Physik für Life-Science-Ingenieure 2
Physics for Life Science Engineers 2

Das Modul Physik für Life-Science-Ingenieure vermittelt die Grundlagen der Experimentalphysik und gehört somit zur naturwissenschaftlichen Grundausbildung in das Bioingenieurwessen. Die Vorlesung ist zweisemestrig. Physik für Life-Science-Ingenieure 2 beinhaltet folgende Themengebiete:

1.         Grundlagen der Thermodynamik, ideales Gas, Hauptsätze der Thermodynamik

2.         Zustandsänderungen, Wärmekraftmaschinen und Wärmepumpen

3.         Reale Gase, Aggregatszustände, Wärmetransportmechanismen 

4.         Elektrostatik, Coulomb-Gesetz, elektrische Felder, Gaußscher Satz, Influenz

5.         Kondensatoren und Widerstände, Arbeit und Leistung, Schaltungen

6.         Magnetismus, magnetische Kräfte, Spulen, Lorentz-Kraft, Magnetisierung 

7.         Induktionsgesetz, Motor, Generator und Transformator, Maxwell-Gleichungen

8.         Stahlenoptik, Brechung und Reflexion, Linsen und Spiegel, optische Instrumente

9.         Wellenoptik, Interferenz und Beugung von Licht, Polarisation und Streuung

10.   Grundlagen der Quanten- und Kernphysik

Nach der Teilnahme an der Modulveranstaltung können die Studierenden:

• die eingeführten Begriffe aus Thermodynamik, Elektrodynamik, Optik, Kern- und Quantenphysik definieren.
• die Bedeutung und die Aussagen der behandelnden mathematischen Gleichungen erklären.
• diese zur Lösung neuer physikalischer Fragestellungen in Stile der Übungsaufgaben anwenden.       

Sie haben sich dabei ein vertieftes Wissen und Verständnis der grundlegenden Konzepte in der Experimentalphysik angeeignet, das sowohl auf theoretischen Betrachtungen als auch auf experimentellen Beobachtungen beruht.

Grundwissen der Physik und Mathematik auf Abiturniveau, sowie Grundlagen aus der Vorlesung Physik für Life-Science-Ingenieure 1 sind wünschenswert.

Das Modul beinhaltet eine Vorlesung mit Demonstrationsexperimenten in der die grundlegenden Konzepte der Physik theoretisch vermittelt und praktisch veranschaulicht werden.

In der damit einhergehenden Übung werden die Vorlesungsinhalte anhand von Problemlösungen und Anwendungsbeispielen vertieft. Die Studierenden haben dabei die Möglichkeit, die Aufgaben mit Hilfestellung eines Tutors in der ersten Übungsstunde zu bearbeiten oder die Aufgaben vollständig selbstständig zu Hause zu lösen. Danach werden die Aufgaben in der Gruppe vorgerechnet und diskutiert. 

Folgende Medienformaten finden Verwendung:

• Präsentationen und handschriftliche Herleitungen (Vorlesung)
• Unterstützende Experimente (Vorlesung)
• E-learning Tools (Vorlesung)
• Vorlesungsunterlagen sowie Aufgaben und Lösungen werden online zu Verfügung gestellt
• Übungsstunden mit Tafelanschrieb

• Notizen zur Vorlesung
• Versuchsbeschreibungen
• Olaf Frutsche: Physik für Biologen und Mediziner, Springer Spektrum 2013
• Paul A. Tipler: Physik. Spektrum Lehrbuch, 3. korr. Nachdruck 2000
• D. Giancoli: Physik, Pearson Verlag, 1. Auflage 2011
• Halliday, Resnick, Walker: Physik, Wiley-VCH, 1. Nachdruck 2005
• Ulrich Haas: Physik für Pharmazeuten und Mediziner. Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft WVG, 6. bearb. U. erw. Auflage 2002

Die Lernergebnisse des Moduls werden mit einer 90-minutigen schriftlichen Klausur geprüft. Das Verständnis der grundlegenden Konzepte der Experimentalphysik wird hier durch offene Fragen und Fragen mit vorgegebenen Mehrfachantworten getestet. Die offenen Fragen zu Anwendungsbeispielen sind rechnerisch zu lösen.

Die Teilnahme am Übungsbetrieb wird dringend empfohlen. Auf die Note der Modulprüfung in der Prüfungsperiode direkt im Anschluss an die Vorlesung (nicht auf die Wiederholungsprüfung) wird ein Bonus (eine Zwischennotenstufe "0,3" besser) gewährt, wenn die/der Studierende mindestens zweimal korrekt eine Aufgabe in den Übungen vorgerechnet hat.

Es sind folgende Hilfsmittel zugelassen: Taschenrechner, handschriftliche Formelsammlung (maximal 1 A4-Blatt, handschriftlich beidseitig beschrieben).