Diplomstudiengang (auslaufend)

In den Diplomstudiengang Physik werden keine Studienanfänger mehr aufgenommen. Der Quereinstieg in das laufende Fachsemester der Studienanfänger Physik (Diplom) im SS 2009 (oder höher) ist möglich – hierüber entscheidet auf Antrag der Diplomprüfungsausschuss Physik. In § 48 der Prüfungs- und Studienordnung Bachelor/Master Physik ist die „Übergangsregelung“ für Studierende des laufenden Diplomstudiengangs beschrieben.

 

Im folgenden werden Pflicht- und Wahlpflichtveranstaltungen für den Studiengang Physik-Diplom beschrieben. Die Zuordnung der Lehrveranstaltungen zu den jeweiligen Semestern ist eine Empfehlung. Bei Veranstaltungen mit beschränkter Teilnehmerzahl (z.B. die Praktika) kann eine Verschiebung erforderlich werden. Die Aufzählung der Themenbereiche in den einzelnen Veranstaltungen ist als Leitfaden zu verstehen, die stets aktualisiert werden kann. Siehe auch Diplomprüfungsordnung Physik.

Das Studium gliedert sich in ein Grund- und Hauptstudium. Im folgenden wird davon ausgegangen, dass das Studium zum Wintersemester aufgenommen wird.

SWS = Semesterwochenstunde

A. Grundstudium

Das Grundstudium gliedert sich in die Bereiche Experimentalphysik, Theoretische Physik, Mathematik und ein Nebenfach. Als Nebenfach kann Chemie oder Informatik gewählt werden.

Während des Grundstudiums vom ersten bis zum vierten Semester lernen die Studierenden in den Vorlesungen zur Experimentalphysik die Grundbegriffe und Grundgesetze der Physik kennen. Diese Vorlesung wird ergänzt durch Übungen und Praktika. Daneben steht eine systematische Ausbildung in Mathematik, die das Handwerkszeug insbesondere für die Theoretische Physik bereitstellt. Im dritten und vierten Semester werden die Studierenden in die klassischen Bereiche der Theoretischen Physik, die Mechanik und die Elektrodynamik eingeführt. Als viertes Fach können die Studierenden zwischen einer Ausbildung in Chemie (Vorlesungen und Praktikum) oder Informatik (2 Vorlesungen mit Übungen) wählen. Die erfolgreiche Teilnahme an verschiedenen Übungen und Praktika des Grundstudiums wird durch Leistungsnachweise bescheinigt, die bei der Anmeldung zur Diplom-Vorprüfung vorzulegen sind.

Bis zum Ende des 2. Semester ist die sog. Orientierungsprüfung abzulegen. Sie gilt als bestanden, wenn ein Nachweis erbracht wird über

  • die erfolgreiche Teilnahme an den Übungen zur Experimentalphysik I oder II oder
  • die erfolgreiche Teilnahme an den Übungen zur Theoretischen Physik I oder
  • die bestandene Fachprüfung Chemie oder Informatik zum Vordiplom

1. + 2. Semester: wird nur noch für Studienanfänger SoSe 2009 oder früher angeboten

Im Wesentlichen sind das die Lehrveranstaltungen des Bachelorkurses, allerdings gelten die Prüfungsmodalitäten des Diplomstudienganges (s.a. Übergangsregelungen).

3. Semester

Physik III (Integrierter Kurs): 6 SWS Vorlesung + 2 SWS Übungen

  • Licht als Teilchen: Elemente der speziellen Relativitätstheorie, Photoeffekt, Compton-Streuung, Photonenstatistik. Licht als Welle: Maxwellsche Lichttheorie, Interferenzphänomene, Polarisation, Energiefluss und Interferenz, Unschärferelationen. Elektron als Welle: Eigenschaften des Elektrons, Wellengleichungen, gebundene Elektronen, Richtungsquantisierung des Drehimpuls. Atome: Bohrsches und Schrödingersches Atommodell, Spektroskopie, Helium, Quantenstatistik, Eigendrehimpuls, atomarer Magnetismus, Moleküle. Atom-Licht Wechselwirkung: Spektroskopie, Zweiniveausystem, Einsteinsches Ratenbild, Laser, kohärentes Licht, Laserstrahlen, optische Kräfte.

Physikalisches Praktikum II: 8 SWS

  • Versuche aus den Gebieten Mechanik, Thermodynamik, Elektrodynamik, Optik, Atom- und Kernphysik: Mechanische Resonanz, Stirlingmotor, Elektrische Resonanz, Transformator, Para- und Diamagnetismus, Polarisation und Doppelbrechung, Auflösungsvermögen von Gitter und Prisma, Franck-Hertz-Versuch, Natürliche Radioaktivität. Holographie (Laser, Interferenz, Beugung, Phasen- und Amplitudengitter), Thermische Emission (Kennlinie einer Glühdiode, Kontaktspannungen, Innenwiderstände von Messgeräten), Feldelektronenemission (Potentialtopfmodell, Tunneleffekt, Austrittsarbeit von Barium), Ultraschall (Fraunhoferbeugung, stehende Wellen, Longitudinalschwingungen von Stäben, Piezoeffekt), Potentialtrog (Ladung, elektrisches Feld, Potential, Laplacegleichung, Vermessen von Potentiallinien), Bewegung von Elektronen/Ionen in elektrischen und magnetischen Feldern, Biot-Savart-Gesetz, e/m-Bestimmung, Braunsche Röhre.

Mathematik III für Physik-Diplomkandidaten: 4 SWS Vorlesung + 2 SWS Ergänzungsstunden + 2 SWS Übungsstunden

  • Analysis der Funktionen mehrerer Veränderlicher, Differtentialgleichung, Funktionentheorie, Topologische Grundbegriffe im Rn, mehrdimensionale Differential- und Integralrechnung, Vektoranalysis (Kurvenintegrale und Potentiale, Oberflächenintegrale, Integralsätze), gewöhnliche Differentialgleichungen. Diese Themen verteilen sich auf die Mathematik III und IV. (Die Ergänzungsstunden dienen der Vertiefung von ausgewählten Themen dieser Liste)

4. Semester

Physik IV (Struktur der Materie): 4 SWS Vorlesung

  • Teil 1: Einführung in die Kern- und Teilchenphysik: Aufbau der Atomkerne, Kernradien und -massen, Tröpfchenmodell, Radioaktivität, Kernspaltung und -energie, Wechselwirkung von Strahlung mit Materie, Detektoren, Teilchenbeschleuniger, Elementarteilchen und fundamentale Wechselwirkungen. Zur Mitte des Semesters ist eine Exkursion zur GSI Darmstadt vorgesehen.
    Teil 2: Festkörperphysik: Kristallbindung; Kristallstrukturen; Reziprokes Gitter; Phononen; Freie Elektronen im Festkörper - Das Fermigas; Energiebänder; Isolatoren, Halbleiter, Metalle und Supraleiter.

Theoretische Physik II (Elektrodynamik): 4 SWS Vorlesung + 2 SWS Übungen

  • Elektrostatik, Randwertprobleme, Mulitpolmomente, Dieelektrika, Magnetostatik, Maxwellgleichungen, magnetische Materialien, elektromagnetische Wellen, Wellen im Medium, Lorentztransformation, Raum-Zeit Begriff der speziellen Relativitätstheorie, relativistische Kinematik und Dynamik, Lorentzinvarianz der Elektrodynamik, Lagrange Formulierung der klassischen Feldtheorie.

Mathematik IV für Physik-Diplomkandidaten: 4 SWS Vorlesung + 2 SWS Ergänzungsveranstaltung + 2 SWS Übungen

  • Siehe Angaben zum 3. Semester.

 

B. Diplom-Vorprüfung

Das Grundstudium wird abgeschlossen durch die . Diese Prüfung wird in den Fächern Experimentalphysik, Theoretische Physik und Mathematik als mündliche Prüfung abgelegt. In den Fächern Chemie beziehungsweise Informatik wird eine Klausur geschrieben. Die Teilprüfungen in den Fächern Theoretische Physik, Chemie und Informatik können auch schon vor dem Ende des vierten Semesters abgelegt werden.

Voraussetzung für die Zulassung zur Diplom-Vorprüfung sind Bescheinigungen über die erfolgreiche Teilnahme an folgenden Veranstaltungen:

Experimentalphysik:

  • Übungen zur Experimentalphysik I oder II; Physikalisches Anfängerpraktikum (Praktikum I und II).

Theoretische Physik:

  • Übungen zur Theoretischen Physik I.

Mathematik:

  • 3 von 4 Übungen zur Mathematik I-IV für Physik-Diplomkandidaten.

Chemie:

  • Chemisches Praktikum.
    (nur wenn in der Vordiplomsprüfung das Fach Chemie gewählt wird)

Informatik:

  • Übungen zur Informatik I und II.
    (nur wenn in der Vordiplomsprüfung das Fach Informatik gewählt wird)

Die Diplom-Vorprüfung wird mündlich in Einzelprüfungen durchgeführt. Die Dauer der mündlichen Prüfung beträgt für jeden Kandidaten und jedes Prüfungsfach etwa 45 Minuten.

In den Fächern Chemie und Informatik wird eine Klausur an Stelle der Vordiplomprüfung abgenommen. Bei Nichtbestehen der Klausur erfolgt eine mündliche Prüfung. Teilprüfungen in Chemie oder Informatik können bereits nach dem 2. Semester, die Teilprüfung in Theoretischer Physik bereits nach dem 3. Semester abgelegt werden. Der Prüfungsstoff umfaßt Experimentalphysik I - IV, Theoretische Physik I, Mathematik I - IV, Chemie bzw. Informatik, jeweils einschließlich des Stoffes aus Übungen und Praktika.

C. Hauptstudium

Im Hauptstudium sollen die Fähigkeiten erworben werden, die physikalischen Probleme, die im angestrebten Beruf auftreten können, selbständig zu bearbeiten. Dazu werden die im Grundstudium erworbenen Kenntnisse durch weiterführende Vorlesungen, Praktika, Übungen und Seminare aus den Gebieten der theoretischen, experimentellen und angewandten Physik bzw. der Astronomie/Astrophysik erweitert.

Das Hauptstudium (5.-8. Semester) gliedert sich in die Bereiche Experimentalphysik, Theoretische Physik und zwei Wahlpflichtfächer. Das erste Wahlpflichtfach ist das sogenannte Schwerpunktsfach, in dem die Studierenden ein vertieftes Wissen über ein größeres Fachgebiet erwerben können. Das zweite Wahlpflichtfach, das sogenannte Wahlfach, dient vorzugsweise der Ergänzung einer breiten Ausbildung und kann auch in einem nicht-physikalischen Sachgebiet angesiedelt sein. (Wahlfächerkatalog s. Studienplan Anhang 1 und 2).

5. Semester

Experimentalphysik V (Festkörperphysik): 4 SWS Vorlesung

  • Halbleiterkristalle; Fermiflächen und Metalle; Elementare Anregungen; Dielektrische Eigenschaften und Ferroelektrizität; Magnetische Eigenschaften: Dia-, Para- und Ferromagnetismus; Spinwellen; Magnetische Resonanz; Supraleitung; Defekte; Grenzflächen, Multilagen und Übergitter.

Theoretische Physik III (Quantenmechnik I): 4 SWS Vorlesung + 2 SWS Übungen

  • Zustände und Operatoren, Meßvorgänge, Schrödingergleichung in verschiedenen Darstellungen, stationäre Lösungen, Bezug zur klassischen Mechanik, Hilbertraum, Spektraldarstellung von Operatoren, Drehimpulszustände und -algebra, harmonischer Oszillator. Wasserstoffatom, Mehrelektronensysteme, Pauliprinzip, Wasserstoffmolekül, Bändermodell, zeitunabhängige und zeitabhängige Störungstheorie, Wechselwirkung Licht-Materie, Streuprobleme, Lippmann-Schwinger-Gleichung, Streuphasen und Wirkungsquerschnitte, Elemente der Quantenmechanik von Vielteilchensystemen, Klein-Gordon-Gleichung, Dirac-Gleichung. (Diese Themen verteilen sich auf Theoretische Physik III und IV).

6. Semester

Experimentalphysik VI (Atomphysik): 4 SWS Vorlesung

  • Quantenmechanische Beschreibung des Elektrons, Schrödingergleichung, Elektron im Coulomb-Potenzial, Franck-Hertz-Versuch, Photoeffekt, Wasserstoff-Gasentladung, Absorptionsspektroskopie, Dopplerfreie Sättigungsspektroskopie, Quantisierung des Strahlungsfeldes, einfache Anwendungen des Photonenbildes, Spektrum einer thermischen Lichtquelle, relativistisches Wasserstoffatom, Dirac-Gleichung, nichtrelativistischer Grenzfall, Spin-Bahn-Kopplung, Isotopie und Volumeneffekt, Hyperfeinstruktur, Mehrelektronenatome, Schalenmodell, Alkaliatome, Helium, jj-Kopplung, Exotische Atome, Elektron im Magnetfeld, Landau-Niveaus, Spin im homogenen Magnetfeld, Penning-Falle und g-2 Messung, Rabi Apparatur, Doppelresonanz, optisches Pumpen, Kernspin-Tomographie, Zeeman- und Paschen-Back-Effekt, Stark-Effekt, optische Übergänge, optische Blochgleichungen, Hanle Effekt, Optische Ramseyspektroskopie; QED-Effekte, moderne Wasserstoffspektroskopie, Moleküle, Vibrationsspektren, Rotationsspektren, anharmonische Schwingungen, Lichtkräfte, Strahlungsdruck, Magnetooptische Falle, Optische Potenziale, Optisches Kühlen, Quantengase, Quantenstatistik und Bose-Einstein-Kondensation, Quantenkryptographie, Bellsche Ungleichung.

Physikalisches Praktikum III (Fortgeschrittenenpraktikum): 10 SWS, ganztägig

  • Dieses Praktikum wird hier im 6. Semester aufgeführt, eine Teilnahme kann aber in jedem Semester der Hauptstudiums erfolgen.
    Experimente aus den Bereichen Kern-, Atom- und Festkörperphysik, z.B.: Debye-Scherrer-Versuch, Barkla-Streuung, Jodbandspektren, Zeeman-Effekt, Neutronenaktivierung von Ag, Mößbauer-Effekt, Paritätverletzung beim Beta-Zerfall, Elektronenresonanz. Kernresonanz, h-Bestimmung aus Photoeffekt, dielektrische Dispersion, Hanle-Effekt, Doppelresonanz, optische Pumpen, Supraleitung I. und II. Art.

Theoretische Physik IV (Quantenmechanik II): 4 SWS Vorlesung + 2 SWS Übungen

  • siehe Angaben unter Theoretische Physik III (5. Semester).

7. Semester

Experimentalphysik VII (Kern- und Teilchenphysik): 4 SWS Vorlesung

  • Aufbauend auf die in Experimentalphysik IV vermittelten Grundkenntnisse wird eine systematische Übersicht über das Gebiet der Kern- und Teilchenphysik und ihrer aktuellen Fragestellungen gegeben. Inhalt: Konzept für subatomare Untersuchungen, Grundgrößen des Atomkerns und seiner Bausteine, Nukleon-Nukleon-Wechselwirkung, Aufbau der Atomkerne (Kernstruktur), Kernrekationen, Radioaktiver Zerfall, Betazerfall, Neutrinos und schwache Wechselwirkung, Mesonen und Baryonen, Urbausteine der Materie und ihre Wechselwirkungen.

Theoretische Physik V (Thermodynamik und Statistische Mechanik): 4 SWS Vorlesung + 2 SWS Übungen

  • Grundprinzipien der Statistik, Thermodynamische Größen (Zustandsgrößen und Potenziale), Thermodynamische Prozesse und Maschinen, Gibb'sche Verteilung, Mikroskopische Berechnung der thermodynamischen Größen, Zustandssumme, Gleichverteilungssatz, Ideales Gas, Fermi- und Bose-Verteilung, Phasenübergänge, Chaotische Systeme.

8. Semester

Seminar in Experimenteller oder Theoretischer Physik: 2 SWS

  • begleitend zu den Vorlesungen in Experimenteller und Theoretischer Physik

Empfohlen wird darüber hinaus der Besuch von Spezialvorlesungen (s. Vorlesungsverzeichnis und gesonderte Ankündigungen) und des Fakultäts-Kolloquiums

Schwerpunktfach:
Das Schwerpunktfach soll einen Umfang von etwa 20 SWS haben, davon 13 SWS prüfungsrelevanten Stoffes. Gegenwärtig besteht die Auswahl zwischen drei Schwerpunktfächern:

 

S1) Astronomie/Astrophysik:
Die moderne Astronomie/Astrophysik ist ein Teilgebiet der Physik, deshalb gibt es auch keinen eigenständigen Abschluss. Auch wenn als Schwerpunkt im Hauptstudium Astronomie/Astrophysik gewählt wird, ggf. einschließlich der Diplomarbeit, ist der Abschluss stets das Diplom in Physik. Das Gebiet erstreckt sich über die volle Breite der Physik: von experimentellen Arbeiten (in Tübingen hauptsächlich im Zusammenhang mit Satelliteninstrumentierungen) über die für die Astronomie typischen Beobachtungen von Himmelsobjekten mit Boden- oder Satelliten-gestützten Teleskopen, über eine rigorose Datenauswertung und -interpretation bis hin zur Entwicklung theoretischer Modelle. Die Inhalte reichen von unserer unmittelbaren Umgebung des Sonnensystems bis in die Tiefen und zu den Anfängen des Universums.

Der folgende Studienplan (Mindeststundenzahl: 20 SWS) wird empfohlen:

Semester Lehrveranstaltung SWS
5. Einführung in die Astronomie I
Einführung in die Astrophysik
mit Übungen dazu
2
2
1
6. Einführung in die Astronomie II
Eine Vorlesung aus dem Katalog der Kursvorlesungen
2
2
7. Seminar in Astronomie/Astrophysik mit Vortrag
Eine Vorlesung aus dem Katalog der Kurs- und Spezial-Vorlesungen
2
2
8. Fortgeschrittenen-Praktikum (Praktikum IV) in Astronomie/Astrophysik
Eine Vorlesung aus dem Katalog der Kurs und Spezial-Vorlesungen
5
2

Inhalte der Lehrveranstaltungen:

Einführung in die Astronomie I:2 SWS Vorlesung

  • Grundlagen der Astronomie (Beobachtungstechniken, Teleskope und Instrumente, Koordinatensystem, Zeitmessung, Himmelsmechanik, Planeten, Aufbau und Energiegewinnung der Sterne, Systematik und Entwicklung der Sterne).

Einführung in die Astronomie II: 2 SWS Vorlesung

  • Grundlagen der Astronomie (Theorie der Sternatmosphären und des Strahlungstransports, Spezielle Sterntypen, Endstadien der Sternentwicklung, Neutronensterne, Schwarze Löcher, Bau der Milchstrasse, Extragalaktische Systeme, Kosmologie).

Einführung in die Astrophysik: 2 SWS Vorlesung + 1 SWS Übungen

  • Grundlagen der Theoretischen Astrophysik: Hydrodynamik, Magneto-Hydro-Dynamik, Instabilitäten, Konvektion, Materie in starken Magnetfeldern, Physik von Akkretionsscheiben, Theorie der Strahlungsmechanismen.

Kursvorlesungen: jeweils 2 SWS Vorlesungen

  • aus dem Katalog: z.B. Sternatmosphären, Röntgenastronomie, Bau und Entwicklung der Sterne, Struktur und Dynamik der Milchstraße, Spezielle und Allgemeine Relativitätstheorie, Hydrodynamik und Plasmaphysik, Extragalaktische Systeme, und andere.

Spezialvorlesungen: jeweils 2 SWS Vorlesungen

  • aus dem Katalog: z.B. Endstadien der Sternenentwicklung, Aktive Galaxien, Strahlungstransport in Sternatmosphären, Kosmische Strahlung, Nukleare Astrophysik, Strahlungsprozesse, Gravitationswellen, Veränderliche Sterne, Astronomische Datenanalyse, Instrumente der Astronomie und Astrophysik, und andere.

Fortgeschrittenen-Praktikum (Praktikum IV) in Astronomie/Astrophysik: 5 SWS

  • Versuche zu: Optische CCD-Photometrie und -Spektroskopie, Szintillations-Zähler-Spektroskopie und Methoden der indirekten Abbildung in der Röntgenastronomie, Röntgen-CCD-Spektroskopie, UV-Spektroskopie mit Mikrokanalplatten-Detektoren, Numerische Hydrodynamik in der Astrophysik.

Seminar in Astronomie/Astrophysik: 2 SWS

 

 

S2) Nanotechnologie:

  • Die Nanotechnologie stellt eine zukunftsträchtige und fachübergreifende Disziplin der modernen Naturwissenschaften dar. Ihr Ziel ist die Realisierung von Funktionen in einem Bauelement, z.B. Schalter, Speicher, Sensoren, sowie Aktuatoren, mit extrem kleinen Abmessungen. Die Physik solcher Strukturen unterscheidet sich oft dramatisch von der makroskopischer Volumenmaterialien. Für die Herstellung, Untersuchung und Charakterisierung der Nanostrukturen werden hochentwickelte Methoden der modernen Materialwissenschaften eingesetzt. Beispielsweise kommen für die Strukturbestimmung bis herab zu atomarer Skala Elektronenmikroskopie und -optische Verfahren, sowie Beugungsmethoden zum Einsatz.

Der Umfang des Schwerpunktfaches "Nanotechnologie" lässt sich in drei wesentliche thematische Blöcke unterteilen:

  • Physikalische Grundlagen von Nanomaterialien: auf welchen Materialien basieren Nanostrukturen und welchen Einfluss haben kleinste Abmessungen auf die physikalischen Eigenschaften?
  • Strukturierungs- und Charakterisierungsverfahren.
  • Bauelemente und Anwendungsmöglichkeiten.

Die angebotenen Lehrveranstaltungen enthalten Themen aller drei oben erwähnten Blöcke. Die Lehrveranstaltungen für das Schwerpunktfach sind im folgenden aufgelistet.

I. Physik und Technologie der Halbleiter I: 2 SWS Vorlesung

  • Festkörperphysik der Halbleiter. Physik der wichtigsten Halbleiter-Bauelementen (Metall-Halbleiter sowie MOS-Strukturen). Quarkeffekte in Halbleiter-Bauelementen, Systeme mit reduzierter Dimensionalität.

II. Physik und Technologie der Halbleiter II: 2 SWS Vorlesung

  • Physikalischer und chemischer Hintergrund der Prozesse der Halbleitertechnik. Herstellung und Bearbeitung der Halbleitermaterialien. Physik dünner Schichten. Methoden der Halbleitertechnik: PVD; CVD; thermische Oxidation; Lithographie; Musterübertragung; Trockenätzen.

III. Physik der Materialien I: 2 SWS Vorlesung

  • Physikalische Eigenschaften von Kristallen. Ordnungsphänomene, reale Kristalle. Eigenschaften von Grenzflächen. Mechanische Eigenschaften von Materialien. Elektronische Struktur von Kristallen. Elektronischer Transport in Materialien.

IV. Physik der Materialien II: 2 SWS Vorlesung

  • Physikalische Grundlagen der Verfahren für die Charakterisierung von Materialien und dünnen Filmen: REM und TEM, Augerelektronen-Spektroskopie, Sekundärionenmassenspektroskopie, UPS und XPS. Herstellungsverfahren, Eigenschaften und Anwendungen von Volumenmaterialien und dünnen Filmen.

V. Mesoskopische Physik mit Nanostrukturen: 2 SWS Vorlesung

  • Einführung in der mesoskopischen Physik anhand einer "Case Study" - ballistische Quantenpunktkontakte; Realisierung und Charakterisierung von QPCs, adiabatischer Transport und Leitwertsquantisierung. Unterdrückung des Schrot-Rauschens und statistische Eigenschaften, zeitabhängige Phänomene; photonenunterstütztes Tunneln und Oberflächenwellen.

VI. Halbleiternanostrukturen und Bauelemente: 2 SWS Vorlesung

  • Elektronische Eigenschaften von Nanostrukturen, zweidimensionale Elektronensysteme, Bandstruktur an Heteroübergängen, eindimensionale Supergitter, Blochoszillator, Leitfähigkeit eindimensionaler Elektronensysteme; Verfahren der Nanostrukturierung, MBE, MOCVD, Hochauflösende Lithographie, Ätzverfahren; optische Eigenschaften von Nanostrukturen, Heterostrukturlaser, Nichtlineare-Optik in Nanostrukturen.

VII. Elektronenphysik I: 2 SWS Vorlesung

  • Physik des freien Elektrons und technischer Einsatz von Elektronenstrahlen. Dualismus Welle-Korpuskel. Thermische Elektronenemission und Feldemission inkl. Rauschen. Liouvillesches Theorem. Sekundär- und Rückstreuelektronen. Vakuumdiode und thermoelektronischer Energieumformer. Moderne Vakuummikroelektronik inkl. flache Displays. Mikrowellenröhren.

VIII. Elektronenphysik II: 2 SWS Vorlesung

  • Erzeugung von Röntgenstrahlen, schnelle Röntgenscanner, Bildwandler und Bildverstärker. Elektronenstrahlerzeuger, verschiedenartige Elektronenmikroskope, Elektronenspektrometer, Sekundärelektronensysteme. Elektronenstrahlgeräte zur Materialbearbeitung, Lithographie, Inspektion und Messtechnik. Elektronenbeschleuniger.

IX. Physik der molekularen und biologischen Nanostrukturen (WiSe): 2 SWS Vorlesung

Einführung und Grundlagen der Molekülphysik, Molekülspektroskopie (Vibrationsspektroskopie, Optische und Elektronische Spektroskopie), Gekoppelte Moleküle (Aggregate, Kristalle, Davidov-Aufspaltung, H- und J-Aggregate), Ausgewählte Systeme und Beispiele (Spektroskopie in der Proteinforschung, Spektroskopische Aspekte der Photosynthese), Methoden und Anwendungen.

X. Physik der molekularen und biologischen Materialien (SoSe): 2 SWS Vorlesung

Wechselwirkungen in molekularen und biologischen Systemen (H-Brückenbindung und DNA, van-der-Waals-Kräfte, Besondere Eigenschaften von Wasser, Ionen in Lösung und Debyesche Abschirmlänge, hydrophobe Kräfte, entropische Kräfte), Ausgewählte organische und biologische Materialien und ihre Eigenschaften (Polymere, Proteine, DNA, Proteine, Flüssigkristalle, Grenzflächenaktive Moleküle), Methoden und Anwendungen.

XI. NanoBioPhysik und Rastersonden-Mikroskopie: 2 SWS Vorlesung

Kräfte auf der Nanoskala, Rastersondenmikroskopie, Einzelmoleküle, Grundkenntnisse molekulare Biologie, Zellen, Neuronen, Nanostrukturierung, Elektrohydrodynamik, Mikro- und Nanofluidik

Es besteht die Möglichkeit, innerhalb von vier Semestern etwa acht dieser Vorlesungen zu hören. Darüber hinaus wird die Einführungsvorlesung für das Fortgeschrittenen-Praktikum als Blockvorlesung unmittelbar vor Semesteranfang gehalten.

Seminar in Nanotechnologie: 2 SWS

  • Ausgewählte Themen der aktuellen Nanophysik und Nanotechnologie werden von den Teilnehmern in einer entsprechenden Vortragsreihe behandelt.

Fortgeschrittenen-Praktikum (Praktikum IV): 5 SWS
zusammen mit dem Vorsemesterkurs zum Fortgeschrittenen-Praktikum: 3 SWS

  • Zur Zeit werden die folgenden Experimente angeboten: Transmissionselektronenmikroskopie, Interferenz im Elektronenmikroskop, Dünne Schichten, Bildaufzeichnung und Bildverarbeitung, Lichtmikroskopie, Optische Lithographie, Elektronenstrahlmikroanalyse, Rasterkraftmikroskopie, Solarzelle, Holographie, Rasterelektronenmikroskopie, Quantenhalleffekt.

Empfohlen:
Mindestens 12 SWS Vorlesungen + 5 SWS Praktikum + 3 SWS Vorbereitung + 2 SWS Seminar (22 SWS)

 

 S3) Wissenschaftliches Rechnen:

 Studienplan zum Studienschwerpunkt Wissenschaftliches Rechnen

Wahlfach:

Die Fakultät bietet eine große Auswahl an Wahlfächern aus physikalischen und nicht-physikalischen Sachgebieten an (s. Wahlfächerkatalog im Anhang). Darüber hinaus können in Einzelfallentscheidungen auch weitere Fächer als Wahlfach zugelassen werden. Das als viertes Prüfungsfach ausgewählte Wahlpflichtfach muss mindestens 8 SWS prüfungsrelevanten Stoffes umfassen, empfohlen wird ein Umfang von mindestens 10 SWS.

Die Auswahl und die zeitliche Abfolge der Lehrveranstaltungen zum Wahlfach sollten mit den zuständigen Wahlfach-Koordinatoren (aktueller Stand s. Vorlesungsverzeichnis) abgesprochen werden. Als Leistungsnachweis ist mindestens eine Bescheinigung über die erfolgreiche Teilnahme an einer Übung oder einem Seminar oder einem Praktikum im Wahlfach erforderlich.

D. Diplomprüfung und Diplomarbeit

Das Hauptstudium endet mit der Diplomprüfung, je einer mündlichen Prüfung von etwa 45 Minuten Dauer in den vier Fächern Experimentalphysik, Theoretische Physik, Schwerpunktfach und dem Wahlfach. Die Diplomarbeit wird als Teil der Hauptprüfung gewertet, sie kann nach oder zwischen den mündlichen Prüfungen angefertigt werden. Mit der Diplomarbeit (9.+10. Semester) sollen die Studierenden zeigen, dass sie ein definiertes physikalisches Problem innerhalb einer vorgegebenen Frist mit wissenschaftlichen Methoden bearbeiten können. Der Zeitraum für die Einarbeitung in das Thema und die Anfertigung der Diplomarbeit beträgt 12 Monate. Die Studierenden sollten sich möglichst früh informieren über die jeweiligen Arbeitsgebiete innerhalb der Fakultät und schon während des Hauptstudiums Kontakt mit der gewünschten Forschungsgruppe aufnehmen.

Voraussetzung für die Zulassung zur Diplom-Prüfung sind Bescheinigungen über die erfolgreiche Teilnahme an folgenden Veranstaltungen:

Experimentalphysik: Physikalisches Praktikum III

Theoretische Physik: 3 von 4 Übungen zur Theoretischen Physik II-V.

Seminar begleitend zu den Vorlesungen in Experimenteller oder Theoretischer Physik.

Schwerpunktfach: Physikalisches Praktikum IV, Seminar

Wahlfach: mindestens 1 Leistungsnachweis aus dem gewählten Fachgebiet (siehe oben).

Studienplan Physik-Diplom der Universität Tübingen

Grundstudium
Sem. Experimental-
physik
SWS Theoretische Physik SWS Mathematik SWS Chemie SWS oder Informatik SWS
1. Ex. Physik I 4     Mathematik I 4 Anorgan. Chemie 3 Informatik I 4
  Ergänzungen dazu *) 2     Übungen dazu 2     Übungen dazu 2
  Übungen dazu 2                
2. Ex. Physik II 4     Mathematik II 4 Allgem. Chemie 5 Informatik II 4
  Ergänzungen dazu *) 2     Übungen dazu 2 Chemisches Praktikum (in der vorlesungs-
freien Zeit)
4 Übungen dazu 2
  Übungen dazu *) 2                
  Praktikum I 8                
3. Ex. Physik III 4 Theor. Physik I 4 Mathematik III 4        
  Praktikum II 8 Ergänzungen dazu *) 2 Ergänzungen dazu 2        
      Übungen dazu 2 Übungen dazu *) 2        
4. Ex. Physik IV 4 Theor. Physik II 4 Mathematik IV 4        
      Übungen dazu *) 2 Ergänzungen dazu 2        
          Übungen dazu 2        
Diplom-Vorprüfung
Voraussetzungen für die Anmeldung zur Diplom-Vorprüfung:
  Übungen zu
Ex. Physik I oder II;
Praktikum I und II
Übungen zur
Theor. Physik I
3 Übungskursen zu
Mathematik I - IV
Chemischem
Praktikum
oder 2 Übungen
Informatik I und II
*) keine Pflichtveranstaltung, aber Teilnahme sehr empfohlen

 

Studienplan Physik-Diplom der Universität Tübingen

Hauptstudium
Sem. Experimental-
physik
SWS Theoretische Physik SWS Schwerpunkt-
fach
SWS Wahlfach SWS
5. Exp. Physik V 4 Theor. Physik III 4 Vorlesungen etc. 5 Vorlesungen etc. 4
      Übungen dazu 2        
6. Exp. Physik VI 4 Theor. Physik IV 4 Vorlesungen 2 Vorlesungen 2
  Praktikum III 10 Übungen dazu 2        
7. Exp. Physik VII 4 Theor. Physik V 4 Vorlesungen etc. 4 Vorlesungen 2
      Übungen dazu 2 Seminar 2    
8. Seminar Exp. Physik 2 oder Seminar Theor. Physik 2 Vorlesungen 2 Seminar, Übung oder Praktikum 2
          Praktikum IV 5    
  sowie Lehrveranstaltungen im Umfang von 7 SWS nach freier Wahl
  Diplomprüfung
9. und 10. Diplomarbeit (3 Monate Einarbeitung, 9 Monate Bearbeitung)
Voraussetzungen für die Anmeldung zur Diplomprüfung:
  Praktikum III   3 Übungskursen zur Theor. Physik II - V   Praktikum IV
Seminar
  1 Seminar, Übungs- oder Praktikumsschein  
  1 Seminar in experimenteller oder theoretischer Physik        

Die Zuordnung der Lehrveranstaltungen zu den Fachsemestern ist nicht bindend.

   

Anhang 1

Schwerpunktsfächer

 

Anhang 2

Wahlfächer

 

S1 Astronomie und Astrophysik W1 Astronomie und Astrophysik
S2 Nanotechnologie W2 Biologie
S3 Wissenschaftliches Rechnen W3 Chemie
  W4 Computational Physics
  W5 Elektronik
  W6 Informatik
  W7 Kondensierte Materie und Kristallographie
  W8 Mathematik
  W9 Mathematische Vielteilchenphysik
  W10 Medizinische Physik
  W11 Mikrostrukturen
  W12 Quantenoptik
  W13 Teilchen- und Kernphysik
  W14 Wirtschaftswissenschaften

Literatur

1. Bücher, die einen Eindruck vermitteln, wie Physik heute aussieht und wie sie an der Hochschule gelehrt wird (Auswahl):

  • Denkschrift zum Jahr der Physik, Deutsche Physikalische Gesellschaft
  • Berkeley Physik-Kurs (6 Bde.), Vieweg Verlag, Braunschweig
  • Feynman Lectures on Physics, deutsche Ausgabe (3 Bde.), Oldbenburg Verlag München/Wien
  • Gerthsen/Kneser/Vogel: Physik (1 Bd.), Springer Verlag, Berlin
  • Atkins: Physik (1 Bd.), de Gruyter Verlag, Berlin
  • Martienssen: Einführung in die Physik (4 Bde.), Akademische Verlagsgesellschaft Wiesbaden

2. Populäre Zeitschriften, die Probleme der modernen Physik behandeln:

  • Physik in unserer Zeit
  • Umschau in Wissenschaft und Technik
  • Spektrum der Wissenschaft
  • Bild der Wissenschaft
Kontaktadresse:  Dekanat Mathematik-Physik
  Auf der Morgenstelle 14
  D - 72076 Tübingen
  Telefon: 07071/29 76412
  Telefax: 07071/29 5490
  e-mail: dekanat.mathematik.physik AT uni-tuebingen.de