Lehre

Vorlesungen

Alle Vorlesungen, die früher ‚Tafel und Kreide‘ waren, sind inzwischen im ‚flipped classroom‘ Format. Dabei wird der monologische Teil, der die Inhalte präsentiert, ausgelagert. Die Studierenden bereiten sich selbstständig anhand von Skripten, Videos und Literaturhinweisen vor, unterstützt durch Quizzes und Fragen. Anstelle der bisherigen Vorlesung werden dann gemeinsam offene Fragen geklärt, Beispiele und Aufgaben diskutiert. Teilweise führen die Studierenden auch Experimente durch oder programmieren Simulationen. Im Anschluss gibt es oft die in der Physik üblichen Übungszettel.

Allgemeine Informationen zu dieser Methode, für die eigene Umsetzung möglicherweise hilfreiche Literatur und Links sind hier zu finden. Bei den einzelnen Vorlesungen unten finden sich auch Details zur Umsetzung, insbesondere bei „EPC1 Molekül- und Festkörperphysik 1“.

Die von uns erstellten Unterrichtsmaterialien sind Open Educational Resources, die unter der Lizenz CC-BY-SA frei verwendet und verändert werden dürfen. Die Materialien sind auf oersi gelistet und auf zenodo archiviert. Die Quelltexte (Latex, Pluto.jl) sind auf github verfügbar. Wenn Sie gerade eine dieser Veranstaltungen besuchen, finden Sie einen Link zur aktuellen Version im E-Learning-System.

EPC1 Molekülphysik und Festkörperphysik 1

Diese Kursvorlesung im 5. Semester des Bachelorstudiengangs gibt in den ersten etwa 8 Wochen eine Einführung in die Molekülphysik, insbesondere in die Spektroskopie der fundamentalen Anregung von Molekülen (Rotation, Vibration, elektronische Anregung). Im letzten Drittel werden Kristallgitter sowie Phononen und ihre Dispersion eingeführt. Mehr...

EPC2 Festkörperphysik 2

Dies ist die letzte Vorlesung im Experimentalphysik-Zyklus der Bachelorstudiengangs. Sie behandelt im Wesentlichen elektronische Eigenschaften von Festkörpern, wie die Leitfähigkeit von Metallen oder die Bandstruktur von Halbleitern. Mikroskopische Modelle des Magnetismus und der Supraleitung werden vorgestellt. Mehr...

TECA Messmethoden

Die Vorlesung Messmethoden ist ein Wahlfach im Bachelor-Studiengang. Sie befasst sich mit der Frage, wie man misst und was man mit den gemessenen Daten macht. Die Reihenfolge ist 'rückwärts'. Wir beginnen mit der statistischen Datenanalyse, also der Frage, welche Aussagen man aufgrund von gemessenen Daten machen kann. Im zweiten Teil beschäftigen wir uns mit der speziellen Klasse der zeitabhängigen Signale und den damit verbundenen linearen Systemen. Im dritten Teil schließlich wenden wir dies auf die Detektion schwacher optischer Signale an. Mehr...

Moderne Optik

Diese Vorlesung gibt als Wahlfach im Bachelor eine Einführung in die moderne Optik. Die Ausbreitung von Licht und die Wechselwirkung mit optischen Komponenten wird auf verschiedenen Ebenen beschrieben: als Lichtstrahl, als Welle, im Fourierraum, als Lösung der Maxwell-Gleichungen oder als Photon. Damit erhalten Sie das Handwerkszeug, um aktuelle optische und spektroskopische Experimente zu verstehen, aufzubauen und durchzuführen, was wir auch ganz praktisch tun werden. Mehr...

Fortgeschrittene Experimentalphysik: Fourier-Transformation und Hybridisierung

In diesem Teil der Querschnittsveranstaltung FEP im Master-Studiengang diskutieren wir verschiedene Anwendungen der Fourier-Transformation in Optik und Kristallographie. Das zweite Thema ist die Kopplung von klassischen, quantenmechanischen und quantenoptischen Systemen. Mehr...

Experiments in Spectroscopy

Dies ist das kombinierte Skript zu den Vorlesungen „Spektroskopie weicher Materie“ und „Nanoptik & Plasmonik“ im Masterstudiengang. Jedes Kapitel stellt ein Experiment vor und bespricht dann alles, was zum Verständnis des Experiments notwendig ist. Auf diese Weise erhalten Sie einen soliden Überblick über verschiedene kohärente und inkohärente, lineare und nichtlineare spektroskopische Techniken sowie über grundlegende Konzepte und Ideen der Nanooptik. Mehr...

Experimentelle Astrophysik

Die Vorlesung bietet eine praxisnahe Einführung in die Grundlagen und experimentellen Techniken der Astrophysik. Ziel ist es, neben den Grundkenntnissen auch Methoden der Datenverarbeitung sowie den Umgang mit Teleskopen und Instrumenten zu erlernen und anschließend selbst aufgenommene Daten zu analysieren. So soll möglichst ein direkter Bezug zwischen dem Erlernten und der praktischen Anwendung hergestellt werden. Mehr...

Praktika

In der Experimentalphysik ist das praktische Handeln von zentraler Bedeutung. In den von uns betreuten Praktika legen wir daher großen Wert darauf, dass die Studierenden frei entscheiden können (und müssen), wie ein Experiment durchgeführt wird. Wir versuchen Situationen zu schaffen, in denen verschiedene Handlungsmöglichkeiten zum Ziel führen und nicht ein vorgegebenes Rezept befolgt werden muss.

Printed Labs

Insbesondere Praktikumsexperimente im Bereich Optik und Spektroskopie sind entweder sehr weit von dem entfernt, was in wissenschaftlichen Labors aufgebaut würde. Oder die Komponenten sind teuer und kompliziert. Mit „printed labs“ versuchen wir, diese Lücke zu schließen: Durch den 3D-Druck von optomechanischen Komponenten und Versuchsaufbauten können qualitativ hochwertige Experimente sehr kostengünstig in Praktika und auch in Schulen durchgeführt werden. Mehr ...

Grundpraktikum Lehramt Physik

Wir bieten ein speziell für Studierende des Lehramts an Gymnasien, Realschulen und Berufsschulen zugeschnittenes Praktikum an. Der Schwerpunkt liegt dabei zum einen auf dem physikalischen Sachverhalt, zum anderen auf der selbstständigen Planung, Aufbau und Durchführung von Experimenten. Für Letzteres stehen neben einigen Standardmessgeräten wie Multimeter, Oszillograph und Funktionsgenerator auch eine Vielzahl verschiedener Sensoren zur Verfügung, die direkt über den Computer ausgelesen werden können. Mehr...

Grundpraktikum Physik: Einführung in das Experimentieren

Bevor mit komplexen Versuchsaufbauten gearbeitet werden kann, müssen zunächst die experimentellen Grundlagen geschaffen werden. Dazu werden Versuche aus den Bereichen Mechanik, Elektronik, Optik und Thermodynamik selbstständig geplant, aufgebaut, durchgeführt und schließlich ausgewertet. Neben der Herangehensweise an naturwissenschaftliche Fragestellungen werden so auch die digitale Datenverarbeitung und der Umgang mit Messgeräten und Sensoren geschult. Mehr...

Dopplerfreie Spektroskopie von Rubidium

Die Hyperfeinstruktur ist die Aufspaltung elektronischer Energieniveaus aufgrund des Kernspins. Mit Bruchteilen eines Milli-Elektronenvolts wird diese Aufspaltung bei Raumtemperatur von thermischen Verbreiterungen überschattet. Das hat zur Folge, dass lediglich die Feinstruktur von Atomspektren mit herkömmlichen Methoden spektroskopiert werden kann. In diesem Praktikumsexperiment wird ein optischer Aufbau justiert und betrieben, der zusammen mit einem extrem schmalbandigen und durchstimmbaren Infrarotlaser in der Lage ist, die Hyperfeinstruktur verschiedener verschiedenen Rubidiumisotope mittels Sättigungsspektroskopie aufzulösen.

Nanoplasmonik: Fabry-Pérot Moden von Partikelplasmonen

In diesem Praktikumsexperiment bauen Masterstudenten selbständig ein optisches Setup auf und untersuchen, wie nanoskopisch kleine Silberpartikel Licht auf besondere Weise absorbieren. Die dabei erzeugten kohärenten Elektronendichteoszillationen, kurz Plasmonen, konzentrieren ihre Lichtenergie dabei auf sehr kleine Bereiche, weswegen sie Teil aktueller Forschung in Gebieten wie der Biophysik, Solarforschung und Quantentechnologie sind. Der Versuch vermittelt sowohl die praxisnahe Justage eines Dunkelfeldmikroskops, als auch die theoretische Beschreibung von Partikelplasmonen.