Modulbeschreibung

Mehrdimensionale Analysis & Schwingungslehre / Optik

ECTS-Punkte:
5
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.
  • verstehen das Konzept von Funktionen in mehreren Variablen.
  • können Funktionen in zwei Variablen graphisch darstellen.
  • verstehen die Differentialrechnung für Funktionen in mehreren Variablen.
  • können Optimierungsaufgaben für Funktionen in mehreren Variablen lösen.
  • verstehen die Grundlagen der Integralrechnung für Funktionen in mehreren Variablen.
  • können Flächenintegrale und Volumenintegrale berechnen.
  • können geometrische Flächen mit Funktionen in Parameterdarstellung modellieren.
  • 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 schwingfähiger Systeme, verstehen deren Zusammenhänge und verfügen über die zu ihrer Beschreibung nötigen Begriffe.
  • erkennen Schwingungsphänomene im Alltag und in technischen Anwendungen, können die Zusammenhänge verbal beschreiben und dafür geeignete physikalische Modelle entwerfen.
  • können entsprechende praktische Fragestellungen bei einfachen linearen mechanischen und elektrischen Systemen in mathematische Sprache übertragen, analysieren, lösen und das Ergebnis im Problemkontext bewerten.
  • können die Funktionsweise einfacher optischer Instrumente erklären.
  • kennen die Phänomene der Interferenz und der Beugung in der Optik und verstehen deren Konsequenz für optische Verfahren und Instrumente.
  • kennen den Welle-Teilchen-Dualismus der Materie.

Kurse in diesem Modul

Mehrdimensionale Analysis:
  • Mathematische Modellbildung
  • Mathematische Fachsprache
  • Funktionen in mehreren Variablen
  • Differentialrechnung für Funktionen in mehreren Variablen (partielle Ableitungen, Gradient, totales Differential)
  • Integralrechnung für Funktionen in mehreren Variablen (Flächenintegrale, Volumenintegrale, Variablentransformation)
  • Flächen in Parameterform
Klassenunterricht mit 4 Lektionen pro Woche
Schwingungslehre / Optik:
  • Ungedämpfte Schwingungen
  • Gedämpfte Schwingungen
  • Erzwungene Schwingungen, Resonanz
  • Gekoppelte Schwingungen
  • Abbildungen mit dünnen Linsen
  • Funktionsweise einfacher optischer Instrumente
  • Interferenz
  • Beugung
  • Auflösungsvermögen optischer Instrumente
  • Materiewellen
  • Photoeffekt
  • Materie-Teilchen-Dualismus
Vorlesung mit 2 Lektionen pro Woche
Disclaimer

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