Modulbeschreibung

Differentialgleichungen & Wärmelehre / Wellenlehre

ECTS-Credits:
7
Lernziele:

Die Studierenden

  • können einfache praktische Probleme in mathematische Sprache übertragen, anschliessend analysieren und lösen. Sie sind in der Lage, die Lösungen aus Anwendungssicht zu bewerten.
  • 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.

 

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.

Kurse in diesem Modul

Differentialgleichungen:
  • Klassifikation von Differentialgleichungen
  • Lösung von Differentialgleichungen mit Separation
  • Lineare Differentialgleichungen
  • Laplace-Transformation
Klassenunterricht mit 4 Lektionen pro Woche
Wärmelehre / Wellenlehre:
  • 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
Vorlesung mit 2 Lektionen pro Woche
Uebung mit 2 Lektionen pro Woche
Disclaimer

Diese Beschreibung ist rechtlich nicht verbindlich! Weitere Informationen finden Sie in der detaillierten Modulbeschreibung.