiengangs
47
4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen
4.4 Theoretische Physik und Mathematik
48
4.4 Theoretische Physik und Mathematik
Modul MRM Mathematische Rechenmethoden M.08.128.23091
Mathematical calculation methods
Pflicht- oder Wahlpflichtmodul P
Leistungspunkte (LP) und
Arbeitsaufwand (workload) 5 LP = 150 h
Moduldauer
(laut Studienverlaufsplan) 1
Lehrveranstaltungen/
Lernformen Art
Regelsemester
bei Studienbeginn
WiSe (SoSe)
Verpflich-
tungsgrad
Kontakt-
zeit(SWS)
Selbst-
studium
Leistungs-
punkte
Vorlesung mit Übung „Mathematische
Rechenmethoden“ 1 P 87h 5 LP
Vorlesung V 3 SWS
Übung Ü 2 SWS
Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:
Anwesenheit
Aktive Teilnahme Erfolgreiche Bearbeitung der Übungsaufgaben.
Studienleistung(en)
Modulprüfung Klausur (Umfang 120 Min., Bearbeitungszeit maximal 180 Min.), siehe
auch §17 (6).
Qualifikationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen
Die Studierenden sollen nach Abschluss u.a.:
•Die mathematischen Grundkenntnisse in der Vorlesung „Mathematische Rechenmethoden erworben haben, die
zum Verständnis der Anfängervorlesungen in der Experimentalphysik und der theoretischen Physik notwendig
sind.
•Konkrete mathematische Fragestellungen lösen können, in dem sie damit verbundenen Rechentechniken einge-
übt haben. Strenge Beweise werden deshalb im Allgemeinen nicht geführt und bleiben den regulären Mathe-
matikvorlesungen vorbehalten.
Inhalte
Die folgenden Themen werden u.a. behandelt:
•Mathematische Rechenmethoden
–komplexe Zahlen,
–endlich dimensionale Vektorräume, Skalarprodukte, insbesondere dreidimensionale Vektorräume mit Vektor-
und Spatprodukt,
–reellwertige und komplexwertige Funktionen,
–Taylor-Entwicklung,
–Funktionen in mehreren Variablen, lokale Extremwerte, mehrdimensionale Integration,
–gewöhnliche Differentialgleichungen,
–Grundbegriffe der Vektoranalysis (Vektorfelder, Gradient, Divergenz, Rotation, Laplace-Operator).
–orthogonale Funktionen,
–Transformationsformel für Integrale bei Koordinatenwechsel,
–ad libitum:
∗Grundzüge der Sätze von Gauß und Stokes,
∗Deltafunktion,
∗Grundzüge partieller Differentialgleichungen.
∗Fourier Transformationen
∗Vektor-/ Hilberträume
Zugangsvoraussetzungen
Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul
bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls
Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch
Prüfungssprache Deutsch
Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 6/180
Häufigkeit des Angebots Jedes Semester
49
4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen
Modul MRM Mathematische Rechenmethoden M.08.128.23091
Mathematical calculation methods
Begründung der Anwesenheitspflicht Veranstaltungen
Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. S. Weinzierl
Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen B.Sc. Physik, B.Sc. Angewandte Physik
m.S.I.
Sonstiges
Entspricht der Vorlesung „Mathematische
Rechenmethoden“ des Physik (BSc) Studien-
gangs
50
4.4 Theoretische Physik und Mathematik
Modul MfN Mathematik in den Naturwissenschaften
1
M.08.105.23088
Mathematics in natural sciences 1
Pflicht- oder Wahlpflichtmodul P
Leistungspunkte (LP) und
Arbeitsaufwand (workload) 7 LP = 210 h
Moduldauer
(laut Studienverlaufsplan) 1
Lehrveranstaltungen/
Lernformen Art
Regelsemester
bei Studienbeginn
WiSe (SoSe)
Verpflich-
tungsgrad
Kontakt-
zeit(SWS)
Selbst-
studium
Leistungs-
punkte
Mathematik in den Naturwissenschaf-
ten 1 1 P 157.5h 7
Vorlesung 1 V 4 SWS
Übung 1 Ü 1 SWS
Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:
Anwesenheit
Aktive Teilnahme Erfolgreiche Bearbeitung der Übungsaufgaben.
Studienleistung(en)
Modulprüfung Eine Klausur (Umfang 120 Min., Bearbeitungszeit maximal 180 Min.).
Die Note geht mit einem Gewicht von 7 LP in die Gesamtbachelornote
ein.
Qualifikationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen
Grundverständnis zentraler Konzepte und Begrifflichkeiten der Mathematik Gefühl für die Lösbarkeit mathema-
tischer Problemstellungen sowie die Kenntnis grundlegender Lösungstechniken für solche Aufgaben Fähigkeit,
naturwissenschaftliche Fragestellungen in mathematische Begriffe zu überführen und präzise zu formulieren
Inhalte
Elementare mathematische Begriffe wie Konvergenz, Stetigkeit und Differenzierbarkeit reellwertiger Funktionen
komplexe Zahlen und reelle Vektorräume, insbesondere die Beschreibung elementargeometrischer Fragestellungen
im Anschauungsraum durch Methoden der linearen Algebra.
Zugangsvoraussetzungen
Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul
bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls
Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch
Prüfungssprache Deutsch oder Englisch
Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 7/180
Häufigkeit des Angebots Jedes Semester
Begründung der Anwesenheitspflicht Veranstaltungen
Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter
Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen BSc Angewandte Physik m.S.I.
Sonstiges
51
4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen
Modul MfN-2 Mathematik in den Naturwissenschaft-
len 2
M.08.105.23082
Mathematics in natural sciences 2
Pflicht- oder Wahlpflichtmodul P
Leistungspunkte (LP) und
Arbeitsaufwand (workload) 6 LP = 180 h
Moduldauer
(laut Studienverlaufsplan) 1
Lehrveranstaltungen/
Lernformen Art
Regelsemester
bei Studienbeginn
WiSe (SoSe)
Verpflich-
tungsgrad
Kontakt-
zeit(SWS)
Selbst-
studium
Leistungs-
punkte
Mathematik in den Naturwissenschaf-
ten 2 2 (3) P 138h 6
Vorlesung V 2 SWS
Übung Ü 2 SWS
Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:
Anwesenheit
Aktive Teilnahme Erfolgreiche Bearbeitung der Übungsaufgaben.
Studienleistung(en)
Modulprüfung Eine Klausur (Umfang 120 Min., Bearbeitungszeit maximal 180 Min.).
Die Note geht mit einem Gewicht von 6 LP in die Gesamtbachelornote
ein.
Qualifikationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen
Grundverständnis zentraler Konzepte und Begrifflichkeiten der Mathematik Gefühl für die Lösbarkeit mathema-
tischer Problemstellungen sowie die Kenntnis grundlegender Lösungstechniken für solche Aufgaben Fähigkeit,
naturwissenschaftliche Fragestellungen in mathematische Begriffe zu überführen und präzise zu formulieren
Inhalte
Funktionen mehrerer Variablen, inklusive der Diskussion von Kurven und Flächen sowie eine Hinführung auf die
entsprechenden Konzepte der Differential- und Integralrechnung der Divergenzsatz und seine Anwendungen in
den Naturwissenschaften die Bedeutung von Differentialgleichungen bei der quantitativen Modellbildung in den
Naturwissenschaften elementarste Konzepte der numerischen Mathematik zur approximativen Lösung mathema-
tischer Aufgabenstellungen
Zugangsvoraussetzungen
Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul
bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls
Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch
Prüfungssprache Deutsch oder Englisch
Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 6/180
Häufigkeit des Angebots SoSe
Begründung der Anwesenheitspflicht Veranstaltungen
Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter
Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen BSc Angewandte Physik m.S.I.
Sonstiges
52
4.4 Theoretische Physik und Mathematik
Modul ThPh Theoretische Physik M.08.128.22050
Theoretical Physics
Pflicht- oder Wahlpflichtmodul P
Leistungspunkte (LP) und
Arbeitsaufwand (workload) 4 LP = 120 h
Moduldauer
(laut Studienverlaufsplan) 1
Lehrveranstaltungen/
Lernformen Art
Regelsemester
bei Studienbeginn
WiSe (SoSe)
Verpflich-
tungsgrad
Kontakt-
zeit(SWS)
Selbst-
studium
Leistungs-
punkte
a) Vorlesung mit Übung „Theoretische
Physik 1“ V 3 P 88 h 4 LP
Vorlesung V 2 SWS
Übung Ü 1 SWS
b) Vorlesung mit Übung „Theoretische
Physik 2“ V 4 P 88 h 4 LP
Vorlesung V 2 SWS
Übung Ü 1 SWS
Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:
Anwesenheit
Aktive Teilnahme Erfolgreiche Bearbeitung der Übungsaufgaben.
Studienleistung(en)
Modulprüfung Je eine Klausur zu a) und b) (Umfang 120 Min., Bearbeitungszeit ma-
ximal 180 Min.)
Qualifikationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen
Die Studierenden beherrschen die grundlegenden Konzepte, Methoden und Denkweisen der theoretischen Physik;
verstehen das Wechselspiel von Theoretischer Physik und Experimentalphysik, den Beitrag der Theoretischen
Physik zu Begriffsbildung und Begriffsgeschichte, sowie die wichtigsten Arbeitsstrategien und Denkformen der
Theoretischen Physik
Inhalte
Das Modul besteht aus den Vorlesungen Theoretische Physik 1 und 2. Im ersten Teil wird vermittelt, wie theo-
retische Physiker und Physikerinnen denken und ist äquivalent zur entsprechenden Vorlesung des Bachelor of
Education Studiengangs, mit den folgenden Inhalten
•Elementare Newton’sche Mechanik
•Theoretische Mechanik: Lagrange-Mechanik, Hamilton-Mechanik
•Drehungen, Tensoren und Tensorfelder
Die Vorlesung „Theoretische Physik 2“ ist äquivalent zur entsprechenden Vorlesung aus dem Bachelor of Education
Studiengangs und vermittelt die folgenden Inhalte:
•Quantentheorie: Postulate und mathematischer Formalismus der Quantentheorie, Schrödingergleichung, Ei-
genwerte u. -zustände, zeitliche Entwicklung, Orts- und Impulsdarstellung, Schrödingerbild, Heisenbergbild,
eindimensionale Probleme, unitäre Transformationen und Symmetrien, Drehimpuls, Spin, Addition von Dre-
himpulsen, Spin-Bahn-Kopplung, Wasserstoffatom, harmonischer Oszillator, Pfadintegral-Formulierung, iden-
tische Teilchen, Interpretation und Information in der Quantenphysik, Quantenmechanik geladener Teilchen,
Zusammenhang zur klassischen Physik, Störungstheorie
Mathematische Hilfsmittel, die nicht bereits in den Lehrveranstaltungen „Mathematische Rechenmethoden 1 +
2“ oder als integraler Bestandteil des Theorie-Moduls vermittelt werden, werden in einem für das Selbststudium
geeigneten Skriptum vermittelt.
Zugangsvoraussetzungen
Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul
bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls
Es wird empfohlen, vor Antritt des Mo-
duls die Module „Experimentalphysik 1“ und
„Experimentalphysik 2“ zu absolvieren.
Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch
Prüfungssprache Deutsch
Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 8/180
53
4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen
Modul ThPh Theoretische Physik M.08.128.22050
Theoretical Physics
Häufigkeit des Angebots Jedes Semester
Begründung der Anwesenheitspflicht Veranstaltungen
Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. Stefan Scherer
Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen B.Sc. Angewandte Physik, B. Ed. Physik
Sonstiges
54
4.5 Seminare
4.5 Seminare
Modul S Wissenschaftskommunikation und Kom-
petenzerwerb
M.08.128.271
Science communication and competence ac-
quisition
Pflicht- oder Wahlpflichtmodul P
Leistungspunkte (LP) und
Arbeitsaufwand (workload) 5 LP = 150 h
Moduldauer
(laut Studienverlaufsplan) 1
Lehrveranstaltungen/
Lernformen Art
Regelsemester
bei Studienbeginn
WiSe (SoSe)
Verpflich-
tungsgrad
Kontakt-
zeit(SWS)
Selbst-
studium
Leistungs-
punkte
a) Physik- und Kompetenzseminar S 4-6 P 2 SWS 99 h 4 LP
b) Seminar zu Abschlussarbeiten S 4-6 P 1 SWS 19,5 h 1 LP
Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:
Anwesenheit S
Aktive Teilnahme
Studienleistung(en) a) Besuch der Seminarveranstaltungen
b) Besuch der Einführungsveranstaltung und von mindestens 4 Veran-
staltungen
Modulprüfung Die Benotung beruht auf der Beurteilung des Vortrags am Vortragstag
des Seminars sowie auf der Qualität des Posters und der schriftlichen
Zusammenfassung.
Qualifikationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen
Die Studierenden sollen
•Präsentationstechniken erlernen, einüben und eine konzise Beamer-Präsentation entwerfen, die Vorträge der
anderen Studierenden in Bezug auf Inhalt, Form und Vortragstechnik konstruktiv kritisch kommentieren,
•ein Poster, das den Vortrag zusammenfasst, erstellen, die dazu nötige Fertigkeiten erwerben
•und eine schriftliche, englischsprachige Zusammenfassung (z.B. einen Abstract) formulieren.
Nach Abschluss des Moduls sind die Studierenden in der Lage
•zu einem vorgegebenen Thema Literatur zu recherchieren und ein Wissensgebiet selbständig zu erarbeiten,
•einen Vortrag geeignet zu strukturieren, eine ansprechende Präsentation zu erstellen, den Vortrag in freier
Rede zu halten und eine wissenschaftliche Diskussion über das eigene Thema, wie auch über die Themen der
anderen Seminarteilnehmer, zu führen.
•Neben Fertigkeiten im Umgang mit geeigneten Computerprogrammen erwerben die Studierenden verbesserte
Kommunikationstechniken und Grundelemente der englischen Fachsprachekompetenz.
Dabei bleiben die Vorträge in einem ersten Durchgang ohne Bewertung, sodass die Studierenden ohne Noten-
druck kritisch diskutieren und frei ihre Meinung äußern können. Die überarbeiteten Vorträge werden an einem
Vortragstag zusammen mit den Postern vorgestellt und beurteilt. Die Seminarthemen werden z.T. aus technisch
oder gesellschaftlichen relevanten Bereichen gewählt. Die Beschäftigung mit diesen Themen und die Diskussion
darüber stärkt
•die Verantwortung und das bewusste Handeln der Studierenden gegenüber der Wissenschaft und möglicher
Folgen ihrer Tätigkeit für Umwelt und Gesellschaft
•und die Fähigkeit an aktuellen technisch-wissenschaftlich Debatten konstruktiv und sachkundig teilzunehmen.
Im „Seminar zu Abschlussarbeiten“ erhalten die Studierenden eine kompakte Übersicht der in Mainz vertrete-
nen Forschungsgebiete. Dabei werden sie über die Forschungsthemen, die unterschiedlichen wissenschaftlichen
Arbeitsformen, geeignete Abschlussarbeiten und über Möglichkeiten zum Auslandstudium informiert.
55
4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen
Modul S Wissenschaftskommunikation und Kom-
petenzerwerb
M.08.128.271
Science communication and competence ac-
quisition
Inhalte
Die Themen der Vorträge sollen sich an den physikalischen Vorkenntnissen, die in den ersten 4 Semester erworben
werden, orientieren. Beispiele sind
•Themenreihen zur Physik des Alltags,
•Grundlegende und bahnbrechende Experimente oder
•aktuelle bzw. gesellschaftlich relevante Bereiche der angewandten Physik und Technik.
Arbeitsgruppen, die Abschlussarbeiten aus Gebieten der Physik anbieten, stellen ihre wissenschaftliche Tätigkeit
und mögliche Abschlussarbeiten vor und diskutieren diese mit den Studierenden.
Zugangsvoraussetzungen
Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul
bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls
Experimentalphysik 1-3, Theoretische Physik
Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch
Prüfungssprache Deutsch
Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 5/180
Häufigkeit des Angebots Jedes Semester
Begründung der Anwesenheitspflicht Veranstaltungen
Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. K. Wendt
Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen B.Sc. Physik, B.Sc. Angewandte Physik
m.S.I.
Sonstiges Sprache: deutsch/englisch
56
4.6 Praktika
4.6 Praktika
Modul P1 Grundpraktikum M.08.128.10210
Basic Laboratory Course
Pflicht- oder Wahlpflichtmodul P
Leistungspunkte (LP) und
Arbeitsaufwand (workload) 12 LP = 360 h
Moduldauer
(laut Studienverlaufsplan) 2
Lehrveranstaltungen/
Lernformen Art
Regelsemester
bei Studienbeginn
WiSe (SoSe)
Verpflich-
tungsgrad
Kontakt-
zeit(SWS)
Selbst-
studium
Leistungs-
punkte
Grundpraktikum 1 Pr 2-3 P 4 SWS 138 h 6 LP
Grundpraktikum 2 Pr 3-4 P 4 SWS 138 h 6 LP
Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:
Anwesenheit
Aktive Teilnahme
Studienleistung(en) Vor- und Haupttestate
Modulprüfung Kumulativ über Summe der mündlichen Vor- und schriftlichen Haupt-
testate (unbenotet).
Qualifikationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen
Die Studierenden erlernen
•das experimentellen Arbeiten in allen Bereichen der Physik durch den selbständigen Aufbau und der Durch-
führung von einfachen Versuchen in Kleingruppen unter Betreuung von erfahrenen Assistenten,
•die jedem einzelnen Experiment zugrunde liegenden Hintergründe und Effekte in eingeschränkter Zeit zu
verstehen und die Messprinzipien sowie die physikalischen Grundlagen und Zusammenhänge mündlich und an
der Tafel überzeugend darzustellen,
•den Einsatz und die Genauigkeit von Messgeräten und Messdatenerfassungssystemen mit konventionellen Tech-
niken und Computerauswertungsverfahren, Methoden der Datenanalyse sowie das Führen eines Protokollheftes
und Regeln guter wissenschaftlicher Praxis.
Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls
•sind die Studierenden mit den Grundprinzipien des Experimentierens, mit der Funktionsweise, Genauigkeit
und Bedienung verschiedener Messgeräte sowie mit der computergestützten Messdatenerfassung vertraut,
•können Messdaten richtig interpretieren, angemessene Fehlerabschätzungen ausführen und beherrschen die
Berechnung der Fehlerfortpflanzung;
•sind die Studierenden mit der Anpassung von Funktionen an Messdaten (lineare Regression, Fitprozeduren
etc.) vertraut, beherrschen die saubere und vollständige Protokollierung von Messdaten und sind in der Lage,
Messergebnisse in tabellarischer und graphischer Form übersichtlich darzustellen;
•haben sie die Anwendung von theoretischen Grundlagen auf konkrete Experimente eingeübt, eine anschauliche
Vorstellung physikalischer Phänomene erworben und sind in der Lage, in anschaulicher Weise über physikali-
sche Sachverhalte des Gebietes zu kommunizieren.
Die Studierenden machen zudem Erfahrungen mit
•dem Zeitmanagement durch die nötige Einteilung des Praktikumstags,
•der Schreibkompetenz (Anfertigung der Protokolle im Grundpraktikum 2) und üben ihre Teamfähigkeit durch
die gemeinsame Durchführung der Versuche.
In den mündlichen Vortestaten verbessern die Studierenden ihre Kommunikations- und Ausdrucksfähigkeit, da
Wert auf klare und präzise Erklärungen gelegt wird.
57
4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen
Modul P1 Grundpraktikum M.08.128.10210
Basic Laboratory Course
Inhalte
•Grundpraktikum 1: In 4 Vorversuchen und 7 Hauptversuchen werden Auswerteverfahren und physikalischen
Themen aus den folgenden Bereichen behandelt:
–Messprozess: Datenanalyse, Fehlerrechnung, Statistik
–Mechanik: Translation und Rotation, Schwingungen und Wellen,
–Thermodynamik: Kalorimetrie, Gasgesetze, Wärmekraftmaschine
•Grundpraktikum 2: In 10 Versuchen werden physikalische Themen aus den folgenden Gebieten behandelt:
–Elektrizität: Stromkreise, Induktion, Potentialfelder, Oszilloskop
–Optik: Beugung, Interferenz, Polarisation, Spektrometrie
–Radioaktivität: α-, β- und γ-Strahlung
Literatur
Standardlehrbücher der Experimentalphysik
Zugangsvoraussetzungen
Für den Besuch des Grundpraktikums 2 wird
die erfolgreiche Teilnahme am Grundprakti-
kum 1 vorausgesetzt.
Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul
bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls
Zur Teilnahme am Grundpraktikum 1 sollten
entweder sehr gute Physik-Schulkenntnisse
vorliegen bzw. die Vorlesung „Experimental-
physik 1“ besucht worden sein
Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch
Prüfungssprache Deutsch
Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 12/180
Häufigkeit des Angebots Jedes Semester
Begründung der Anwesenheitspflicht Veranstaltungen
Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. K. Wendt
Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen B.Sc. Physik, B.Sc. Angewandte Physik
m.S.I., M.Sc. Mathematik
Sonstiges
58
4.6 Praktika
Modul IngP Ingenieur Projektpraktikum 08.128.22060
Engineering Project Internship
Pflicht- oder Wahlpflichtmodul P
Leistungspunkte (LP) und
Arbeitsaufwand (workload) 7 = 210
Moduldauer
(laut Studienverlaufsplan) 1
Lehrveranstaltungen/
Lernformen Art
Regelsemester
bei Studienbeginn
WiSe (SoSe)
Verpflich-
tungsgrad
Kontakt-
zeit(SWS)
Selbst-
studium
Leistungs-
punkte
Projektpraktikum (In den Semesterferi-
en - 3 Wochen) Pr 1-4 P 120 90 7
Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:
Anwesenheit
Aktive Teilnahme Anwesendheitspflicht bei Praktikum
Studienleistung(en)
Modulprüfung Praktikumsbericht und Präsentation des konstruierten Objekts
Qualifikationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen
Die Studierenden sollen im Praktikum lernen, eine gestellte Konstruktionsaufgabe im Team zu lösen. Hierzu
soll zunächst ein Entwurf mittels CAD Zeichnung erstellt werden. Insbesondere sollen verschiedene Komponenten
durch verschiedenartige Ansätze (3D-Druck, Mechanisches Fräßen, Sägen- und Schrauben von Aluminiumprofilen)
realisiert werden können. In einem zweiten Schritt sollen die erarbeitete Lösungsansätze unter Aufsicht von den
Studierenden gebaut und getestet werden.
Inhalte
Erstellt werden soll eine Biegevorrichtung, welche folgende Lerninhalte beinhaltet:
•Erstellen eines 3D/CAD-Designs des Bauteils
•Bohren, sägen, feilen, fräsen - Grundlegende mechanische Bearbeitung
•3D-Druck
•Einfache bewegliche Teile, Passungen, Masshaltigkeit
Die Aufgaben werden in Kleingruppen unter Aufsicht in der studierenden Werkstatt durchgeführt.
Zugangsvoraussetzungen keine
Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul
bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls
Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Englisch
Prüfungssprache Deutsch oder Englisch
Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote Note geht mit 8 LP in die Abschlussnote ein.
Häufigkeit des Angebots Jedes Sommersemester
Begründung der Anwesenheitspflicht Veranstaltungen
Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter T.B.A.
Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen B.Sc. Angewandte Physik m.S.I.
Sonstiges
59
4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen
4.7 Abschlussarbeit
Modul BA Bachelor-Arbeit A.08.128.22100
Bachelor Thesis
Pflicht- oder Wahlpflichtmodul P
Leistungspunkte (LP) und
Arbeitsaufwand (workload) 13 LP = 390 h
Moduldauer
(laut Studienverlaufsplan) 1
Lehrveranstaltungen/
Lernformen Art
Regelsemester
bei Studienbeginn
WiSe (SoSe)
Verpflich-
tungsgrad
Kontakt-
zeit(SWS)
Selbst-
studium
Leistungs-
punkte
Bachelor-Arbeit (P) 6 P 21 h 339 h 12 LP
Abschlusskolloquium (P) 6 P 2 h 28 h 1 LP
Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:
Anwesenheit
Aktive Teilnahme
Studienleistung(en) Mindestens 1 Betreuungsgespräch pro Woche
Modulprüfung Schriftliche Bachelorarbeit mit Abschlusskolloquium (30 min) vor der
Arbeitsgruppe, in der die Arbeit angefertigt wurde. Die Note der Mo-
dulprüfung wird gemäß § 17 aus dem arithmetischen Mittel der Note
der Bachelorarbeit und des Abschlusskolloquiums gebildet; dabei wird
die Note der Bachelorarbeit und des Abschlusskolloquiums im Verhält-
nis 5:1 gewichtet.
Qualifikationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen
Die Studierenden werden befähigt, unter Anleitung
•begrenzte wissenschaftliche Fragestellungen in einem eigenen Projekt nach wissenschaftlichen Methoden zu
bearbeiten,
•in eine Messmethode oder ein Konzept einzuarbeiten,
•sich die dazu nötigen technischen Verfahren anzueignen,
•ausgewählte Fachliteratur zu ihrem Projekt zu verstehen,
•die Ergebnisse schriftlich in wissenschaftlich angemessener Form zusammenzufassen,
•in einer wissenschaftlichen Diskussion auch mit kritischen Fragen umzugehen und ihre eigenen einen wissen-
schaftlichen Vortrag zu halten und ihre Resultate, u.a. im Kolloquium, zu vertreten.
Die Studierenden lernen dabei ihre Zeit einzuteilen, in dem sie zunächst das „Projekt“ in Zusammenarbeit mit
dem Betreuer entwerfen, die Fortschritte regelmäßig diskutieren und vortragen, die Ergebnisse dokumentieren
und in einer etwa 30 Seiten langen Arbeit niederschreiben. Die Arbeit sollte nicht länger als 40 Seiten sein.
Sie üben dabei, physikalische Probleme, die zielorientiertes und logisch fundiertes Herangehen erfordern selbstän-
dig einzuordnen und durch Einsatz (rechen)technischer, naturwissenschaftlicher und mathematischer Methoden
zu analysieren bzw. zu lösen. Sie werden dabei durch ihre Betreuerin oder ihren Betreuer in Bezug auf akademische
Redlichkeit und wissenschaftsethisches Verhaltens sensibilisiert und lernen im Laufe des Verfassens der Bache-
lorarbeit einen wissenschaftlichen Text zu gliedern, korrekt zu bebildern und die Regeln guter wissenschaftlicher
Praxis, wie die des korrekten Zitierens, zu beachten. Sie erhalten Einblick in die Arbeitsweise eines Forscherteams.
Sie werden befähigt, ihr Wissen auf unterschiedlichen Gebieten einzusetzen und verantwortlich zu handeln.
Die Arbeit kann in englischer Sprache abgefasst werden um die wissenschaftliche Sprachkompetenz zu verbes-
sern und um die Ergebnisse der Forschung zugänglicher zu machen. Die Sprachkompetenz wird zudem durch das
Studium englischsprachiger Originalliteratur geschult.
Inhalte
Es wird eine Teilaufgabe aus einem Forschungsvorhaben einer in der Regel im Fachbereich angesiedelten ex-
perimentellen Arbeitsgruppe als Thema der Bachelor-Arbeit formuliert, das dann weitgehend selbständig vom
Studierenden bearbeitet wird.
60
4.7 Abschlussarbeit
Modul BA Bachelor-Arbeit A.08.128.22100
Bachelor Thesis
Zugangsvoraussetzungen
Mindestanforderungen: Experimentalphysik
34 LP, Mathematik und Theoretische Phy-
sik 20 LP, Praktika 12 LP, Informatik und
Ingenieurswissenschaftlichen Fächern 34 LP.
Eine Zulassung ist auf Antrag bei abweichen-
den Leistungspunktzahlen möglich.
Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul
bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls
Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch
Prüfungssprache Deutsch
Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 13/180 (siehe § 17 der PO)
Häufigkeit des Angebots Jedes Semester
Begründung der Anwesenheitspflicht Veranstaltungen
Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Modulbeauftragter: Prof. Dr. M. Ostrick
Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen B.Sc. Physics, B.Sc. Angewandte Physik
m.S.I.
Sonstiges
61
4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen
4.8 Wahlpflicht Physik
Modul 730 Statistik, Datenanalyse und Simulation 08.128.730
Statistics, Data Analysis and Simulation
Pflicht- oder Wahlpflichtmodul WP
Leistungspunkte (LP) und
Arbeitsaufwand (workload) 6 LP = 180 h
Moduldauer
(laut Studienverlaufsplan) 1
Lehrveranstaltungen/
Lernformen Art
Regelsemester
bei Studienbeginn
WiSe (SoSe)
Verpflich-
tungsgrad
Kontakt-
zeit(SWS)
Selbst-
studium
Leistungs-
punkte
Vorlesung mit Übung „Statistik, Daten-
analyse und Simulation“ (WP) 4-6 WP 138 h 6 LP
Vorlesung V 3 SWS
Übung Ü 1 SWS
Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:
Anwesenheit
Aktive Teilnahme gemäß §5 Abs. 3
Studienleistung(en) Erfolgreiche Bearbeitung von Übungsaufgaben und/oder Projekten
Modulprüfung Klausur (Umfang 120 Min., Bearbeitungszeit maximal 180 Min.),
mündliche Prüfung (30 Min), Hausarbeit oder eigener Vortrag
Qualifikationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen
Das Modul vermittelt eine Übersicht der statistischen Methoden zur Analyse von Daten und bietet eine Einfüh-
rung in die Technik der Monte Carlo-Simulation. Obwohl die Methodik häufig anhand von Beispielen aus der
Teilchen-, Hadronen- und Kernphysik erläutert wird, empfehlen wir das Modul auch für Studierende, die andere
Schwerpunkte setzen. Das Ziel ist die Schaffung eines soliden Grundwissens um eine experimentelle Masterarbeit
auf einem verwandten Gebiet der Physik erfolgreich durchführen zu können.
Inhalte
Die folgenden Inhalte sollen u.a. vermittelt werden:
•Wahrscheinlichkeitsverteilungen und die statistische Beschreibung von Daten;
•Fehlerrechnung und Schätzung von Parametern;
•Signifikanzniveaus und Hypothesenentscheidungen;
•Monte Carlo-Verfahren; sowie
•statistische Analysemethoden
Zugangsvoraussetzungen
Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul
bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls
Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Englisch
Prüfungssprache Deutsch oder Englisch
Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 6/180
Häufigkeit des Angebots Jedes Sommersemester
Begründung der Anwesenheitspflicht Veranstaltungen
Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. M. Schott
Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen B.Sc. und M.Sc. Angewandte Physik, M.Sc.
Physik
Sonstiges
62
4.8 Wahlpflicht Physik
Modul AdvCM Fortgeschrittene Festkörperphysik 08.128.22075
Advanced Solid State Physics
Pflicht- oder Wahlpflichtmodul WP
Leistungspunkte (LP) und
Arbeitsaufwand (workload) 6 = 180
Moduldauer
(laut Studienverlaufsplan) 1
Lehrveranstaltungen/
Lernformen Art
Regelsemester
bei Studienbeginn
WiSe (SoSe)
Verpflich-
tungsgrad
Kontakt-
zeit(SWS)
Selbst-
studium
Leistungs-
punkte
Vorlesung mit Übung „Fortgeschrittene
Festkörperphysik“ 4-6 138 h 6 LP
Vorlesung V P 3
Übungen Ü 1
Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:
Anwesenheit
Aktive Teilnahme Erfolgreiche Bearbeitung der Übungsaufgaben.
Studienleistung(en)
Modulprüfung Klausur (120 Min.) oder mündliche Prüfung (30 Min.)
Qualifikationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen
Nach dem Abschluss des Moduls sind die Studierenden in der Lage:
(a) die experimentellen Daten, die mit verschiedenen thermodynamischen, transport- und spektroskopischen
Methoden gewonnen wurden, zu verstehen und zu interpretieren, und
(b) die elektrischen, magnetischen und optischen Eigenschaften verschiedener Materialklassen (Metalle, Halblei-
ter, Isolatoren, sowie Systeme mit makroskopischen Ordnungen, wie z.B. (Anti-)Ferromagnete, Supraleiter,
Multiferroika usw.) zu beschreiben.
Darüber hinaus werden die Studierenden mit den grundlegenden klassischen und quantenmechanischen Modellen
der Festkörperphysik vertraut gemacht. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen die Grundlage für das Verständnis
der funktionalen Eigenschaften der Materialien bilden, wie sie in der Alltagselektronik, der Spintronik und in
zukünftigen Quantentechnologien zum Einsatz kommen.
Inhalte
•Festkörperphysik in the Nutschell (elektronische Bandstruktur, Phononendispersion, Eigenschaften von Me-
tallen/Halbleitern/Isolatoren)
•Dielektrische Eigenschaften (Elektrodynamik, Lindhard-Antwortfunktion, optische Leitfähigkeit, Kramers-
Kronig-Beziehungen, optische Übergänge und Anregungen, Spektroskopie)
•Dielektrika/Ferroelektrika (Polarisierbarkeit, displazive Phasenübergänge, Ginzburg-Landau-Theorie)
•Supraleitung (grundlegende Eigenschaften, Ginzburg-Landau-Theorie der Supraleitung, Abrikosov-Gitter, mi-
kroskopische BCS-Theorie, Josephson-Effekt + SQUID, unkonventionelle Supraleitung)
•Dichtewellensysteme (Ladungs-/Spin-Dichtewellen und ihre kollektiven Moden)
•Magnetismus (Anti-/Ferromagnetismus)
•Topologische Quantenmaterie (Berry-Phase, topologische Phasen, Skyrmionen, Quantenspinflüssigkeiten)
•Nichtgleichgewichtsphänomene (kollektive Modendynamik, getriebene Phasenübergänge)
Zugangsvoraussetzungen Experimentalphysik 1-3, Physik der Konden-
sierten Materie (Ex-C)
Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul
bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls
Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Englisch
Prüfungssprache Deutsch oder Englisch
Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 6/180
Häufigkeit des Angebots Jedes Sommersemester
Begründung der Anwesenheitspflicht Veranstaltungen
Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. J. Demsar
Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen B.Sc. und M.Sc. Angewandte Physik, MSc
Physik
63
4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen
Modul AdvCM Fortgeschrittene Festkörperphysik 08.128.22075
Advanced Solid State Physics
Sonstiges
64
4.8 Wahlpflicht Physik
Modul AdvMat „Einführung fortschrittliche Materialien
- von weicher zu fester Materie“
08.128.7012
„Introduction to Advanced Materials - from
soft matter to hard matter“
Pflicht- oder Wahlpflichtmodul WP
Leistungspunkte (LP) und
Arbeitsaufwand (workload) 6 LP = 180 h
Moduldauer
(laut Studienverlaufsplan) 1
Lehrveranstaltungen/
Lernformen Art
Regelsemester
bei Studienbeginn
WiSe (SoSe)
Verpflich-
tungsgrad
Kontakt-
zeit(SWS)
Selbst-
studium
Leistungs-
punkte
Vorlesung mit Übung „Introduction to
Advanced Materials - from soft matter
to hard matter“ (WP)
4-6 WP 138 h 6 LP
Vorlesung V 3 SWS
Übung Ü 1 SWS
Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:
Anwesenheit
Aktive Teilnahme gemäß §5 Abs. 3
Studienleistung(en) Erfolgreiche Bearbeitung von Übungsaufgaben und/oder Projekten
Modulprüfung Klausur (Umfang 120 Min., Bearbeitungszeit maximal 180 Min.),
mündliche Prüfung (30 Min), Hausarbeit oder eigener Vortrag
Qualifikationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen
Den Studierenden sollen die Grundlagen der Physik und Chemie harter und weicher Materie nahe gebracht
werden. Insbesondere soll ein Verständnis darüber erzielt werden, wie die Größe, die nanoskopische Anordnung
sowie die Wechselwirkungsenergie der atomaren, molekularen und makromolekularen bzw. kolloidalen Bausteine
die Materialeigenschaften bestimmt. Als universelle Analysemethode wird Streuung eingeführt, was sich sowohl
zur Untersuchung von harter, als auch von weicher Materie eignet. Für die weiche Materie erfolgt überdies eine
Einführung in die Rheologie. An einem oder an mehreren speziellen Themen soll ein vertieftes Verständnis für
ein forschungsnahes Spezialgebiet der kondensierten Materie entstehen, das eine gute Grundlage darstellt, eine
Masterarbeit erfolgreich durchführen zu können.
Inhalte
•Einführung in Kristallstrukturen, Gitterschwingungen und Gitterdefekte
•Einführung in weiche Materie inklusive Polymere
•Einführung in Streuung mit Photonen, Neutronen und Elektronen zur Untersuchung von Kristallen, Polymeren
und magnetischen Systemen
•Einführung in die Rheologie von Polymeren
•Einführung in den Magnetismus
Literatur
C. Kittel: Einführung in die Festkörperphysik, R. Gross: Festkörperphysik, R. A. J. Jones: Soft Condensed Matter,
M. Rubinstein & R. H. Colby: Polymer Physics; S. Blundell: Magnetism in Condensed Matter
Zugangsvoraussetzungen
Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul
bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls
Kenntnisse auf dem Niveau des Moduls Ex-
perimentalphysik „Physik kondensierter Ma-
terie“ des Bachelor-Studiengangs.
Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Englisch
Prüfungssprache Deutsch oder Englisch
Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 6/180
Häufigkeit des Angebots Jedes Wintersemester
Begründung der Anwesenheitspflicht Veranstaltungen
Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. M. Kläui
65
4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen
Modul AdvMat „Einführung fortschrittliche Materialien
- von weicher zu fester Materie“
08.128.7012
„Introduction to Advanced Materials - from
soft matter to hard matter“
Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen M.Sc. Physik, B.Sc. und M.Sc. Angewandte
Physik
Sonstiges Sprache: Englisch
66
4.8 Wahlpflicht Physik
Modul QTech Quantentechnologische Plattformen und
Anwendungen
08.128.22078
Plattforms and Applications of Quantum
Technologies
Pflicht- oder Wahlpflichtmodul WP
Leistungspunkte (LP) und
Arbeitsaufwand (workload) 6 = 180
Moduldauer
(laut Studienverlaufsplan) 1
Lehrveranstaltungen/
Lernformen Art
Regelsemester
bei Studienbeginn
WiSe (SoSe)
Verpflich-
tungsgrad
Kontakt-
zeit(SWS)
Selbst-
studium
Leistungs-
punkte
Vorlesung V 4-6 P 3 138 6
Übungen Ü 1
Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:
Anwesenheit
Aktive Teilnahme Erfolgreiche Bearbeitung der Übungsaufgaben.
Studienleistung(en)
Modulprüfung Klausur (120 Min.) oder mündliche Prüfung (30 Min.)
Qualifikationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen
Sie Studiedenden sollen nach Abschluss des Moduls - einen Überblick über Quantentechnologische Anwendungen
und deren zugrundeliegenden physikalischen Prinzipien erlangt haben - unterschiedliche Quantentechnologieplatt-
formen bescheiben können und grundlegende Kenntnisse über deren Funktionsweise besitzen - aufbauend auf dem
in vorausgegangnen Lehrveranstaltungen zur Quantenphysik verschiedene technische Umsetzungsstrategien und
Limitierungen quantntechnologischer Systeme diskutieren und in den allgemeinen Zusammenhang der breiten
Anwendung von Quantentechnologien einordnen können
Inhalte
- Einführung in Quantentechnologieanwendungen (Quantencomputer, Quantenkommunikation, Quantensenso-
rik) - Quantencomputer: digitale Quantencomputer, Quantengatter, Ionenbasierte Quantencomupter, supraleitene
Quantencomputer, photonische Quantencomputer - Quantensimmulatoren: analoge Quantencomputer, Annealing,
ulktrakalte Quantengase - Quantenkommunikation: QKD, diskrete und kontinuierliche Varibalen, Quantentrepea-
ter - Quantensensorik: optische Uhren, Farbzentren, Atominterferometer, Magentometer
Zugangsvoraussetzungen Experimentalphysik 1-3
Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul
bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls Atom- und Quantenphysik
Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Englisch
Prüfungssprache Deutsch oder Englisch
Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote Note geht mit 6 LP in die Abschlussnote ein.
Häufigkeit des Angebots Jedes Wintersemester
Begründung der Anwesenheitspflicht Veranstaltungen
Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter T.B.A.
Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen B.Sc. Angewandte Physik m.S.I.
Sonstiges
67
4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen
Modul Med Medizin- und Strahlenphysik 08.128.22079
Medical Physics and Physics of Radiation
Pflicht- oder Wahlpflichtmodul WP
Leistungspunkte (LP) und
Arbeitsaufwand (workload) 6 LP = 180 h
Moduldauer
(laut Studienverlaufsplan) 1
Lehrveranstaltungen/
Lernformen Art
Regelsemester
bei Studienbeginn
WiSe (SoSe)
Verpflich-
tungsgrad
Kontakt-
zeit(SWS)
Selbst-
studium
Leistungs-
punkte
Vorlesung V 4-6 P 3 138 6 LP
Übungen Ü 1
Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:
Anwesenheit
Aktive Teilnahme Erfolgreiche Teilnahme (Lösung der Übungsaufgaben)
Studienleistung(en)
Modulprüfung Klausur (120 Min.) oder mündliche Prüfung (30 Min.)
Qualifikationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen
Der Kurs vermittelt die Grundlagen der Physik von bildgebenden Verfahren sowie Arten der Strahlungstherapie.
Neben der theoretischen Betrachtungen können lernen die Studierenden zudem, die Wirkung bei der Anwendung
ionisierender Strahlung in Diagnostik und Therapie für die verschiedenen Verfahren und Strahlenarten kennen
und ihre Bedeutung einzuschätzen. Unter Zuhilfenahme der Begrifflichkeiten im Strahlenschutz (Dosisgrößen)
können die Wirkungen bewertet werden. So soll die Bedeutung unterschiedlicher Maßnahmen zum Strahlenschutz
sowohl bei der Strahlendiagnostik als auch bei der Strahlentherapie erkannt werden.
Inhalte
- Bildgebende Verfahren in der Medizinphysik: Röntgenstrahlung, CT, PET, MRT - Grundlagen der Strah-
lungstherapie - Strahlenphysikalische Grundladen: Wechselwirkung von Strahlung mit Materie - Strahlen wir-
kung in der Diagnostik - Dosimetrie und Dosismessverfahren zur Steuerung und Überwachung - Streustrah-
lung,Sekundärwirkungen - Strahlenschutzmaßnahmen in der Diagnostik: Wirkung, Einschränkungen, Grenzen
Zugangsvoraussetzungen Experimentalphysik 1-3 des Bachelor-
Studiengangs.
Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul
bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls
Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Englisch
Prüfungssprache Deutsch oder Englisch
Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote Note geht mit 6 LP in die Abschlussnote ein.
Häufigkeit des Angebots Jedes Wintersemester
Begründung der Anwesenheitspflicht Veranstaltungen
Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter T.B.A.
Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen B.Sc. und M.Sc. Angewandte Physik
Sonstiges
68
4.9 Wahlpflicht Ingenieurwissenschaften
4.9 Wahlpflicht Ingenieurwissenschaften
Modul FPGA FPGA Programmierung 08.079.20590
FPGA Programming
Pflicht- oder Wahlpflichtmodul WP
Leistungspunkte (LP) und
Arbeitsaufwand (workload) 6 LP = 180 h
Moduldauer
(laut Studienverlaufsplan) 1
Lehrveranstaltungen/
Lernformen Art
Regelsemester
bei Studienbeginn
WiSe (SoSe)
Verpflich-
tungsgrad
Kontakt-
zeit(SWS)
Selbst-
studium
Leistungs-
punkte
Vorlesung V 3-6 P 3 138 6 LP
Übungen Ü 1
Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:
Anwesenheit
Aktive Teilnahme Erfolgreiche Bearbeitung der Übungsaufgaben.
Studienleistung(en)
Modulprüfung Klausur (120 Min.) oder mündliche Prüfung (20 Min.)
Qualifikationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen
Die Teilnehmer sollen am Ende des Kurses in der Lage sein, unter Benutzung der entsprechenden Werkzeuge eine
eigene Schaltung (z.B. eine einfache CPU) in einem FPGA umzusetzen und die von den Werkzeugen eingesetzten
Techniken und Algorithmen zu verstehen.
Inhalte
Funktionen und Anwendungen von programmierbaren Logikbausteinen (FPGAs) werden besprochen. Der Ent-
wurf, die Synthese und die Simulation von digitalen Schaltungen in einer Hardwarebeschreibungssprache (z.B.
VHDL) werden sowohl in der Vorlesung als auch in der praktischen Übung mit FPGAs behandelt. Im einzelnen
sind folgende Themen vorgesehen.
•CMOS, Gatter, kombinatorische Logik
•Register, Takt, Pipelines
•Simulation und Synthese
•Place and Route
•Schnelle Schaltungen
•VHDL Design Patterns
•Synchronisation
•Speicher und vordefinierte Logikblöcke (IP)
•Busse und andere Interfaces
Zugangsvoraussetzungen
Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul
bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls Kenntnisse im Bereich der Programmierung
Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Englisch
Prüfungssprache Deutsch oder Englisch
Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote Note geht mit 6 LP in die Abschlussnote ein.
Häufigkeit des Angebots Jedes Sommersemester
Begründung der Anwesenheitspflicht Veranstaltungen
Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. Berger (Physik)
Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen B.Sc. und M.Sc. Angewandte Physik
Sonstiges
69
4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen
Modul KI Einführung in die künstliche Intelligenz 08.079.20542
Introduction to Artificial Intelligence
Pflicht- oder Wahlpflichtmodul WP
Leistungspunkte (LP) und
Arbeitsaufwand (workload) 6 = 180
Moduldauer
(laut Studienverlaufsplan) 1
Lehrveranstaltungen/
Lernformen Art
Regelsemester
bei Studienbeginn
WiSe (SoSe)
Verpflich-
tungsgrad
Kontakt-
zeit(SWS)
Selbst-
studium
Leistungs-
punkte
Vorlesung V 3-6 P 2 138 3
Übungen Ü 3-6 P 2 3
Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:
Anwesenheit
Aktive Teilnahme Erfolgreiche Bearbeitung der Übungsaufgaben.
Studienleistung(en)
Modulprüfung Klausur (120 Min.) oder mündliche Prüfung (20 Min.)
Qualifikationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen
Die Studierenden
•verfügen über ein Verständnis über die Möglichkeiten und Grenzen der die Grenzen von symbolischer KI;
•kennen verschieden Agentenarten und können diese in verschiedenen Umwelten einteilen;
•kennen Algorithmen zur Suche, informierten Suche und der Constraint-Satisfaction-Probleme;
•kennen grundsätzliche Planungsverfahren;
•kennen grundsätzlich den Ansatz des Maschinellen Lernens und insbesondere des verstärkenden Lernens.
Inhalte
Intelligente Agenten Problemlösen
•Problemlösung durch Suchen
•Lokale Suchalgorithmen und Optimierungsprobleme
•Adversariale Suche und Spiele
•Probleme unter Rand- und Nebenbedingungen
Wissen, Schließen und Planen
•Logische Agenten
•Logik erster Stufe
•Inferenz in der Logik erster Stufe o Klassisches Planen
•Knowledge Representation
Übersicht Maschinelles Lernen
•Lernen mittels Entscheidungsbäumen
•Verstärkendes Lernen
Zugangsvoraussetzungen keine
Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul
bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls Einführung in die Programmierung
Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch
Prüfungssprache Deutsch oder Englisch
Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote Note geht mit 6 LP in die Abschlussnote ein.
Häufigkeit des Angebots Jedes Sommersemester
Begründung der Anwesenheitspflicht Veranstaltungen
Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. Stefan Kramer
Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen B. Sc. Informatik, BSc Angewandte Physik
m.S.I.
Sonstiges Entspricht der Vorlesung des Informatik
(BSc) Studiengangs
70
4.9 Wahlpflicht Ingenieurwissenschaften
Modul GPU GPU Programmierung 08.079.20431
Accelerated Computing with GPU
Pflicht- oder Wahlpflichtmodul WP
Leistungspunkte (LP) und
Arbeitsaufwand (workload) 6 = 180
Moduldauer
(laut Studienverlaufsplan) 1
Lehrveranstaltungen/
Lernformen Art
Regelsemester
bei Studienbeginn
WiSe (SoSe)
Verpflich-
tungsgrad
Kontakt-
zeit(SWS)
Selbst-
studium
Leistungs-
punkte
Vorlesung V 3-6 P 2 138 3
Übungen Ü 3-6 P 2 3
Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:
Anwesenheit
Aktive Teilnahme Erfolgreiche Bearbeitung der Übungsaufgaben.
Studienleistung(en)
Modulprüfung Klausur (120 Min.) oder mündliche Prüfung (20 Min.)
Qualifikationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen
Die GPU Architektur und das PRAM Model charakterisieren können, CUDA, OpenACC und PRAM Programme
miteinander vergleichen können, Beherrschung der parallelen Implementierung eines vorgegebenen sequentiellen
Algorithmus in CUDA, OpenACC und PRAM, Effizienz einer parallelen CUDA/PRAM Implementierung kritisch
bewerten können, CUDA Code Optimierung, Parallelität in sequenziellen Algorithmen identifizieren können,
Entwicklung von Software für GPU Cluster mit OpenACC/MPI
Inhalte
Grundlagen von parallelen Algorithmen und Architekturen, PRAM Modelle, GPU Architekturen, CUDA Pro-
grammiermodell, Parallele Reduktion, Paralleles Sortieren, Parallele Matrixalgorithmen, Parallele Faltung und
Jakobi Iteration, OpenACC, Programmierung und Algorithmen für GPU Cluster, Praktische Programmieraufga-
ben
Zugangsvoraussetzungen Einführung in die Programmierung u. Daten-
strukturen u. effiziente Algorithmen
Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul
bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls
Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch
Prüfungssprache Deutsch oder Englisch
Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote Note geht mit 6 LP in die Abschlussnote ein.
Häufigkeit des Angebots Das Modul wird alle zwei Jahre angeboten
Begründung der Anwesenheitspflicht Veranstaltungen
Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. Bertil Schmidt
Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen B. Sc. Informatik, BSc Angewandte Physik
m.S.I.
Sonstiges Entspricht der Vorlesung des Informatik
(BSc) Studiengangs
71
4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen
Modul Prog Programmiersprachen 08.079.20070
Programming Languages
Pflicht- oder Wahlpflichtmodul WP
Leistungspunkte (LP) und
Arbeitsaufwand (workload) 5 = 150
Moduldauer
(laut Studienverlaufsplan) 1
Lehrveranstaltungen/
Lernformen Art
Regelsemester
bei Studienbeginn
WiSe (SoSe)
Verpflich-
tungsgrad
Kontakt-
zeit(SWS)
Selbst-
studium
Leistungs-
punkte
Vorlesung V 3-6 P 2 108 3
Übungen Ü 3-6 P 2 2
Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:
Anwesenheit
Aktive Teilnahme Erfolgreiche Bearbeitung der Übungsaufgaben.
Studienleistung(en)
Modulprüfung Klausur (120 Min.) oder mündliche Prüfung (20 Min.)
Qualifikationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen
Die Studierenden
•können den BNF Formalismus anwenden um die Syntax von Programmiersprachen zu modellieren; - können
die Semantik einer Programmiersprache als Interpreter definieren;
•kennen die fundamentalen Konzepte, aus denen Programmiersprachen zusammengesetzt sind;
•können Programmiersprachen anhand der verfügbaren Konzepte vergleichen.
Inhalte
Programmiersprachen sind das wohl wichtigste Werkzeug zur Entwicklung von Software, und das Erlangen von
Programmierkompetenzen setzt immer zunächst die Beherrschung einer Programmiersprache voraus. In der Ver-
anstaltung PProgrammiersprachen"wollen wir untersuchen, was eine Programmiersprache eigentlich ausmacht,
woraus sie besteht. Dazu untersuchen wir grundlegende Programmierkonzepte: wozu sie dienen und wie sie funk-
tionieren. Wir behandeln die folgenden Konzepte:
•Syntax
•Interpreter Semantik
•Variablen als Platzhalter
•Funktionen erster und höherer Ordnung
•Algebraische Datentypen und Pattern Matching
•Rekursion
•Veränderliche Variablen und Speicherverwaltung - Objektorientierung
•Operationale Semantik
Zugangsvoraussetzungen keine
Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul
bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls keine
Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch
Prüfungssprache Deutsch oder Englisch
Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote Note geht mit 5 LP in die Abschlussnote ein.
Häufigkeit des Angebots Jedes Sommersemester
Begründung der Anwesenheitspflicht Veranstaltungen
Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. Sebastian Erdweg, Institut für In-
formatik
Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen B. Sc. Informatik, BSc Angewandte Physik
m.S.I.
Sonstiges Entspricht der Vorlesung des Informatik
(BSc) Studiengangs
72
4.9 Wahlpflicht Ingenieurwissenschaften
Modul DB Datenbanken 08.079.20228
Databases
Pflicht- oder Wahlpflichtmodul WP
Leistungspunkte (LP) und
Arbeitsaufwand (workload) 6 = 180
Moduldauer
(laut Studienverlaufsplan) 1
Lehrveranstaltungen/
Lernformen Art
Regelsemester
bei Studienbeginn
WiSe (SoSe)
Verpflich-
tungsgrad
Kontakt-
zeit(SWS)
Selbst-
studium
Leistungs-
punkte
Vorlesung V 3-6 P 2 69 3
Übungen Ü 3-6 P 2 69 3
Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:
Anwesenheit
Aktive Teilnahme Erfolgreiche Bearbeitung der Übungsaufgaben.
Studienleistung(en)
Modulprüfung Klausur (120 Min.) oder mündliche Prüfung (20 Min.)
Qualifikationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen
Datenbanktechnologie ist eine Schlüsseltechnologie der praktischen und angwandten Informatik. Datenbanken
spielen in Unternehmen eine immer zentralere Rolle, weil ein Grossteil von Unternehmens- und Nutzerdaten in
Datenbanken gespeichert ist. Die Studierenden lernen den grundsätzlichen Aufbau von Datenbanken und deren
Benutzung kennen. Ebenso wird besonderer Wert auf die semantisch korrekte Modellierung eines Sachverhalts
als Voraussetzung für den Datenbankentwurf gesehen. Einen weiteren Schwerpunkt bildet das Erlernen der Da-
tenbanksprache SQL. Hierdurch sollen die Studierenden befähigt werden, die erworbenen Kenntnisse praktisch
umzusetzen. Die Studierenden sollen zusammenfassend in der Lage sein
•relationale Datenbanken zu entwerfen, redundanzfrei zu machen, anzulegen und zu befragen.
•die theoretischen Grundlagen des relationalen Modells erklären zu können: relationale Algebra, Tupelkalkül und
Domänenkalkül und relationale Entwurfstheorie (Normalformen, funktionale und mehrwertige Abhängigkeiten,
Dekomposition),
•die praktischen Aspekte in der Anwendung zu berücksichtigen, insbesondere die Nutzung von Indexstrukturen,
die Optimierung von Anfragen und die Nutzung des Transaktionskonzepts, und schließlich
•über relationale Technologie hinausgehend, NoSQL-Datenbanken bewerten zu können und somit auch relatio-
nale Technologie besser einordnen zu können.
Inhalte
•Einleitung und Übersicht über Datenbankmanagementsysteme
•Datenbankentwurf: Entity-Relationship Modellierung, Funktionalitäten, (min, max)-Notation
•Das relationale Modell: relationale Algebra, Tupelkalkül und Domänenkalkül
•Relationale Anfragensprachen: SQL, Datendefinitions-, Datenmanipulations- und Datenbankanfragesprache,
Rekursion, Sichten, Query-by-Example
•Datenintegrität: referentielle Integrität, Integritätsbedinungen, Trigger
•Relationale Entwurfstheorie: funktionale Abhängigkeiten, mehrwertige Abhängigkeiten, Dekomposition von
Relationen, Normalformen
•Physische Datenorganisation: Indexstrukturen
•Anfrageoptimierung: logische Optimierung, physische Optimierung
•Transaktionsverwaltung
•Überblick über NoSQL-Datenbanken
Zugangsvoraussetzungen keine
Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul
bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls Module „Programmierung“
Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch
Prüfungssprache Deutsch oder Englisch
Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote Note geht mit 6 LP in die Abschlussnote ein.
Häufigkeit des Angebots Jedes Wintersemester
Begründung der Anwesenheitspflicht Veranstaltungen
73
4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen
Modul DB Datenbanken 08.079.20228
Databases
Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. B. Schmidt, Institut für Informatik
Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen B. Sc. Informatik, BSc Angewandte Physik
m.S.I.
Sonstiges Entspricht der Vorlesung des Informatik
(BSc) Studiengangs
74
4.9 Wahlpflicht Ingenieurwissenschaften
Modul OS Betriebssysteme 08.079.20212
Operating Systems
Pflicht- oder Wahlpflichtmodul WP
Leistungspunkte (LP) und
Arbeitsaufwand (workload) 6 = 180
Moduldauer
(laut Studienverlaufsplan) 1
Lehrveranstaltungen/
Lernformen Art
Regelsemester
bei Studienbeginn
WiSe (SoSe)
Verpflich-
tungsgrad
Kontakt-
zeit(SWS)
Selbst-
studium
Leistungs-
punkte
Vorlesung V 3-6 P 2 138 3
Übungen Ü 3-6 P 2 3
Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:
Anwesenheit
Aktive Teilnahme Erfolgreiche Bearbeitung der Übungsaufgaben.
Studienleistung(en)
Modulprüfung Klausur (120 Min.) oder mündliche Prüfung (20 Min.)
Qualifikationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen
Der Vorlesungsanteil legt den Schwerpunkt auf die Vermittlung von Kenntnissen der Aufgaben und Funktionsweise
von Betriebssystemen und des Verständnisses grundlegender Betriebssystemkonzepte, ihrer Implementierungen
und ihrer möglichen Probleme. Diese Kenntnisse sind die notwendige Grundlage für aufbauende Vorlesungen,
um aktiv in die Hardware-nahe und Betriebssystementwicklung einzusteigen. Dieses Verständnis dient im Be-
reich der Übungen als Grundlage für die Nutzung existierender Betriebssysteme und zur Programmierung von
Anwendungssoftware. In den Übungen wird zum Beispiel die Programmierung von Synchronisationskonstrukten
mit praktischen Programmier-aufgaben eingeübt. Die Übungen vermitteln somit die Kompetenzen, systemnahe
Funktionen zu verwenden, betriebssystemnahe Anwendungen zu entwickeln und Betriebssystemdienste effizient
zu nutzen.
Inhalte
Die Lehrveranstaltung gibt einen einführenden Überblick über die wichtigsten Konzepte heutiger Betriebssysteme
für Arbeitsplatzrechner und Server, wobei die Themen SSynchronisationünd SSpeicherverwaltungßtärker vertieft
werden. Im Einzelnen werden folgende Themen behandelt:
•Einführung: Aufgaben eines Betriebssystems, Aufbau von Rechnern, Betriebssystem-Konzepte, Systemaufrufe,
Architektur von Betriebssystemen
•Prozesse und Threads: Grundlagen, Zustandsmodelle
•Synchronisation: kritische Bereiche, Sperren, Semaphore, Monitore, Bedingungsvariable
•Nachrichtenbasierte Prozessinteraktion: Nachrichtenaustausch, RPC, Signale
•Synchronisationsfehler: Verhungern von Prozessen, Deadlocks, Deadlock-Erkennung und -Vermeidung
•Prozess-Scheduling: FIFO, Round-Robin, Prioritäten, adaptives und Multilevel-Scheduling
•Speicherverwaltung: Aufbau des Adressraums, dynamische Speicherverwaltung, Swapping, seitenbasierte vir-
tuelle Speicherverwaltung, Seitenersetzungsstrategien, Segmentierung
•Ein-/Ausgabe: Geräte, Zugriff auf Geräte
•Dateisysteme: Dateien und Dateizugriff, Verzeichnisse, Aufbau eines Dateisystems
•Schutz: Schutzmatrix, Schutzmonitor, Beispiele
Zugangsvoraussetzungen keine
Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul
bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls Programmierung
Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch
Prüfungssprache Deutsch oder Englisch
Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote Note geht mit 6 LP in die Abschlussnote ein.
Häufigkeit des Angebots Jedes 2. Semester
Begründung der Anwesenheitspflicht Veranstaltungen
Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr.-Ing. A. Brinkmann, Institut für In-
formatik
75
4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen
Modul OS Betriebssysteme 08.079.20212
Operating Systems
Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen B. Sc. Informatik, BSc Angewandte Physik
m.S.I.
Sonstiges Entspricht der Vorlesung des Informatik
(BSc) Studiengangs
76
4.9 Wahlpflicht Ingenieurwissenschaften
Modul TechV Technik des Vakuums und der tiefen
Temperaturen
08.128.22130
Techniques of vacuum and low temperatures
Pflicht- oder Wahlpflichtmodul WP
Leistungspunkte (LP) und
Arbeitsaufwand (workload) 6 LP = 180 h
Moduldauer
(laut Studienverlaufsplan) 1
Lehrveranstaltungen/
Lernformen Art
Regelsemester
bei Studienbeginn
WiSe (SoSe)
Verpflich-
tungsgrad
Kontakt-
zeit(SWS)
Selbst-
studium
Leistungs-
punkte
Vorlesung V 4-6 P 3 138 6 LP
Übungen Ü 1
Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:
Anwesenheit
Aktive Teilnahme Erfolgreiche Bearbeitung der Übungsaufgaben.
Studienleistung(en)
Modulprüfung Klausur (120 Min.) oder mündliche Prüfung (30 Min.)
Qualifikationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen
In Technik und Grundlagenforschung geht es um die Einhaltung geeigneter experimenteller Bedingungen, ins-
besondere was die Einhaltung geeigneter Temperatur- Vakuumbedingungen angeht. Selbstständige Arbeit bzw.
Forschung erfordert ein Verständnis der physikalischen Grundlagen, in diesem Falle von kinetischer Gastheorie
und (weitgehend) klassischer Thermodynamik. Ziel des Moduls ist es, dass die Student:innen komplexe Appara-
turen im Hinblick auf die genannten Aspekte analysieren und (in gewissen Grenzen) auch bereits planen können.
Dies wird an zahlreichen Beispielen erläutert.
Inhalte
•Thermodynamik / kin. Gastheorie / Strahlung
•Transportprozesse / Sorption / Desorption / Strömung
•Technische Komponenten: Pumpen / Ventile / Messgeräte / Massenseparatoren / Werkstoffe/ etc.
•Beispiele zur Erzeugung “angemessener“ Vakuumbedingungen in großen und kleinen Experimenten.
•Thermodynamik der Refrigeratoren (Linde-Prozess u.a., Entmischer, adiabatische, Laserkühlung)
•Technische Komponenten: Temperaturmessung / Steurventile / Coldboxen / Mischkühler / Dewars /
Transportleitungen, Anlagenbau, etc,..
•Physik bei tiefen Temperaturen – Möglichkeiten und Grenzen (z.B. Supraleitung)
Zugangsvoraussetzungen Experimentalphysik 1-3 des Bachelor-
Studiengangs.
Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul
bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls
Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Englisch
Prüfungssprache Deutsch oder Englisch
Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote Note geht mit 6 LP in die Abschlussnote ein.
Häufigkeit des Angebots Jedes Wintersemester
Begründung der Anwesenheitspflicht Veranstaltungen
Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Kurt Aulenbacher
Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen B.Sc. und M.Sc. Angewandte Physik
Sonstiges
77
4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen
Modul TechH Technik der Halbleiter und optoelektro-
nischen Komponenten
08.128.22140
Technology of Semiconductors and Optoelec-
tronic Components
Pflicht- oder Wahlpflichtmodul P
Leistungspunkte (LP) und
Arbeitsaufwand (workload) 6 = 180
Moduldauer
(laut Studienverlaufsplan) 1
Lehrveranstaltungen/
Lernformen Art
Regelsemester
bei Studienbeginn
WiSe (SoSe)
Verpflich-
tungsgrad
Kontakt-
zeit(SWS)
Selbst-
studium
Leistungs-
punkte
Vorlesung V 4-6 P 3 138 6
Übungen Ü 1
Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:
Anwesenheit
Aktive Teilnahme Erfolgreiche Bearbeitung der Übungsaufgaben.
Studienleistung(en)
Modulprüfung Klausur (120 Min.) oder mündliche Prüfung (30 Min.)
Qualifikationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen
Halbleiter und ihre Verfeinerungen in Form der optoelektronischen Bauteile bestimmen unseren Alltag und auch
weite Teile der zur Forschung benötigten Technologie. Ziel der Vorlesung ist es, aufbauend auf einfachen festkör-
perphysikalischen Konzepten
Inhalte
•Festkörperphysik: Struktur, Quantenmechanische Grundlagen, Bandstruktur, Symetrieeigenschaften, Bloch-
funktionen usf.
•Bandstruktur: Modifikationen Störstellen, Dotierung, p/n junction, Heterostrukturen
•Transportphänomene, Boltzmann Gleichung und Vereinfachungen Drift-Diffusion, MC-Simualtion
•Einfache Halbleiteranwendungen: Diode/Transistor/Photodiode/LED
•Technologie der Halbleiterfabrikation: Von der Kristallzüchtung zur Molekularstrahl-Epitaxie zur Lithografie
und weiter...
•Physik und Technik der Heterostrukturen z.B. am Beispiel des Halbleiterlasers
•Optolektronische System: CCD und andere Detektorarrays.
•Optoeleckronische Kompoenten für die Hochgeschwindigkeitskommunikation: (Transceiver/Modulatoren/
Glasfaserkomponenten/integrierte (nichtlineare) Optik
Zugangsvoraussetzungen Experimentalphysik 1-3
Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul
bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls
Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Englisch
Prüfungssprache Deutsch oder Englisch
Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote Note geht mit 6 LP in die Abschlussnote ein.
Häufigkeit des Angebots Jedes Sommersemester
Begründung der Anwesenheitspflicht Veranstaltungen
Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Kurt Aulenbacher
Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen B.Sc. Angewandte Physik m.S.I.
Sonstiges
78
4.9 Wahlpflicht Ingenieurwissenschaften
Modul Chemie Chemie für Physiker M.09.032.1000
Chemistry for physicists
Pflicht- oder Wahlpflichtmodul WP
Leistungspunkte (LP) und
Arbeitsaufwand (workload) 9 LP = 270 h
Moduldauer
(laut Studienverlaufsplan) 2
Lehrveranstaltungen/
Lernformen Art
Regelsemester
bei Studienbeginn
WiSe (SoSe)
Verpflich-
tungsgrad
Kontakt-
zeit(SWS)
Selbst-
studium
Leistungs-
punkte
Vorlesung „Chemie für Physiker 1“ V 1 P 2 SWS 39 h 2 LP
Übungen zu „Chemie für Physiker 1“ Ü 1 P 1 SWS 49,5 h 2 LP
Vorlesung „Chemie für Physiker 2“ V 1 P 2 SWS 69 h 3 LP
Übungen zu „Chemie für Physiker 2“ Ü 1 P 1 SWS 49,5 h 2 LP
Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:
Anwesenheit
Aktive Teilnahme
Studienleistung(en) Zwischenklausuren zu beiden Vorlesungen
Modulprüfung Abschlussklausur (120 Min) oder mündliche Prüfung (30-45 Min)
Qualifikationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen
Die Studierenden sollen grundlegende Konzepte der Chemie kennen lernen und ein zur Allgemeinbildung gehö-
rendes elementares Wissen auf den Gebieten der anorganischen Chemie der Hauptgruppenelemente sowie der
chemischen Kinetik und Thermodynamik erwerben.
In Chemie 1 werden
•die Fach- und Formelsprache der Chemie eingeführt und stöchiometrische Berechnungen durchgeführt;
•am Beispiel der Gase gezeigt, dass sich mit Hilfe einfacher Annahmen über die Gasteilchen das Verhalten des
makroskopischen Systems quantitativ beschreiben lässt;
•das Konzept der Ionen- und Metallbindung behandelt und die Struktur von Metall- und Ionengittern mit Hilfe
des Prinzips der dichtesten Kugelpackung erläutert,
•das Konzept des chemischen Gleichgewichts am Beispiel von Säure-Base-Reaktionen eingeführt
•und charakteristische Reaktionen der Alkali- und Erdalkalimetalle vorgestellt.
In Chemie 2 sollen die Studierenden
•den periodischen Verlauf wichtiger physikalischer und chemischer Eigenschaften der Elemente auf Grundlage
des Aufbaus und der Elektronenstruktur der Atome kennen lernen,
•das Konzept der kovalenten Bindung, die Bestimmung von Oxidationszahlen und das Aufstellen von Redox-
Gleichungen vermittelt bekommen und
•lernen, die Struktur einfacher Moleküle mit Hilfe von Lewis-Strukturen und dem VSEPR-Modell, vorherzusa-
gen.
Diese grundlegenden chemischen Konzepte werden bei der Behandlung wichtiger chemischer Eigenschaften und
Reaktionen der Elemente der III. – VII. Hauptgruppe vertieft. In der Vorlesung werden darüber hinaus die
Grundlagen der chemischen Kinetik und Thermodynamik eingeführt.
79
4 Detailierte Modulbeschreibungen mit Lehrveranstaltungen
Modul Chemie Chemie für Physiker M.09.032.1000
Chemistry for physicists
Inhalte
Die folgenden Themen werden u.a. behandelt:
Chemie für Physiker 1
•Stöchiometrie: Dalton-Atomtheorie, stöchiometrische Gesetze, chemische Formeln und Reaktionsgleichungen,
stöchiometrisches Rechnen
•Gase: Druck, Avogadro-Gesetz, ideales Gasgesetz, kinetische Gastheorie, Dalton-Gesetz, Graham-
Effusionsgesetz, reale Gase, Verflüssigung von Gasen
•Flüssigkeiten und Feststoffe: Phasendiagramme, Arten kristalliner Feststoffe, Kristallstrukturen von Metallen,
Ionenkristalle, Röntgenbeugung
•Chemisches Gleichgewicht: reversible Reaktionen, Massenwirkungsgesetz, Gleichgewichtskonstante, Prinzip
von Le Châtelier
•Säuren und Basen: Arrhenius- und Brønsted-Konzept, Säurestärke, Säure-Base-Gleichgewichte, Ionenprodukt
des Wassers, pH-Wert, Indikatoren, Pufferlösung, Salze schwacher Säuren und Basen, Säure-Base-Titrationen
•Elemente der I. und II. Hauptgruppe: allgemeine Eigenschaften, Vorkommen, Darstellung, Verbindungen,
Verwendung
Chemie für Physiker 2
•Atombau und Elektronenstruktur der Atome: Aufbau der Atome, Atommassen, Ordnungszahl und das PSE,
Quantenzahlen, Pauli-Prinzip, Hund-Regel, Elektronenkonfiguration
•Eigenschaften der Atome: Atomgröße, Ionisierungsenergie, Elektronenaffinität, Ionenbindung
•Kovalente Bindung: Übergang zwischen Ionenbindung und kovalenter Bindung, Elektronegativität, Lewis-
Struktur, Oktettregel, Mesomerie
•Molekülstruktur: VSEPR-Modell, Molekülorbitale
•Oxidationszahlen und Reduktions-Oxidations-Reaktionen
•Elemente der III.-VII. Hauptgruppe: allgemeine Eigenschaften, Vorkommen, Darstellung, Verbindungen, Ver-
wendung
•Chem. Kinetik: Reaktionsgeschw., Geschwindigkeitsgesetze, Arrhenius-Gleichung, Katalyse
•Chemische Thermodynamik: Hauptsätze der Thermodynamik, Gleichgewicht und freie Reaktionsenthalpie,
Temperaturabhängigkeit der Gleichgewichtskonstanten
Literatur
•Mortimer, Chemie - Das Basiswissen der Chemie
•Brown, Lemay, Bursten, Chemie – Die zentrale Wissenschaft
•Holleman, Wiberg, Lehrbuch der anorganischen Chemie
Zugangsvoraussetzungen Anmeldung bei den Lernplattformen Reader-
Plus und ILIAS
Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul
bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls
Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Deutsch
Prüfungssprache Deutsch oder Englisch
Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 9/180
Häufigkeit des Angebots Jedes Semester
Begründung der Anwesenheitspflicht Veranstaltungen
Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter Prof. Dr. T. Reich
Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen BSc Physik, BSc Angewandte Physik m.S.I.
Sonstiges
80
4.10 Wahlpflichtpraktika
4.10 Wahlpflichtpraktika
Modul IndP Industriepraktikum 08.128.22085
Internship in Industry
Pflicht- oder Wahlpflichtmodul WP
Leistungspunkte (LP) und
Arbeitsaufwand (workload) 4-6 LP = 120-180 h
Moduldauer
(laut Studienverlaufsplan) 1
Lehrveranstaltungen/
Lernformen Art
Regelsemester
bei Studienbeginn
WiSe (SoSe)
Verpflich-
tungsgrad
Kontakt-
zeit(SWS)
Selbst-
studium
Leistungs-
punkte
Praktikum an einem Unternehmen in
der freien Wirtschaft Pr
Dauer: 3-5 Wochen 1 o. 2 WP 3-5
Wochen 4-6
Um das Modul abschließen zu können sind folgende Leistungen zu erbringen:
Anwesenheit
Aktive Teilnahme Anwesenheitspflicht im Unternehmen (siehe PO §5, Abs. 9)
Studienleistung(en)
Modulprüfung Praktikumsbericht an den betreuenden Hochschullehrer
Qualifikationsziele/Lernergebnisse/Kompetenzen
Die Studierenden sollen
•typische Studieninhalte zur Lösung von Problemen einsetzen, die in der Praxis auftreten
•ihre Teamfähigkeit durch notwendige Integration in fremde Arbeitsgruppen eines Unternehmes verbessern
•üben, sich in einem Umfeld außerhalb der Universität zu bewähren
•Eigeninitiative entwickeln bei der Suche nach Praktikumsstellen und der Recherche über die anbietenden
Firmen und Institutionen
Inhalte
Praktikum in einem Wirtschaftsunternehmen, das nicht unmittelbar mit der Universität Mainz in Verbindung
steht. Die Betreuung erfolgt durch einen Hochschullehrer und die Gastfirma. Im Zweifelsfall entscheidet der
Prüfungsausschuss über die Zulässigkeit eines Praktikums. Das Praktikum muss mindestens eine Dauer von 3
Wochen (4 LP) haben. Maximal können 6 LP eingebracht werden, was einer Praktikumsdauer von 5 Wochen
entspricht.
Zugangsvoraussetzungen
Empfohlene Teilnahmevoraussetzung(en) für das Modul
bzw. für einzelne Lehrveranstaltungen des Moduls
Unterrichtssprache(n) und Prüfungssprache(n) Unterrichtssprache Englisch
Prüfungssprache Deutsch oder Englisch
Stellenwert der Modulnote in der Gesamtnote 4-6/120
Häufigkeit des Angebots Jedes Semester
Begründung der Anwesenheitspflicht Veranstaltungen
Modulbeauftragte oder Modulbeauftragter T.B.A.
Verwendbarkeit des Moduls in anderen Studiengängen B.Sc. und M.Sc. Angewandte Physik
Sonstiges
81
