Physik 3: Felder und Wellen
etp.phy3fw.p, 42 Lektionen in FS2023
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Modulbeschreibung 19HS
Die Studierenden eignen sich die physikalischen und technischen Grundlagen zu elektrischen und magnetischen Feldern, der Kopplung zwischen ihnen und der Wellenlehre an. Sie lernen die Maxwellschen Gleichungen kennen und anwenden. An ausgewählten Beispielen aus diesen Gebieten lernen die Studierenden die physikalische Denk- und Arbeitsweise als Teil des modernen technischen Denkens des Ingenieurs kennen und anwenden.
- ECTS
- 4
- Institut
- 119914: T IAMP
- Verantwortung
- Ralf Markendorf
- Sprache
- (X) Deutsch ( ) Englisch
Modulinhalte
Felder als Basis des Elektromagnetismus (Wiederholung): Feldbegriff, elektrisches und magnetisches Feld, Feld als Energieträger Stationäre Situationen: E-Feld, Gaussscher Satz, Potenzial, Spannung, B-Feld, Ampèresches Gesetz, Lorentz-Kraft, Elektro- und Permanentmagnet, Permeabilität, verschiedene Kondensatoren und Spulen Kopplung elektrischer und magnetischer Felder: Induktionsgesetz, Selbst- und Gegeninduktion in Drähten (für später: Wellen auf Leitungen s.u.), Skineffekt und Leitungsdämpfung (auch für Leitungswellen s.u.), Transformator, Generator, Durchflutung, elektromagnetischer (Hertzscher) Dipol, elektromagnetische Kopplung, Maxwell-Gleichungen Wellen allgemein: Mechanismus der Wellenausbreitung am Beispiel elektromagnetischer Wellen, Trägermedium, Wellengleichung, Wellenfunktion, Wellenlänge, Phase, Frequenz, Geschwindigkeit etc., Energie- und Impulsausbreitung in Wellen, Transversale und longitudinale Wellen, Schall, elastische Wellen, Wasserwellen, Wellen auf gespannter Saite Elektromagnetische und Leitungswellen: Ausbreitung elektromagnetsicher Wellen, Ausbreitungs- und Dämpfungskonstante, Dispersion, Phasen- und Gruppengeschwindigkeit, Polarisation, Antennen-Reflektoren & -Direktoren, typische Erscheinungen elektromagnetischer Wellen: Überlagerung, Interferenz, Doppler-Verschiebung, Reflexion und stehende Wellen, Führung in Glasfasern (Lichtwellen) und auf Drähten (Leitungswellen) Technische Anwendungen: Laser; Glasfasern etc.
Voraussetzungen
Physik der Assessmentstufe
Versionen
- 19HSt.BA.ETP.PHY3FW.19HS