Modulbeschreibung

Die Studierenden

• können einfache praktische Probleme in mathematische Sprache übertragen, anschliessend analysieren und lösen.
• können mit mathematischen Fachbegriffen umgehen und Sachverhalte im mathematisch-technischen Umfeld korrekt formulieren.
• können Differentialgleichungen klassifizieren.
• können Differentialgleichungen durch Separation lösen.
• verstehen die Lösungstheorie linearer Differentialgleichungen.
• können lineare Differentialgleichungen erster Ordnung lösen.
• können lineare Differentialgleichungen zweiter Ordnung mit konstanten Koeffizienten lösen.
• können lineare Differentialgleichungen und Systeme mit konstanten Koeffizienten mit Hilfe der Laplace-Transformation lösen.
• besitzen Problemlösungs- und Umsetzungskompetenz.
• können modellieren, abstrahieren, strukturieren, analysieren und synthetisieren.
• besitzen eine fachsprachliche Ausdrucksfähigkeit und können präzise formulieren.
• verfügen über Selbstdisziplin, Leistungsbereitschaft und die Fähigkeit, analytisch und lösungsbezogen zu denken.

• Klassifikation von Differentialgleichungen
• Lösung von Differentialgleichungen mit Separation
• Lineare Differentialgleichungen
• Laplace-Transformation

Am Ende des Semesters findet eine abgesetzte Modulschlussprüfung zusammen mit dem Kurs Wärmelehre / Wellenlehre statt.

Die Studierenden

• kennen die physikalischen Erscheinungen im Verhalten von Systemen, die aus vielen Teilchen bestehen. Sie verstehen die Zusammenhänge dieser Erscheinungen und verfügen über die zu ihrer Beschreibung nötigen Begriffe.
• erkennen thermische Phänomene und Wellen-Phänomene im Alltag und in technischen Anwendungen, können die Zusammenhänge verbal beschreiben und dafür geeignete physikalische Modelle entwerfen.
• können entsprechende praktische Fragestellungen an einfachen Modellen in mathematische Sprache übertragen, analysieren, lösen und das Ergebnis im Problemkontext bewerten.

Im Einzelnen bedeutet dies: die Studierenden

• verstehen die Zustandsgleichung idealer sowie realer Gase und können diese zur Berechnung des thermischen Verhaltens einfacher Systeme anwenden.
• verstehen den Zusammenhang zwischen den makroskopischen Zustandsgrössen und den mikroskopischen Teilcheneigenschaften.
• können den 1. Hauptsatz für die gängigen thermodynamischen Systeme formulieren.
• verstehen die Aussage des 2. Hauptsatzes und können den Wirkungsgrad einfacher Kreisprozesse berechnen.
• können Wellen und deren Ausbreitung mathematisch beschreiben.
• können die Überlagerung harmonischer Wellen berechnen.
• kennen die Wellen-Phänomene sowie die zugehörigen Gesetzmässigkeiten und können diese für die Berechnung des Wellenverhaltens an Hindernissen und Grenzflächen anwenden.

Die Studierenden

• besitzen Problemlösungs- und Umsetzungskompetenz.
• können modellieren, abstrahieren, strukturieren, analysieren und synthetisieren.
• besitzen eine fachsprachliche Ausdrucksfähigkeit, können präzise formulieren und überzeugend argumentieren.
• verfügen über Selbstdisziplin, Leistungsbereitschaft und die Fähigkeit, analytisch und lösungsbezogen zu denken.

• Temperatur und Wärme
• Die allgemeine Zustandsgleichung idealer Gase
• Kinetische Gastheorie, Geschwindigkeitsverteilung
• Der 1. Hauptsatz der Wärmelehre
• Erscheinungen in realen Gasen, Phasenübergänge
• Der 2. Hauptsatz der Wärmelehre
• Ausbreitung von Wellen: Wellenfunktion und Wellengleichung
• Prinzip von Huygens, Reflexion, Brechung
• Überlagerung von Wellen: konstruktive und destruktive Interferenz, Schwebung, stehende Wellen
• Beugung
• Dopplereffekt
• Intensität und Energiedichte einer Welle

Am Ende des Semesters findet eine abgesetzte Modulschlussprüfung zusammen mit dem Kurs Differentialgleichungen statt.

• Experimentalvorlesung
• Unterrichtsgespräch im Klassenverband
• Selbststudium (Übungsaufgaben, Vor- und Nachbereitung der Fachinhalte sowie das selbstständige Erarbeiten von Sachverhalten)