Vorlesung mit Demonstrationsexperimenten. Übungen in kleinen Gruppen.
Einführung in die Elektrizitätslehre, Magnetismus und Optik: Elektrostatik (Ladung, Feld, Potential), Kapazität, elektrische Ströme und Leitfähigkeit, statische Magnetfelder, Materie im elektrischen und magnetischen Feld, zeitlich veränderliche Felder und Ströme, Maxwell-Gleichungen, elektromagnetische Wellen, geometrische Optik, optische Instrumente, Interferenz und Beugung.

Literatur: z.B.: Bergmann-Schaefer (Bd. 2 u. 3), Gerthsen (21. Auflg.), Demtröder, Alonso-Finn, Halliday/Resnick, Tipler oder Giancoli Kommentare zur Literatur werden zum Vorlesungsbeginn bekannt gegeben.

Das GP1 wird in zwei verschiedenen Verlaufsformen  angeboten.

• Verlaufsform A: „Standard“ ist an den Vorlesungszeitraum gebunden, d.h. alle regulären Versuche finden innerhalb des Vorlesungszeitraumes statt.
• Verlaufsform B: „gedehnter Kurs“ - Bei dieser Verlaufsform sind im Vorlesungszeitraum in der Regel nur vierzehntägig Versuche durchzuführen. Etwa drei Viertel aller regulär durchzuführenden Versuche finden beim gedehnten Kurs im Vorlesungszeitraum statt, etwa ein Viertel der Versuche finden in der vorlesungsfreien Zeit statt (Details s. Anmeldung).

Umfang und Inhalt der Versuche sind bei beiden Verlaufsformen gleich. Die Verlaufsform muss bei der Anmeldung auf der Internetseite des Praktikums verbindlich gewählt werden. Ein Wechsel zwischen den Verlaufsformen ist im laufenden Kurs nicht möglich. Der Kursverlauf für beide Verlaufsformen wird zu Vorlesungsbeginn als Kursplan im GP1  Blackboard Kurs eingestellt.
 

Anmeldung
(16.01.24 - 28.02.24) nur Online siehe: https://www.physik.fu-berlin.de/studium/lehre/gp/

ACHTUNG: Zusätzlich Anmeldung im Campusmanagement zu Semesterbeginn.

Eingangsveranstaltung mit Sicherheitsbelehrung (Anwesenheitspflicht)
Fr 19.04.24, 9:00 - 12:00, Der Veranstaltungsort der Einführungsveranstaltung wird auf der Internetseite (https://www.physik.fu-berlin.de/studium/lehre/gp/gp1/index.html) des Grundpraktikum Physik termingerecht angekündigt.  

Kurse
Durchführung von Experimenten in Kleingruppen im Physikalischen Grundpraktikum 1 (Schwendener Straße 1). Regeltermine (im Vorlesungszeitraum) Freitag 9:00-13:00, bei hoher Auslastung zusätzlich Termine Mittwoch 14:00-18:00. Erster Praktikumstermin 26.04.2024, Zeitfenster 9:00 - 13:00 (bzw. 24.04.2024, Zeitfenster 14:00 - 18:00). Die Aufgabenstellungen werden in Blackboard eingestellt. Der detaillierte Praktikumsablauf der einzelnen Kleingruppen kann dem, im GP1 Blackboard Kurs eingestellten, Kursplan entnommen werden. Der Kursplan wird laufend den aktuellen Gegebenheiten angepasst.

Hausarbeit
Online-Übung zur Fehlerrechnung (am 08.04.24 muss die Übung soweit bearbeitet sein, dass 11 von 15 Aufgaben korrekt  gelöst sind. Eine vollständig richtige Bearbeitung der Übung, d.h. 15 von 15 korrekt gelöste Aufgaben, muss bis spätestens zum ersten Versuch am 03.05.24 vorliegen). Die Online-Übung zur Fehlerrechnung ist auf der Internet Seite des Physik Grundpraktikums verlinkt: https://www.physik.fu-berlin.de/studium/lehre/gp/ 

Inhalt:

Selbständiges Arbeiten der Studierenden in Gruppen von bis zu 8 Studierenden unter Anleitung einer Tutor*in. 8-9 Versuchstermine. Einführung in die experimentellen Arbeitsmethoden der Physik und kritisch quantitatives und wissenschaftliches Denken: Konzeption und Messmethodik, Messtechnik, statistische Auswertemethoden (Fehlerrechnung), kritische Bewertung und Diskussion der Ergebnisse, Dokumentation der Versuchsdurchführung, schriftliche Darstellung

Weitere Informationen siehe:
http://www.physik.fu-berlin.de/studium/lehre/gp

Das GP2 wird in zwei verschiedenen Verlaufsformen  angeboten.

• Verlaufsform A: „Standard“ ist an den Vorlesungszeitraum gebunden, d.h. alle regulären Versuche finden innerhalb des Vorlesungszeitraumes statt.
• Verlaufsform B: „gedehnter Kurs“ - Bei dieser Verlaufsform sind im Vorlesungszeitraum in der Regel nur vierzehntägig Versuche durchzuführen. Etwa drei Viertel aller regulär durchzuführenden Versuche finden beim gedehnten Kurs im Vorlesungszeitraum statt, etwa ein Viertel der Versuche finden in der vorlesungsfreien Zeit statt (Details s. Anmeldung).

Umfang und Inhalt der Versuche sind bei beiden Verlaufsformen gleich. Die Verlaufsform muss bei der Anmeldung auf der Internetseite des Praktikums verbindlich wählen werden. Ein Wechsel zwischen den Verlaufsformen ist im laufenden Kurs nicht möglich. Der Kursverlauf für beide Verlaufsformen wird zu Vorlesungsbeginn als Kursplan im GP2  Blackboard Kurs eingestellt.

Terminhinweise:
Anmeldung
(16.01.24 - 28.02.24) nur Online siehe: http://www.physik.fu-berlin.de/studium/lehre/gp/

ACHTUNG: Zusätzlich Anmeldung im Campusmanagement zu Semesterbeginn.

Einführungsveranstaltung

(Anwesenheitspflicht) in das Computerpraktikum und den Laborpraktikumskurs, BEGINN: Mi 17.04.24, 14:00 - 16:00 Uhr
Der Veranstaltungsort der Einführungsveranstaltung wird auf der Internetseite (https://www.physik.fu-berlin.de/studium/lehre/gp/gp1/index.html) des Grundpraktikum Physik termingerecht angekündigt.  

Kurse:

Die Kurse beginnen in der erste Woche mit dem Computerpraktikum. In der zweiten Woche starten die Präsenztermine im Physikalischen Grundpraktikum (Schwendener Straße 1).
Computerpraktikum: Beginn 17.04.2024, 14:00 - 16:00 (s. oben Einführungsveranstaltung) Die Studierenden müssen an 2 - 3 etwa einstündigen Meetings teilnehmen, die nach Vereinbarung zwischen 9:00 und 18:00 in der Woche vom 17-23.04.2024 stattfinden.

Regeltermine Mittwoch 14:00-18:00, (bei hoher Auslastung zusätzlich Termine Freitags 9:00-13:00) Die Kleingruppen treffen sich einmal pro Woche zur Versuchsdurchführung im Praktikumsgebäude. Die Aufgabenstellungen werdenn Blackboard eingestellt. Der detaillierte Praktikumsablauf der einzelnen Kleingruppen kann dem, im GP2 Blackboard Kurs eingestellten, Kursplan entnommen werden.  Der Kursplan wird laufend den aktuellen Gegebenheiten angepasst.

1. Praktikumstermin Mi. 24.04.2024, Zeitfenster 14:00 - 18:00 (bzw. Fr. 26.04.2024, Zeitfenster 9:00 - 13:00).

Inhalt:
Selbständiges Arbeiten der Studierenden in Gruppen von bis zu 8 Studierenden unter Anleitung einer Tutorin / eines Tutors. Computerpraktikum und 8-9 Versuchstermine (Studierende der Meteorologie oder Geowissenschaften 4-5 Versuchstermine). Einführung in die experimentellen Arbeitsmethoden der Physik und kritisches quantitatives und wissenschaftliches Denken: Konzeption und Messmethodik, Messtechnik, statistische Auswertemethoden (Fehlerrechnung), kritische Bewertung und Diskussion der Ergebnisse, Dokumentation der Versuchsdurchführung, schriftliche Darstellung von Thema, Auswertungen und Ergebnissen (Bericht).

Weitere Informationen siehe:
http://www.physik.fu-berlin.de/studium/lehre/gp

Inhalt:
Die Praktikumsversuche befassen sich mit grundlegenden Messverfahren der Experimentalphysik. Die Studierenden sollen anspruchsvolle physikalische Messverfahren und die Verschiedenartigkeit der experimentellen Methoden und Fragestellungen kennen lernen. Sie sollen die Fähigkeit erwerben, sich ein neues Arbeitsgebiet in kurzer Zeit anhand von Literatur zu erschließen.

Art der Durchführung
6 eintägige Versuche, ausgeführt in Zweier- oder Dreiergruppen jeweils dienstags. Räume: 0.4.02, 0.4.07, 0.4.57, 0.3.18, 1.4.24, 0.1.21, 1.1.09

Einführung
(vom Atom zum Festkörper, Periodensystem)

Chemische Bindung im Festkörper
(van-der-Waals-Bindung, ionische Bindung, kovelente Bindung, Metallbindung, Wasserstoff-Brücken-Bindung)

Strukturen des Festkörpers
(Ordnung im Festkörper,  periodische Anordnung von Atomen, fundamentale Gitterstrukturen, Miller Indizes, einfache Kristallstrukturen, die 32 Kristallklassen, Bedeutung der Symmetrie)

Reziproker Raum, Brillouin-Zonen
(Beugung an periodischen Strukturen: Bragg-Bedingung, Reziprokes Gitter, Streuamplitude, Brillouin-Zonen, Strukturfaktoren, Atomfaktor, Methoden der Strukturanalyse, Temperaturabhängigkeit von Röntgenreflexen)

Elastische und thermische Eigenschaften von Gitterschwingungen:Phononen
(Gitterschwingungen in Kristallen mit einatomiger und zweiatomiger Basis, Quantisierung elastischer Schwingungen: Phononen, Kristallimpuls, inelastische Streuung, Zustandsdichte, Wärmekapazität: Debeye- und Einstein-Modell, anharmonische Effekte und thermische Ausdehnung, Wäremeleitung)

Freies Elektronengas
(Energie-Niveaus in einer Dimension, Fermi-Dirac-Verteilung, freies Elektronengas in drei Dimensionen, Wärmekapazität des freien Elektronengases, elektrische Leitfähigkeit: Drude-Modell und Ohmsches Gesetz, Elektronenbewegung im Magnetfeld, thermische Leitfähigkeit der Metalle)

Elektronen in periodischen Strukturen, Energiebänder
(Modell des quasifreien Elektronengases, Bloch-Theorem, Kronig-Penney-Modell, Wellengleichung der Elektronen im periodischen Potential, Bandstruktur)

Fermi-Flächen
(Konstruktion der Fermi-Fläche, Elektronen- und Lochorbitale, Berechnung von Energiebändern, experimentelle Messmethoden zur Bestimmung der Fermi-Fläche)

Halbleiter, p-n-Übergang
(Bandlücke, Bewegungsgleichung im Halbleiter, effektive Masse, intrinsische Ladungsträgerdichte, Dotierung von Halbleitern, p-n-Übergang, Schottky-Modell)

Grundlagen des Magnetismus
(Theorie des Dia- und des Paramagnetismus, paramagnetische Suszeptibiliztät der Leitungselektronen, Ferro-, Antiferro- und Ferrimagnetismus, kritische Exponenten, Heisenberg Austausch-Wechselwirkung, Bandmodell des Ferromagnetismus: Stoner-Wohlfahrth-Modell, Molekularfeld-Näherung)

• H. Ibach, H. Lüth, "Festkörperphysik", Springer
• Ph. Hofmann, "Solid State Physics", Wiley-VCH
• K. Kopitzki, P. Herzog, "Einführung in die Festkörperphysik", Teubner
• C. Kittel, "Einführung in die Festkörperphysik", Oldenbourg-Verlag
• Ashcroft/Mermin: Solid State Physics

Tutorien dienen zur Vertiefung des Vorlesungsstoffes.

Auch wenn die Abgabe der Übungsblätter in Gruppen erlaubt ist, ist es für das Ausbilden des physikalischen Denkens sehr wichtig, zunächst die Übungsblätter alleine zu lösen zu versuchen.

Jede Erkenntnis, die man sich unabhängig erarbeitet hat, erhöht unmittelbar die Kompetenz zum Problemlösen und vertieft das physikalische Verständnis.

Diskussionen in Gruppen sind auf der anderen Seite ebenfalls sehr wichtig, um die Kompetenz zum sachgerechten Formulieren physikalischer Fragestellungen sowie zum korrekten Erklären physikalischer Sachverhalte zu vertiefen.

Inhalt:

Atome in elektrischen und magnetischen Feldern, Fein- und Hyperfeinstruktur, Absorption und Emission elektromagnetischer Strahlung, Laser, spektroskopische Methoden, Born-Oppenheimer-Näherung, Kernbewegung: Oszillation und Rotation, strahlungslose Prozesse, chemische Bindung, Molekularorbitale, Franck-Condon-Prinzip, van der Waals-Wechselwirkung, quantenchemische Methoden.  

Literatur wird in der Veranstaltung bekannt gegeben

Sonstige Bemerkungen:

Die regelmäßige Bearbeitung der Übungsblätter und die aktive Teilnahme an den Übungsgruppen ist für den Lernerfolg und zur Erlangung der Scheine erforderlich.

Zielgruppe:

Studierende im Bachelorstudiengang Physik (Pflichtmodul).

Voraussetzungen:

Zugangsvoraussetzungen: keine
Empfohlene Module: Einführung in die Physik, Elektrodynamik und Optik und insbesondere Quantenmechanik (sehr hilfreich)

Inhalt:

Analytische Mechanik: Lagrange- und Hamilton-Mechanik, kleine Schwingungen, Kontinuumsmechanik

Statistische Mechanik: Mittelwerte, Ensembles, Boltzmann-Verteilung, Ideales klassisches Gas, Entropie, Verbindung zur Thermodynamik, Brownsche Bewegung

Übungen in kleineren Gruppen

Literatur: Wird zu Beginn der Vorlesung angegeben

Zielgruppe: Studenten/innen der Physik (Bachelor), Geophysik im 2. o. 3. Semester

Inhalt:
Der Stoffplan kann im Netz unter Studium/Bachelor of Science eingesehen werden.

Wird in der Vorlesung angegeben

Zielgruppe: Studierende im Grundstudium

Voraussetzungen: Vorlesungen Theoretische Physik 1 und 2

Inhalt:
Die Physik verwendet zur Beschreibung der Natur oft die Sprache der Mathematik. Die Kursvorlesung "Mathematik für Physiker" soll die dabei benötigten Grundlagen und Werkzeuge aus der Mathematik vermitteln. Der erste Teil behandelt Mengen und Abbildungen, Körper, reelle Zahlen, Funktionen, Folgen und Grenzwerte, Reihen, Konvergenzkriterien, Stetigkeit, Ableitungen, Differentiationsregeln, Mittelwertsatz, Taylor-Reihe, Riemann-Integral, Stammfunktionen und Hauptsatz, Integrationsmethoden, uneigentliche Integrale, trigonometrischeReihen.

Zielgruppe:
Studierende der Physik und Meteorologie ab 1. Semester

Voraussetzungen:
Etwas Schulmathematik und Interesse

Literatur:
Kerner / von Wahl: Mathematik für Physiker, Springer Verlag.
Fischer/Kaul: Mathematik für Physiker 1, Vieweg.

ANMERKUNGEN:
Begleitend zu dieser Vorlesung gibt es „Übungen zur Einführung in die Astronomie und Astrophysik“, (Termine: Mittwochs 10.00 – 12.00 Uhr und Mittwochs 12.00 – 14.00 Uhr).
Anmerkung: Begrenzte Anzahl der Übungsplätze! Übungsplätze werden in Reihenfolge der Anmeldung vergeben. Anmeldung erfolgt per E-Mail an: uebung-fu@astro.physik.tu-berlin.de vom 01.04. bis 21.04.2024 unter Angabe des Wunschtermins.
ZIELGRUPPE:
Wahlpflichtvorlesung für Studierende, die das Modul „Einführung in die Astronomie und Astrophysik“ im Bachelor-Studiengang wählen. Sonstige Studierende mit Interesse an Astronomie und Astrophysik
VORAUSSETZUNG:
Grundkenntnisse in Physik und Mathematik
INHALT:
Organisation der Materie im Universum, Klassische Astronomie, Extrasolare Planetensysteme, Physik der Sterne, Hierarchie der Strukturen und Gleichgewichtszustände, Bau der Milchstraße, Galaxien, Gravitationswellen, Kosmologie.

• H. Karttunen, P. Kröger, H. Oja, M. Poutanen, K.J. Donner: „Fundamental Astronomy“, Springer-Verlag Berlin
• Unsöld, B. Baschek: „Der neue Kosmos“, Springer-Verlag, Berlin,
• B.W. Carroll, D.A. Ostlie: „An introduction to modern astrophysics“, Addison Wesley, San Francisco
• H.H. Voigt: „Abriss der Astronomie“, Wiley-VCH, Weinheim

ANMERKUNGEN:
Begrenzte Anzahl der Übungsplätze! Übungsplätze werden in Reihenfolge der Anmeldung vergeben. Anmeldung erfolgt per E-Mail an uebung-fu@astro.physik.tu-berlin.de vom 01.04.-21.04.2024 unter Angabe des Wunschtermins.

ZIELGRUPPE:
Übung für Studierende, die das Modul „Einführung  in die Astronomie und Astrophysik“ im Bachelor-Studiengang wählen.

VORAUSSETZUNG: Grundkenntnisse in Physik und Mathematik

INHALT:
Aufsuchen astronomischer Objekte, Massenbestimmung von Doppelsternen, Klassifikation von Sternspektren, Bestimmung der Entfernung und des Alters von Sternhaufen, Sternstromparallaxe der Hyaden, Beobachtungen am Teleskop, Astrofotografie

Literatur wird in der ersten Vorlesung bekanntgegeben und kommentiert.

Inhalt

0. Ergänzungen zur Analysis I.
1. Grundbegriffe der Topologie.
2. Normierte und metrische Räume. Konvergenz. 
3. Stetigkeit. Kompaktheit.
4. Differentialrechnung mehrerer Veränderlicher. Partielle, totale und stetige Differenzierbarkeit. 
5. Kurven und Kurvenintegrale
6. Satz über die Umkehrfunktion. Satz über implizite Funktionen.

Auf der Homepage finden Sie nähere Informationen zur Vorlesung.

Inhalt:

• Determinanten
• Eigenwerte und Eigenvektoren: Diagonalisierbarkeit, Trigonalisierbarkeit, Satz von Cayley-Hamilton, Jordansche Normalform
• Bilinearformen
• Vektorräume mit Skalarprodukt: Euklidische, unitäre Vektorräume, orthogonale Projektion, Isometrien, selbstadjungierte Abbildungen, Gram-Schmidt-Orthonormalisierungsverfahren, Hauptachsentransformation

Voraussetzungen:

Lineare Algebra I
Literatur:
Wird in der Vorlesung genannt.

Siehe http://page.mi.fu-berlin.de/werner99/.

Inhalt

Die Numerik entwickelt und analysiert Methoden zur konstruktiven, letztlich zahlenmäßigen Lösung mathematischer Probleme. Angesichts der wachsenden Rechenleistung moderner Computer wächst die praktische Bedeutung numerischer Methoden bei der Simulation praktisch relevanter Phänomene.

Aufbauend auf den Grundvorlesungen in Analysis und Linearer Algebra sowie auf CoMa I und II geht es in der Numerik I um folgende grundlegenden Fragestellungen: Bestapproximation, lineare Ausgleichsprobleme, weiterführende Verfahren für Interpolation und numerische Quadratur, Eigenwertprobleme, Anfangswertprobleme mit gewöhnlichen Differentialgleichungen

* Stoer, Josef und Roland Bulirsch: Numerische Mathematik - eine Einführung, Band 1. Springer, Berlin, 2005, Aus dem FU-Netz auch online verfügbar. Link

* Hanke-Bourgeois, M. (2006) Grundlagen der numerischen Mathematik und des wissenschaftlichen Rechnens. Mathematische Leitfäden. [Mathematical Text-books], second edn. Wiesbaden: B. G. Teubner, p. 840.

* Schwarz, H.-R. & Köckler, N. (2011) Numerische Mathematik., 8th ed. edn. Studium. Wiesbaden: Vieweg+Teubner, p. 591.

There will be lecture notes (only in German).

Funktionentheorie ist ein klassisches Gebiet der Mathematik, das sich mit den Eigenschaften komplex-differenzierbarer Funktionen auf der komplexen Zahlenebene beschäftigt und Verbindungen zur Algebra, Analysis, Zahlentheorie und Geometrie hat.

Der Begriff der komplexen Differenzierbarkeit beschränkt reell-differenzierbare Funktionen von R2 auf R2 auf winkelerhaltende Abbildungen ein. Wir werden entdecken, dass komplex-differenzierbare Funktionen recht starre Objekte sind und dadurch aber mit vielen erstaunlichen analytischen, geometrischen und visuellen Eigenschaften ausgestattet sind.

Ein Hauptergebnis, das in dieser Vorlesung behandelt wird, ist Cauchys Integralsatz welcher besagt, dass das Integral jeder komplex differenzierbaren Funktion entlang eines geschlossenen Weges in der komplexen Ebene Null ist. Wir werden viele schöne Konsequenzen dieses Ergebnisses sehen, z.B. die Cauchy‘sche Integralformel, den Residuensatz und einen Beweis des Fundamentalsatzes der Algebra, sowie auch moderne graphische Darstellungsmethoden kennenlernen.

Literatur:

E. Freitag and R. Busam 'Complex analysis', (Springer) 2nd Edition 2009 (the original German version is called 'Funktionentheorie')

Inhalt:

• Konstruktion stochastischer Prozesse;
• bedingte Erwartungen;
• Martingale in diskreter Zeit: Konvergenz, Stoppsätze, Ungleichungen;
• Konvergenzarten der Stochastik;
• gleichgradige Integrierbarkeit;
• Markovketten in diskreter und stetiger Zeit: Rekurrenz und Transienz, invariante Maße;
• Konvergenz in Verteilung für stochastische Prozesse;
• Brownsche Bewegung und Invarianzprinzip

Nähere Informationen finden Sie auf der Homepage der Vorlesung 19212901 Basismodul: Stochastics II.

• Klenke: Wahrscheinlichkeitstheorie
• Durrett: Probability. Theory and Examples.

Weitere Literatur wird im Lauf der Vorlesung bekannt gegeben.
Further literature will be given during the lecture.

Voraussetzung: Stochastik I  und  Analysis I — III.

Inhalt

• This course is the sequel of the course of Stochastics I. The main objective is to go beyond the first principles in probability theory by introducing the general language of measure theory, and the application of this framework in a wide variety of probabilistic scenarios.
  More precisely, the course will cover the following aspects of probability theory:
• Measure theory and the Lebesgue integral
• Convergence of random variables and 0-1 laws
• Generating functions: branching processes and characteristic functions
• Markov chains
• Introduction to martingales

Inhalt

Diese Vorlesung für das Bachelorstudium soll als natürliche Fortsetzung von Lineare Algebra I und II Fundamente legen für Vorlesungen/Zyklen wie Diskrete Geometrie, Algebraische Geometrie und Differenzialgeometrie.

Sie behandelt grundlegende Modelle der Geometrie, insbesondere

euklidische, affine, sphärische, projektive und hyperbolische Geometrie,Möbiusgeometrie, Polarität und Dualität Strukturgruppen, Messen (Längen, Winkel, Volumina), explizite Berechnungen und Anwendungen, Beispiele sowie Illustrationsthemen;

Dabei werden weitere Bezüge hergestellt, zum Beispiel zur Funktionentheorie und zur Numerik.

Literatur

1. Marcel Berger. Geometry I
2. David A. Brannan, Matthew F. Esplen, and Jeremy J. Gray. Geometry
3. Gerd Fischer. Analytische Geometrie
4. V.V. Prasolov und V.M. Tikhomirov. Geometry

http://www.physik.fu-berlin.de/studium/lehre/gp/projektpraktikum/index.html

Der CO₂-neutralen Energieversorgung in allen Bereichen (Stromversorgung, Mobilität, Heizung, Industrieanlagen) kommt eine Schlüsselrolle bei der Begrenzung globaler Klimaveränderungen zu. Hierbei ist die vollständige Umstellung (Energiewende) weg von der Nutzung fossiler Brennstoffe hin zu nachhaltigen Energietechnologien (Erneuerbare Energien) von zentraler Bedeutung. Nach einführender Diskussion der problematischen Nutzung fossiler Brennstoffe und der globalen Minimierung von Klimaveränderungen werden verschiedene Wege und Technologien der Umstellung auf Erneuerbare Energien thematisiert, mit Fokus auf die jeweiligen physikalischen Grundlagen. Hierbei ist das Erlernen von interaktiven Präsentationstechniken im Online-Rahmen ein wichtiges Ziel.

Physik ist in verschiedenste gesellschaftliche Zusammenhänge eingebunden und von kulturellen, historischen und politischen Kontexten geprägt. Begreift man die Praxis der Physik als Wissenschaftskultur oder auch Fachkultur, wird die Einbettung von Physik in diese Kontexte sichtbar und lässt sich wissenschaftlich erforschen.

Das Seminar führt in Konzepte der Wissenschaftsforschung und der Gender Studies zur Physik ein, die eine Reflexion, Analyse und Diskussion dieser Zusammenhänge ermöglichen. Neben Forschungen zu Physikerinnen und Geschlechterverhältnissen in der Physik werden im Seminar soziale Ungleichheiten in der Physik auch aus intersektionalen Perspektiven unter Einbezug von u.a. der Postcolonial und der Queer Studies thematisiert.

In diesem Seminar werden Techniken zur Verbesserung von Vorträgen besprochen und geübt. Alle Teilnehmenden halten mehrere Vortäge von wenigen bis zu zehn Minuten, um durch Übung verschiedene Vortragsstile auszuprobieren und zu verbessern. Thema der Vorträge sind meistens spektroskopische Messmethoden. Eigene Vorlieben werden dabei unterstützt.

Der Erfolg des Seminars hängt maßgeblich von der Eigeninitiative ab und das Seminar ist sehr interaktiv angelegt.

In diesem Seminar, werden wir uns der Physik der Weichen Materie widmen, und dabei auch einen Bezug zu biologische Systemen ziehen.

Das Berufspraktikum zählt zum Studienbereich "Allgemeine Berufsvorbereitung" des Bachelorstudienganges Physik. Das Praktikum eröffnet den Studierenden einen Einblick in mögliche Berufs- und Tätigkeitsfelder und konfrontiert sie mit den Anforderungen der Praxis. Es muss in einem Zuge über Zeitraum von sechs Wochen abgeleistet werden. Wir empfehlen, dass Berufspraktikum für die vorlesungsfreie Zeit des vierten Semesters zu planen. Genauere Informationen über die Anforderung und den Ablauf des Berufspraktikums entnehmen Sie bitte der Homepage.
Berufspraktikum

Das Berufspraktikum zählt zum Studienbereich "Allgemeine Berufsvorbereitung" des Bachelorstudienganges Physik. Das Praktikum eröffnet den Studierenden einen Einblick in mögliche Berufs- und Tätigkeitsfelder und konfrontiert sie mit den Anforderungen der Praxis. Es muss in einem Zuge über Zeitraum von sechs Wochen abgeleistet werden. Wir empfehlen, dass Berufspraktikum für die vorlesungsfreie Zeit des vierten Semesters zu planen. Genauere Informationen über die Anforderung und den Ablauf des Berufspraktikums entnehmen Sie bitte der Homepage.
Berufspraktikum

Das Berufspraktikum zählt zum Studienbereich "Allgemeine Berufsvorbereitung" des Bachelorstudienganges Physik. Das Praktikum eröffnet den Studierenden einen Einblick in mögliche Berufs- und Tätigkeitsfelder und konfrontiert sie mit den Anforderungen der Praxis. Es muss in einem Zuge über Zeitraum von sechs Wochen abgeleistet werden. Wir empfehlen, dass Berufspraktikum für die vorlesungsfreie Zeit des vierten Semesters zu planen. Genauere Informationen über die Anforderung und den Ablauf des Berufspraktikums entnehmen Sie bitte der Homepage.
Berufspraktikum

Inhalt: Einführung in die Relativität, Elektrodynamik und Optik: Lorentz-Transformation, Elektrostatik, elektrische Ströme und Leitfähigkeit, statische Magnetfelder, Materie im elektrischen und magnetischen Feld, zeitlich veränderliche Felder, Maxwell-Gleichungen, elektromagnetische Wellen, geometrische Optik, Interferenz und Beugung.

Der Vorlesungstermin Dienstags wird in Präsenz durchgeführt. Der Vorlesungstermin am Freitag wird durch Online-Materialen ersetzt, die zeitunabhängig bearbeitet werden können.

Anmeldung: im Campus Management und im Whiteboard: https://mycampus.imp.fu-berlin.de (beide erforderlich!)

Die Veranstaltung bildet zusammen mit der LV Mathematische Ergänzungen zur Experimentalphysik 2 (ME2) sowie der Übung zur  Experimentalphysik 2 die zweite Hälfte des Moduls: Grundlagen der Experimentalphysik.

Douglas C. Giancoli, Physik, Lehr- und Übungsbuch, 3. Auflage, Pearson Deutschland GmbH (2010)

Zielgruppe: Studierende Lehramt Physik, Geophysik und Meteorologie im 2. Semester

Übungen: Die aktive und regelmäßige Teilnahme an den Übungen ist Pflicht.
Nachweis: Das Teilmodul wird bescheinigt, wenn der Nachweis der aktiven und regelmäßigen Teilnahme an den Übungen vorliegt, sowie an der Klausur zur Vorlesung erfolgreich teilgenommen wurde.
Leistungspunkte: In den Bachelorstudiengängen werden 10 Leistungspunkte (LP) vergeben.
Anmeldung: im Campus Management und im KVV: https://kvv.imp.fu-berlin.de/ (beide erforderlich!)

Voraussetzungen: keine, empfohlen Grundlagen der Experimentalphysik 1 (für LAK und Meteo), Mathematische Ergänzungen 1.
Die Veranstaltung bildet zusammen mit der LV Mathematische Ergänzungen zur Experimentalphysik 2 (ME2) sowie den Übungen zu Grundlagen der Experimentalphysik 2 die zweite Hälfte des Moduls: Grundlagen der Experimentalphysik.

Inhalte und Methoden der Experimentalphysik werden erläutert und geübt. Die Bearbeitung von Übungsaufgaben in Gruppenarbeit steht im Vordergrund.

Übungen werden sowohl in Präsenz als auch Online angeboten.

Die Veranstaltung bildet zusammen mit der LV Mathematische Ergänzungen zur Experimentalphysik 2 (ME2) sowie der Vorlesung Experimentalphysik 2 die zweite Hälfte des Moduls: Grundlagen der Experimentalphysik.

Die Veranstaltung bildet zusammen mit der LV Mathematische Ergänzungen zur Experimentalphysik 2 (ME2) sowie der Vorlesung Experimentalphysik 2 die zweite Hälfte des Moduls: Grundlagen der Experimentalphysik.

Inhalte und Methoden der Höheren Mathematik, die für ein Verständnis der Physik unverzichtbar sind, werden erläutert und geübt. Das Rechnen von Beispielen und Anwendungsaufgaben steht im Vordergrund.

Themen der "Mathematische Ergänzungen 2" sind unter anderem: Zylinder- und Kugelkoordinaten, Flächen- und Volumenintegrale, Divergenz, Rotation, Satz von Gauß, Satz von Stokes.

Die Lehrveranstaltung findet als Blended-Learning-Kurs statt, d. h. es gibt abwechselnd Präsenz- und Online-Termine. Die Online-Lehrveranstaltungen sind zeitUNabhängig (gezippte Lernvideos).

Wir starten am 16.4. mit einem (zeitUNabhängigen) Online-Termin.

Der erste Präsenz-Termin ist dementsprechend am Di., 23.4., 14 bis 16 Uhr im Hs B des Physik-Gebäudes.

Hinweis: Für diesen Kurs besteht eine Anwesenheitspflicht (siehe Studienordnung).

Literaturempfehlungen:
Für diese Lehrveranstaltung gibt es ein Skript, welches auch Empfehlungen für vertiefende Literatur enthält.

Kontakt:
Jörg Fandrich, Tel.: 838 56772 (Auf AB sprechen!), E-Mail: joerg.fandrich@fu-berlin.de

Die Veranstaltung bildet zusammen mit der LV  090cA1.2.1 die erste Hälfte des Moduls "Einführung in die Struktur der Materie"

Quantenmechanisches Weltbild: Historischer Erkenntnisweg anhand ausgewählter Experimente (wie z. B. Schwarzer Körper, Fotoeffekt, Franck-Hertz-Versuch, Doppelspaltversuch, H-Spektrum, Stern-Gerlach-Experiment), Messprozess, stat. Interpretation, Unschärferelation, Schrödinger-Gleichung und Materiewellen (Eigenschaften von Materiewellen, Energiequantisierung)

Anmeldung: im Campus Management und im Whiteboard: https://mycampus.imp.fu-berlin.de (beide erforderlich!)

Demtröder, Experimentalphysik 3

Randy Harris, Moderne Physik, Ein Lehr- und Übungsbuch, Pearson Studium

Das GP1 wird in zwei verschiedenen Verlaufsformen  angeboten.

• Verlaufsform A: „Standard“ ist an den Vorlesungszeitraum gebunden, d.h. alle regulären Versuche finden innerhalb des Vorlesungszeitraumes statt.
• Verlaufsform B: „gedehnter Kurs“ - Bei dieser Verlaufsform sind im Vorlesungszeitraum in der Regel nur vierzehntägig Versuche durchzuführen. Etwa drei Viertel aller regulär durchzuführenden Versuche finden beim gedehnten Kurs im Vorlesungszeitraum statt, etwa ein Viertel der Versuche finden in der vorlesungsfreien Zeit statt (Details s. Anmeldung).

Umfang und Inhalt der Versuche sind bei beiden Verlaufsformen gleich. Die Verlaufsform muss bei der Anmeldung auf der Internetseite des Praktikums verbindlich gewählt werden. Ein Wechsel zwischen den Verlaufsformen ist im laufenden Kurs nicht möglich. Der Kursverlauf für beide Verlaufsformen wird zu Vorlesungsbeginn als Kursplan im GP1  Blackboard Kurs eingestellt.
 

Anmeldung
(16.01.24 - 28.02.24) nur Online siehe: https://www.physik.fu-berlin.de/studium/lehre/gp/

ACHTUNG: Zusätzlich Anmeldung im Campusmanagement zu Semesterbeginn.

Eingangsveranstaltung mit Sicherheitsbelehrung (Anwesenheitspflicht)
Fr 19.04.24, 9:00 - 12:00, Der Veranstaltungsort der Einführungsveranstaltung wird auf der Internetseite (https://www.physik.fu-berlin.de/studium/lehre/gp/gp1/index.html) des Grundpraktikum Physik termingerecht angekündigt.  

Kurse
Durchführung von Experimenten in Kleingruppen im Physikalischen Grundpraktikum 1 (Schwendener Straße 1). Regeltermine (im Vorlesungszeitraum) Freitag 9:00-13:00, bei hoher Auslastung zusätzlich Termine Mittwoch 14:00-18:00. Erster Praktikumstermin 26.04.2024, Zeitfenster 9:00 - 13:00 (bzw. 24.04.2024, Zeitfenster 14:00 - 18:00). Die Aufgabenstellungen werden in Blackboard eingestellt. Der detaillierte Praktikumsablauf der einzelnen Kleingruppen kann dem, im GP1 Blackboard Kurs eingestellten, Kursplan entnommen werden. Der Kursplan wird laufend den aktuellen Gegebenheiten angepasst.

Hausarbeit
Online-Übung zur Fehlerrechnung (am 08.04.24 muss die Übung soweit bearbeitet sein, dass 11 von 15 Aufgaben korrekt  gelöst sind. Eine vollständig richtige Bearbeitung der Übung, d.h. 15 von 15 korrekt gelöste Aufgaben, muss bis spätestens zum ersten Versuch am 03.05.24 vorliegen). Die Online-Übung zur Fehlerrechnung ist auf der Internet Seite des Physik Grundpraktikums verlinkt: https://www.physik.fu-berlin.de/studium/lehre/gp/ 

Inhalt:

Selbständiges Arbeiten der Studierenden in Gruppen von bis zu 8 Studierenden unter Anleitung einer Tutor*in. 8-9 Versuchstermine. Einführung in die experimentellen Arbeitsmethoden der Physik und kritisch quantitatives und wissenschaftliches Denken: Konzeption und Messmethodik, Messtechnik, statistische Auswertemethoden (Fehlerrechnung), kritische Bewertung und Diskussion der Ergebnisse, Dokumentation der Versuchsdurchführung, schriftliche Darstellung

Weitere Informationen siehe:
http://www.physik.fu-berlin.de/studium/lehre/gp

Das GP2 wird in zwei verschiedenen Verlaufsformen  angeboten.

• Verlaufsform A: „Standard“ ist an den Vorlesungszeitraum gebunden, d.h. alle regulären Versuche finden innerhalb des Vorlesungszeitraumes statt.
• Verlaufsform B: „gedehnter Kurs“ - Bei dieser Verlaufsform sind im Vorlesungszeitraum in der Regel nur vierzehntägig Versuche durchzuführen. Etwa drei Viertel aller regulär durchzuführenden Versuche finden beim gedehnten Kurs im Vorlesungszeitraum statt, etwa ein Viertel der Versuche finden in der vorlesungsfreien Zeit statt (Details s. Anmeldung).

Umfang und Inhalt der Versuche sind bei beiden Verlaufsformen gleich. Die Verlaufsform muss bei der Anmeldung auf der Internetseite des Praktikums verbindlich wählen werden. Ein Wechsel zwischen den Verlaufsformen ist im laufenden Kurs nicht möglich. Der Kursverlauf für beide Verlaufsformen wird zu Vorlesungsbeginn als Kursplan im GP2  Blackboard Kurs eingestellt.

Terminhinweise:
Anmeldung
(16.01.24 - 28.02.24) nur Online siehe: http://www.physik.fu-berlin.de/studium/lehre/gp/

ACHTUNG: Zusätzlich Anmeldung im Campusmanagement zu Semesterbeginn.

Einführungsveranstaltung

(Anwesenheitspflicht) in das Computerpraktikum und den Laborpraktikumskurs, BEGINN: Mi 17.04.24, 14:00 - 16:00 Uhr
Der Veranstaltungsort der Einführungsveranstaltung wird auf der Internetseite (https://www.physik.fu-berlin.de/studium/lehre/gp/gp1/index.html) des Grundpraktikum Physik termingerecht angekündigt.  

Kurse:

Die Kurse beginnen in der erste Woche mit dem Computerpraktikum. In der zweiten Woche starten die Präsenztermine im Physikalischen Grundpraktikum (Schwendener Straße 1).
Computerpraktikum: Beginn 17.04.2024, 14:00 - 16:00 (s. oben Einführungsveranstaltung) Die Studierenden müssen an 2 - 3 etwa einstündigen Meetings teilnehmen, die nach Vereinbarung zwischen 9:00 und 18:00 in der Woche vom 17-23.04.2024 stattfinden.

Regeltermine Mittwoch 14:00-18:00, (bei hoher Auslastung zusätzlich Termine Freitags 9:00-13:00) Die Kleingruppen treffen sich einmal pro Woche zur Versuchsdurchführung im Praktikumsgebäude. Die Aufgabenstellungen werdenn Blackboard eingestellt. Der detaillierte Praktikumsablauf der einzelnen Kleingruppen kann dem, im GP2 Blackboard Kurs eingestellten, Kursplan entnommen werden.  Der Kursplan wird laufend den aktuellen Gegebenheiten angepasst.

1. Praktikumstermin Mi. 24.04.2024, Zeitfenster 14:00 - 18:00 (bzw. Fr. 26.04.2024, Zeitfenster 9:00 - 13:00).

Inhalt:
Selbständiges Arbeiten der Studierenden in Gruppen von bis zu 8 Studierenden unter Anleitung einer Tutorin / eines Tutors. Computerpraktikum und 8-9 Versuchstermine (Studierende der Meteorologie oder Geowissenschaften 4-5 Versuchstermine). Einführung in die experimentellen Arbeitsmethoden der Physik und kritisches quantitatives und wissenschaftliches Denken: Konzeption und Messmethodik, Messtechnik, statistische Auswertemethoden (Fehlerrechnung), kritische Bewertung und Diskussion der Ergebnisse, Dokumentation der Versuchsdurchführung, schriftliche Darstellung von Thema, Auswertungen und Ergebnissen (Bericht).

Weitere Informationen siehe:
http://www.physik.fu-berlin.de/studium/lehre/gp

Plätze werden im Seminar zum ersten Termin verlost. Teilnahme nur in Verbindung mit dem Praktikum (LV-Nr.: 20102030) möglich.

Inhalt: Weitere Details, Skript u. Uebungsaufgaben siehe unter http://users.physik.fu-berlin.de/~russ/

P. Schmueser: Theoretische Physik fuer Studierende des Lehramts 2

Die Einteilung der Uebungsgruppen erfolgt in der 1. Woche der Vorlesungszeit.

Der CO₂-neutralen Energieversorgung in allen Bereichen (Stromversorgung, Mobilität, Heizung, Industrieanlagen) kommt eine Schlüsselrolle bei der Begrenzung globaler Klimaveränderungen zu. Hierbei ist die vollständige Umstellung (Energiewende) weg von der Nutzung fossiler Brennstoffe hin zu nachhaltigen Energietechnologien (Erneuerbare Energien) von zentraler Bedeutung. Nach einführender Diskussion der problematischen Nutzung fossiler Brennstoffe und der globalen Minimierung von Klimaveränderungen werden verschiedene Wege und Technologien der Umstellung auf Erneuerbare Energien thematisiert, mit Fokus auf die jeweiligen physikalischen Grundlagen. Hierbei ist das Erlernen von interaktiven Präsentationstechniken im Online-Rahmen ein wichtiges Ziel.

In diesem Seminar werden Techniken zur Verbesserung von Vorträgen besprochen und geübt. Alle Teilnehmenden halten mehrere Vortäge von wenigen bis zu zehn Minuten, um durch Übung verschiedene Vortragsstile auszuprobieren und zu verbessern. Thema der Vorträge sind meistens spektroskopische Messmethoden. Eigene Vorlieben werden dabei unterstützt.

Der Erfolg des Seminars hängt maßgeblich von der Eigeninitiative ab und das Seminar ist sehr interaktiv angelegt.

Der CO₂-neutralen Energieversorgung in allen Bereichen (Stromversorgung, Mobilität, Heizung, Industrieanlagen) kommt eine Schlüsselrolle bei der Begrenzung globaler Klimaveränderungen zu. Hierbei ist die vollständige Umstellung (Energiewende) weg von der Nutzung fossiler Brennstoffe hin zu nachhaltigen Energietechnologien (Erneuerbare Energien) von zentraler Bedeutung. Nach einführender Diskussion der problematischen Nutzung fossiler Brennstoffe und der globalen Minimierung von Klimaveränderungen werden verschiedene Wege und Technologien der Umstellung auf Erneuerbare Energien thematisiert, mit Fokus auf die jeweiligen physikalischen Grundlagen. Hierbei ist das Erlernen von interaktiven Präsentationstechniken im Online-Rahmen ein wichtiges Ziel.

In diesem Seminar werden Techniken zur Verbesserung von Vorträgen besprochen und geübt. Alle Teilnehmenden halten mehrere Vortäge von wenigen bis zu zehn Minuten, um durch Übung verschiedene Vortragsstile auszuprobieren und zu verbessern. Thema der Vorträge sind meistens spektroskopische Messmethoden. Eigene Vorlieben werden dabei unterstützt.

Der Erfolg des Seminars hängt maßgeblich von der Eigeninitiative ab und das Seminar ist sehr interaktiv angelegt.

ANMERKUNGEN:
Begleitend zu dieser Vorlesung gibt es „Übungen zur Einführung in die Astronomie und Astrophysik“, (Termine: Mittwochs 10.00 – 12.00 Uhr und Mittwochs 12.00 – 14.00 Uhr).
Anmerkung: Begrenzte Anzahl der Übungsplätze! Übungsplätze werden in Reihenfolge der Anmeldung vergeben. Anmeldung erfolgt per E-Mail an: uebung-fu@astro.physik.tu-berlin.de vom 01.04. bis 21.04.2024 unter Angabe des Wunschtermins.
ZIELGRUPPE:
Wahlpflichtvorlesung für Studierende, die das Modul „Einführung in die Astronomie und Astrophysik“ im Bachelor-Studiengang wählen. Sonstige Studierende mit Interesse an Astronomie und Astrophysik
VORAUSSETZUNG:
Grundkenntnisse in Physik und Mathematik
INHALT:
Organisation der Materie im Universum, Klassische Astronomie, Extrasolare Planetensysteme, Physik der Sterne, Hierarchie der Strukturen und Gleichgewichtszustände, Bau der Milchstraße, Galaxien, Gravitationswellen, Kosmologie.

• H. Karttunen, P. Kröger, H. Oja, M. Poutanen, K.J. Donner: „Fundamental Astronomy“, Springer-Verlag Berlin
• Unsöld, B. Baschek: „Der neue Kosmos“, Springer-Verlag, Berlin,
• B.W. Carroll, D.A. Ostlie: „An introduction to modern astrophysics“, Addison Wesley, San Francisco
• H.H. Voigt: „Abriss der Astronomie“, Wiley-VCH, Weinheim

Einführung
(vom Atom zum Festkörper, Periodensystem)

Chemische Bindung im Festkörper
(van-der-Waals-Bindung, ionische Bindung, kovelente Bindung, Metallbindung, Wasserstoff-Brücken-Bindung)

Strukturen des Festkörpers
(Ordnung im Festkörper,  periodische Anordnung von Atomen, fundamentale Gitterstrukturen, Miller Indizes, einfache Kristallstrukturen, die 32 Kristallklassen, Bedeutung der Symmetrie)

Reziproker Raum, Brillouin-Zonen
(Beugung an periodischen Strukturen: Bragg-Bedingung, Reziprokes Gitter, Streuamplitude, Brillouin-Zonen, Strukturfaktoren, Atomfaktor, Methoden der Strukturanalyse, Temperaturabhängigkeit von Röntgenreflexen)

Elastische und thermische Eigenschaften von Gitterschwingungen:Phononen
(Gitterschwingungen in Kristallen mit einatomiger und zweiatomiger Basis, Quantisierung elastischer Schwingungen: Phononen, Kristallimpuls, inelastische Streuung, Zustandsdichte, Wärmekapazität: Debeye- und Einstein-Modell, anharmonische Effekte und thermische Ausdehnung, Wäremeleitung)

Freies Elektronengas
(Energie-Niveaus in einer Dimension, Fermi-Dirac-Verteilung, freies Elektronengas in drei Dimensionen, Wärmekapazität des freien Elektronengases, elektrische Leitfähigkeit: Drude-Modell und Ohmsches Gesetz, Elektronenbewegung im Magnetfeld, thermische Leitfähigkeit der Metalle)

Elektronen in periodischen Strukturen, Energiebänder
(Modell des quasifreien Elektronengases, Bloch-Theorem, Kronig-Penney-Modell, Wellengleichung der Elektronen im periodischen Potential, Bandstruktur)

Fermi-Flächen
(Konstruktion der Fermi-Fläche, Elektronen- und Lochorbitale, Berechnung von Energiebändern, experimentelle Messmethoden zur Bestimmung der Fermi-Fläche)

Halbleiter, p-n-Übergang
(Bandlücke, Bewegungsgleichung im Halbleiter, effektive Masse, intrinsische Ladungsträgerdichte, Dotierung von Halbleitern, p-n-Übergang, Schottky-Modell)

Grundlagen des Magnetismus
(Theorie des Dia- und des Paramagnetismus, paramagnetische Suszeptibiliztät der Leitungselektronen, Ferro-, Antiferro- und Ferrimagnetismus, kritische Exponenten, Heisenberg Austausch-Wechselwirkung, Bandmodell des Ferromagnetismus: Stoner-Wohlfahrth-Modell, Molekularfeld-Näherung)

• H. Ibach, H. Lüth, "Festkörperphysik", Springer
• Ph. Hofmann, "Solid State Physics", Wiley-VCH
• K. Kopitzki, P. Herzog, "Einführung in die Festkörperphysik", Teubner
• C. Kittel, "Einführung in die Festkörperphysik", Oldenbourg-Verlag
• Ashcroft/Mermin: Solid State Physics

Literatur wird in der ersten Vorlesung bekanntgegeben und kommentiert.

http://www.physik.fu-berlin.de/studium/lehre/gp/projektpraktikum/index.html

Der CO₂-neutralen Energieversorgung in allen Bereichen (Stromversorgung, Mobilität, Heizung, Industrieanlagen) kommt eine Schlüsselrolle bei der Begrenzung globaler Klimaveränderungen zu. Hierbei ist die vollständige Umstellung (Energiewende) weg von der Nutzung fossiler Brennstoffe hin zu nachhaltigen Energietechnologien (Erneuerbare Energien) von zentraler Bedeutung. Nach einführender Diskussion der problematischen Nutzung fossiler Brennstoffe und der globalen Minimierung von Klimaveränderungen werden verschiedene Wege und Technologien der Umstellung auf Erneuerbare Energien thematisiert, mit Fokus auf die jeweiligen physikalischen Grundlagen. Hierbei ist das Erlernen von interaktiven Präsentationstechniken im Online-Rahmen ein wichtiges Ziel.

In diesem Seminar werden Techniken zur Verbesserung von Vorträgen besprochen und geübt. Alle Teilnehmenden halten mehrere Vortäge von wenigen bis zu zehn Minuten, um durch Übung verschiedene Vortragsstile auszuprobieren und zu verbessern. Thema der Vorträge sind meistens spektroskopische Messmethoden. Eigene Vorlieben werden dabei unterstützt.

Der Erfolg des Seminars hängt maßgeblich von der Eigeninitiative ab und das Seminar ist sehr interaktiv angelegt.

Inhalt: Einführung in die Relativität, Elektrodynamik und Optik: Lorentz-Transformation, Elektrostatik, elektrische Ströme und Leitfähigkeit, statische Magnetfelder, Materie im elektrischen und magnetischen Feld, zeitlich veränderliche Felder, Maxwell-Gleichungen, elektromagnetische Wellen, geometrische Optik, Interferenz und Beugung.

Der Vorlesungstermin Dienstags wird in Präsenz durchgeführt. Der Vorlesungstermin am Freitag wird durch Online-Materialen ersetzt, die zeitunabhängig bearbeitet werden können.

Anmeldung: im Campus Management und im Whiteboard: https://mycampus.imp.fu-berlin.de (beide erforderlich!)

Die Veranstaltung bildet zusammen mit der LV Mathematische Ergänzungen zur Experimentalphysik 2 (ME2) sowie der Übung zur  Experimentalphysik 2 die zweite Hälfte des Moduls: Grundlagen der Experimentalphysik.

Douglas C. Giancoli, Physik, Lehr- und Übungsbuch, 3. Auflage, Pearson Deutschland GmbH (2010)

Zielgruppe: Studierende Lehramt Physik, Geophysik und Meteorologie im 2. Semester

Übungen: Die aktive und regelmäßige Teilnahme an den Übungen ist Pflicht.
Nachweis: Das Teilmodul wird bescheinigt, wenn der Nachweis der aktiven und regelmäßigen Teilnahme an den Übungen vorliegt, sowie an der Klausur zur Vorlesung erfolgreich teilgenommen wurde.
Leistungspunkte: In den Bachelorstudiengängen werden 10 Leistungspunkte (LP) vergeben.
Anmeldung: im Campus Management und im KVV: https://kvv.imp.fu-berlin.de/ (beide erforderlich!)

Voraussetzungen: keine, empfohlen Grundlagen der Experimentalphysik 1 (für LAK und Meteo), Mathematische Ergänzungen 1.
Die Veranstaltung bildet zusammen mit der LV Mathematische Ergänzungen zur Experimentalphysik 2 (ME2) sowie den Übungen zu Grundlagen der Experimentalphysik 2 die zweite Hälfte des Moduls: Grundlagen der Experimentalphysik.

Inhalte und Methoden der Experimentalphysik werden erläutert und geübt. Die Bearbeitung von Übungsaufgaben in Gruppenarbeit steht im Vordergrund.

Übungen werden sowohl in Präsenz als auch Online angeboten.

Die Veranstaltung bildet zusammen mit der LV Mathematische Ergänzungen zur Experimentalphysik 2 (ME2) sowie der Vorlesung Experimentalphysik 2 die zweite Hälfte des Moduls: Grundlagen der Experimentalphysik.

Die Veranstaltung bildet zusammen mit der LV Mathematische Ergänzungen zur Experimentalphysik 2 (ME2) sowie der Vorlesung Experimentalphysik 2 die zweite Hälfte des Moduls: Grundlagen der Experimentalphysik.

Inhalte und Methoden der Höheren Mathematik, die für ein Verständnis der Physik unverzichtbar sind, werden erläutert und geübt. Das Rechnen von Beispielen und Anwendungsaufgaben steht im Vordergrund.

Themen der "Mathematische Ergänzungen 2" sind unter anderem: Zylinder- und Kugelkoordinaten, Flächen- und Volumenintegrale, Divergenz, Rotation, Satz von Gauß, Satz von Stokes.

Die Lehrveranstaltung findet als Blended-Learning-Kurs statt, d. h. es gibt abwechselnd Präsenz- und Online-Termine. Die Online-Lehrveranstaltungen sind zeitUNabhängig (gezippte Lernvideos).

Wir starten am 16.4. mit einem (zeitUNabhängigen) Online-Termin.

Der erste Präsenz-Termin ist dementsprechend am Di., 23.4., 14 bis 16 Uhr im Hs B des Physik-Gebäudes.

Hinweis: Für diesen Kurs besteht eine Anwesenheitspflicht (siehe Studienordnung).

Literaturempfehlungen:
Für diese Lehrveranstaltung gibt es ein Skript, welches auch Empfehlungen für vertiefende Literatur enthält.

Kontakt:
Jörg Fandrich, Tel.: 838 56772 (Auf AB sprechen!), E-Mail: joerg.fandrich@fu-berlin.de

Die Veranstaltung bildet zusammen mit der LV  090cA1.2.1 die erste Hälfte des Moduls "Einführung in die Struktur der Materie"

Quantenmechanisches Weltbild: Historischer Erkenntnisweg anhand ausgewählter Experimente (wie z. B. Schwarzer Körper, Fotoeffekt, Franck-Hertz-Versuch, Doppelspaltversuch, H-Spektrum, Stern-Gerlach-Experiment), Messprozess, stat. Interpretation, Unschärferelation, Schrödinger-Gleichung und Materiewellen (Eigenschaften von Materiewellen, Energiequantisierung)

Anmeldung: im Campus Management und im Whiteboard: https://mycampus.imp.fu-berlin.de (beide erforderlich!)

Demtröder, Experimentalphysik 3

Randy Harris, Moderne Physik, Ein Lehr- und Übungsbuch, Pearson Studium

Das GP1 wird in zwei verschiedenen Verlaufsformen  angeboten.

• Verlaufsform A: „Standard“ ist an den Vorlesungszeitraum gebunden, d.h. alle regulären Versuche finden innerhalb des Vorlesungszeitraumes statt.
• Verlaufsform B: „gedehnter Kurs“ - Bei dieser Verlaufsform sind im Vorlesungszeitraum in der Regel nur vierzehntägig Versuche durchzuführen. Etwa drei Viertel aller regulär durchzuführenden Versuche finden beim gedehnten Kurs im Vorlesungszeitraum statt, etwa ein Viertel der Versuche finden in der vorlesungsfreien Zeit statt (Details s. Anmeldung).

Umfang und Inhalt der Versuche sind bei beiden Verlaufsformen gleich. Die Verlaufsform muss bei der Anmeldung auf der Internetseite des Praktikums verbindlich gewählt werden. Ein Wechsel zwischen den Verlaufsformen ist im laufenden Kurs nicht möglich. Der Kursverlauf für beide Verlaufsformen wird zu Vorlesungsbeginn als Kursplan im GP1  Blackboard Kurs eingestellt.
 

Anmeldung
(16.01.24 - 28.02.24) nur Online siehe: https://www.physik.fu-berlin.de/studium/lehre/gp/

ACHTUNG: Zusätzlich Anmeldung im Campusmanagement zu Semesterbeginn.

Eingangsveranstaltung mit Sicherheitsbelehrung (Anwesenheitspflicht)
Fr 19.04.24, 9:00 - 12:00, Der Veranstaltungsort der Einführungsveranstaltung wird auf der Internetseite (https://www.physik.fu-berlin.de/studium/lehre/gp/gp1/index.html) des Grundpraktikum Physik termingerecht angekündigt.  

Kurse
Durchführung von Experimenten in Kleingruppen im Physikalischen Grundpraktikum 1 (Schwendener Straße 1). Regeltermine (im Vorlesungszeitraum) Freitag 9:00-13:00, bei hoher Auslastung zusätzlich Termine Mittwoch 14:00-18:00. Erster Praktikumstermin 26.04.2024, Zeitfenster 9:00 - 13:00 (bzw. 24.04.2024, Zeitfenster 14:00 - 18:00). Die Aufgabenstellungen werden in Blackboard eingestellt. Der detaillierte Praktikumsablauf der einzelnen Kleingruppen kann dem, im GP1 Blackboard Kurs eingestellten, Kursplan entnommen werden. Der Kursplan wird laufend den aktuellen Gegebenheiten angepasst.

Hausarbeit
Online-Übung zur Fehlerrechnung (am 08.04.24 muss die Übung soweit bearbeitet sein, dass 11 von 15 Aufgaben korrekt  gelöst sind. Eine vollständig richtige Bearbeitung der Übung, d.h. 15 von 15 korrekt gelöste Aufgaben, muss bis spätestens zum ersten Versuch am 03.05.24 vorliegen). Die Online-Übung zur Fehlerrechnung ist auf der Internet Seite des Physik Grundpraktikums verlinkt: https://www.physik.fu-berlin.de/studium/lehre/gp/ 

Inhalt:

Selbständiges Arbeiten der Studierenden in Gruppen von bis zu 8 Studierenden unter Anleitung einer Tutor*in. 8-9 Versuchstermine. Einführung in die experimentellen Arbeitsmethoden der Physik und kritisch quantitatives und wissenschaftliches Denken: Konzeption und Messmethodik, Messtechnik, statistische Auswertemethoden (Fehlerrechnung), kritische Bewertung und Diskussion der Ergebnisse, Dokumentation der Versuchsdurchführung, schriftliche Darstellung

Weitere Informationen siehe:
http://www.physik.fu-berlin.de/studium/lehre/gp

Das GP2 wird in zwei verschiedenen Verlaufsformen  angeboten.

• Verlaufsform A: „Standard“ ist an den Vorlesungszeitraum gebunden, d.h. alle regulären Versuche finden innerhalb des Vorlesungszeitraumes statt.
• Verlaufsform B: „gedehnter Kurs“ - Bei dieser Verlaufsform sind im Vorlesungszeitraum in der Regel nur vierzehntägig Versuche durchzuführen. Etwa drei Viertel aller regulär durchzuführenden Versuche finden beim gedehnten Kurs im Vorlesungszeitraum statt, etwa ein Viertel der Versuche finden in der vorlesungsfreien Zeit statt (Details s. Anmeldung).

Umfang und Inhalt der Versuche sind bei beiden Verlaufsformen gleich. Die Verlaufsform muss bei der Anmeldung auf der Internetseite des Praktikums verbindlich wählen werden. Ein Wechsel zwischen den Verlaufsformen ist im laufenden Kurs nicht möglich. Der Kursverlauf für beide Verlaufsformen wird zu Vorlesungsbeginn als Kursplan im GP2  Blackboard Kurs eingestellt.

Terminhinweise:
Anmeldung
(16.01.24 - 28.02.24) nur Online siehe: http://www.physik.fu-berlin.de/studium/lehre/gp/

ACHTUNG: Zusätzlich Anmeldung im Campusmanagement zu Semesterbeginn.

Einführungsveranstaltung

(Anwesenheitspflicht) in das Computerpraktikum und den Laborpraktikumskurs, BEGINN: Mi 17.04.24, 14:00 - 16:00 Uhr
Der Veranstaltungsort der Einführungsveranstaltung wird auf der Internetseite (https://www.physik.fu-berlin.de/studium/lehre/gp/gp1/index.html) des Grundpraktikum Physik termingerecht angekündigt.  

Kurse:

Die Kurse beginnen in der erste Woche mit dem Computerpraktikum. In der zweiten Woche starten die Präsenztermine im Physikalischen Grundpraktikum (Schwendener Straße 1).
Computerpraktikum: Beginn 17.04.2024, 14:00 - 16:00 (s. oben Einführungsveranstaltung) Die Studierenden müssen an 2 - 3 etwa einstündigen Meetings teilnehmen, die nach Vereinbarung zwischen 9:00 und 18:00 in der Woche vom 17-23.04.2024 stattfinden.

Regeltermine Mittwoch 14:00-18:00, (bei hoher Auslastung zusätzlich Termine Freitags 9:00-13:00) Die Kleingruppen treffen sich einmal pro Woche zur Versuchsdurchführung im Praktikumsgebäude. Die Aufgabenstellungen werdenn Blackboard eingestellt. Der detaillierte Praktikumsablauf der einzelnen Kleingruppen kann dem, im GP2 Blackboard Kurs eingestellten, Kursplan entnommen werden.  Der Kursplan wird laufend den aktuellen Gegebenheiten angepasst.

1. Praktikumstermin Mi. 24.04.2024, Zeitfenster 14:00 - 18:00 (bzw. Fr. 26.04.2024, Zeitfenster 9:00 - 13:00).

Inhalt:
Selbständiges Arbeiten der Studierenden in Gruppen von bis zu 8 Studierenden unter Anleitung einer Tutorin / eines Tutors. Computerpraktikum und 8-9 Versuchstermine (Studierende der Meteorologie oder Geowissenschaften 4-5 Versuchstermine). Einführung in die experimentellen Arbeitsmethoden der Physik und kritisches quantitatives und wissenschaftliches Denken: Konzeption und Messmethodik, Messtechnik, statistische Auswertemethoden (Fehlerrechnung), kritische Bewertung und Diskussion der Ergebnisse, Dokumentation der Versuchsdurchführung, schriftliche Darstellung von Thema, Auswertungen und Ergebnissen (Bericht).

Weitere Informationen siehe:
http://www.physik.fu-berlin.de/studium/lehre/gp

Plätze werden im Seminar zum ersten Termin verlost. Teilnahme nur in Verbindung mit dem Praktikum (LV-Nr.: 20102030) möglich.

Inhalt: Weitere Details, Skript u. Uebungsaufgaben siehe unter http://users.physik.fu-berlin.de/~russ/

P. Schmueser: Theoretische Physik fuer Studierende des Lehramts 2

Die Einteilung der Uebungsgruppen erfolgt in der 1. Woche der Vorlesungszeit.

Inhalt:

• Theoretische Rechnermodelle
  • Automaten
  • formale Sprachen
  • Grammatiken und die Chomsky-Hierarchie
  • Turing-Maschinen
  • Berechenbarkeit
• Einführung in die Komplexität von Problemen

• Uwe Schöning, Theoretische Informatik kurzgefasst, 5. Auflage, Spektrum Akademischer Verlag, 2008
• John E. Hopcroft, Rajeev Motwani, Jeffrey D. Ullman, Einführung in die Automatentheorie, Formale Sprachen und Komplexität, Pearson Studium, 3. Auflage, 2011
• Ingo Wegener: Theoretische Informatik - Eine algorithmenorientierte Einführung, 2. Auflage, Teubner, 1999
• Michael Sipser, Introduction to the Theory of Computation, 2nd ed., Thomson Course Technology, 2006
• Wegener, Kompendium theoretische Informatik - Eine Ideensammlung, Teubner 1996

Qualifikationsziele

Die Studierenden analysieren⁴ Algorithmen und Datenstrukturen und ihre Implementierungen bezüglich Laufzeit, Speicherbedarf und Korrektheit und beschreiben² verschiedene Algorithmen und Datenstrukturen für typische Anwendungen und wenden³ diese auf konkrete Beispiele an. Sie können passende Algorithmen und Datenstrukturen für gegebene Aufgaben auswählen⁴ und passen⁵ diese entsprechend an. Sie erklären², identifizieren⁴ und verwenden⁵ verschiedene Entwurfsparadigmen für Algorithmen.

Inhalte

Studierende lernen das Maschinenmodell, sowie verschiedene algorithmische Probleme kennen. Sie erarbeiten und üben die Berechnung von Laufzeit, Korrektheit und Speicherbedarf dieser Algorithmen und lernen die asymptotische worst-case Analyse kennen. Darüber hinaus diskutieren sie die Rolle des Zufalls im Kontext des Entwurfs von Algorithmen. Des Weiteren erlernen und üben sie Entwurfsparadigmen für Algorithmen wie Teile und Herrsche, gierige Algorithmen, Dynamische Programmierung und Erschöpfende Suche. Sie lernen Prioritätswarteschlangen und effiziente Datenstrukturen für geordnete und ungeordnete Wörterbücher (z.B. ausgeglichene Suchbäume, Streuspeicher, Skiplisten) kennen und üben den Umgang mit ihnen. Zudem lernen sie Algorithmen für Zeichenketten (digitale Suchbäume und Suchen in Zeichenketten) und Graphenalgorithmen kennen, diskutieren deren Anwendung und üben den Umgang mit ihnen.

• P. Morin: Open Data Structures, an open content textboox.
• T. H. Cormen, C. Leiserson, R. Rivest, C. Stein: Introduction to Algorithms, MIT Press, 2022.
• R. Sedgewick, K. Wayne: Algorithms, Addison-Wesley, 2011.
• M. Dietzfelbinger, K. Mehlhorn, P. Sanders. Algorithmen und Datenstrukturen: Die Grundwerkzeuge, Springer, 2014.
• J. Erickson. Algorithms, 2019
• T. Roughgarden. Algorithms Illuminated. Cambridge University Press, 2022.

Markov chains are widely used to model stochastic behaviour across the sciences. In this course, we will focus on their application to model dynamical phenomena in the natural and engineering sciences. In the first half of the course, we will study the stationary and spectral properties of discrete Markov chains and how they can be used to analyse the long-time behaviour of the chain. In the second half, we will learn how to construct continuous Markov chains to sample complex probability distributions, and how to construct suitable discrete models for their approximation.

Discrete Markov Chains
- introduction and basic properties
- stationary vectors and return times
- spectral decomposition, reversible chains
- Perron cluster analysis
- committors and transition path theory

Modeling with Markov Chains
- Markov chains on continuous space
- sampling and Markov chain Monte Carlo
- Markov state models (MSMs)
- MSM estimation based on maximum likelihood
- error analysis

Master students of Mathematics and Physics