Physik II (Thermodynamik und Elektromagnetismus) - SS 2014

(Vorlesung und Übungen)

Veranstaltungs-Nr. 111120

Inhalt der Vorlesung
Übungsgruppen
Übungsblätter
Klausuren
Inhaltsverzeichnis der Vorlesung
Materialien zur Vorlesung

Klausuren

Ergebnisse der 2. Klausur vom 07.10.2014

  • Klausureinsicht: Montag, 13.10.2014, 12:15 bis 13:00 Uhr, Hörsaal HS 3

Ergebnisse der 1. Klausur vom 21.07.2014

Klausur 1 zur Physik II

Dozenten

Prof. Dr. Helmut Kohl Prof. Dr. Michael Rohlfing
Physikalisches Institut Institut für Festkörpertheorie
IG 1, R. 323, Tel. 33640 IG 1, R. 708, Tel. 36340

Koordination der Übungsgruppen

Thorsten Deilmann
Institut für Festkörpertheorie
IG 1, R. 716, Tel. 33583

Termine

Vorlesung Di 10-12 IG 1, HS 1

Mi 08-10 IG 1, HS 1

Fr 10-12 IG 1, HS 1




Übungen Mo, Do 08-10 diverse Seminarräume

Mo, Di 14-16 diverse Seminarräume

Fr 13-15 diverse Seminarräume

Inhalt der Vorlesung

Thermodynamik

  • kinetische Gastheorie und Verteilungen
  • Temperatur und Wärme
  • Zustandsgrößen
  • Entropie und ihre statistische Bedeutung
  • Hauptsätze der Wärmelehre
  • Wärmekraftmaschinen
  • Transportphänomene
  • reale Gase
  • Aggregatzustände
  • Phasenübergänge

Ladungen und Ströme

  • Grundphänomene
  • Feld- und Potentialbegriff
  • Spannung
  • elektrische Felder in Materie und an Grenzflächen (Influenz und Dielektrizität)
  • Gleichstromkreise
  • elektrische Arbeit und Leistung
  • Leitungsvorgänge in Festkörpern, Flüssigkeiten und Gasen

Elektromagnetismus

  • elektrische Ströme und Magnetfelder
  • Magnetfelder in Materie
  • Arten des Magnetismus
  • Kräfte auf stromdurchflossene Leiter
  • Induktion und Induktionsgeräte
  • Elektromagnetismus im Vakuum und in Materie
  • Lorentz-Kraft
  • Hall-Effekt
  • Wechselstromwiderstnde und -schaltungen
  • Schwingkreise

Übungen (2 SWS)

  • selbständige Bearbeitung der wöchentlich gestellten Übungsaufgaben zum Stoff der Vorlesung
  • Vorbesprechung zu den Übungen in der ersten Vorlesung

Übungsgruppen

Anmerkung zu den Gruppen 2 und 16: diese richten sich vor allem an Zwei-Fach-Bachelor-Studierende, deren zweites Fach nicht Mathematik ist.

Gruppe 1. Übung 2. Übung Gruppenleiter/in
1 Mo 08-10, IG 1 85 Do 08-10, IG 1 85 Saskia Schmiemann
2 Mo 08-10, IG 1 86 Do 08-10, IG 1 86 Christian Buchholz
3 Di 14-16, IG 1 718 Fr 13-15, IG 1 718 Sonja Esch
4 Mo 08-10, IG 1 88 Do 08-10, IG 1 88 Iris Niehues
5 Mo 08-10, IG 1 619 Do 08- 10, IG 1 619 Johannes Kemper
6 Mo 08-10, IG 1 718 Do 08-10, IG 1 235 Patrick Hamers
7 Mo 08-10, KP 103 Do 08-10, KP 103 Semir Vrana
8 Mo 08-10, KP 104 Do 08-10, KP 104 Bernhard Wallmeyer
9 Mo 08-10, IG 1 235 Do 12-14, IG 1 235 Sarah Trinschek
10 Mo 08-10, IG 1 719 Do 12-14, IG 1 88 Tobias Förster
11 Mo 08-10, TP 304 Fr 13-15, IG 1 88 Friedrich Bach
12 Mo 14-16, IG 1 87 Do 08-10, TP 304 Christoph Kabelitz
13 Di 14-16, IG 1 235 Do 08-10, IG 1 718 Matthias Drüppel
14 Di 14-16, IG 1 88 Do 08-10, KP 303 Manuel Wiese
15 Mo 14-16, IG 1 85 Do 12-14, IG 1 85 Sonja Esch
16 Mo 14-16, IG 1 88 Fr 13-15, IG 1 235 Felix Tabbert
17 Mo 14-16, IG 1 86 Fr 13-15, IG 1 86 Peter Üffink
18 Di 14-16, IG 1 86 Do 12-14, IG 1 86 Lukas Ophaus
19 Di 14-16, IG 1 85 Fr 13-15, IG 1 85 Florian Herrmann
20 Di 14-16, IG 1 619 Fr 13-15, IG 1 619 Matthias Kemper

Übungsblätter

Übungen
 Ausgabedatum Abgabedatum
Blatt 1 08.04.2014 15.04.2014
Blatt 2 15.04.2014 22.04.2014
Blatt 3 22.04.2014 29.04.2014
Blatt 4 29.04.2014 06.05.2014
Blatt 5 06.05.2014 13.05.2014
Blatt 6 13.05.2014 20.05.2014
Blatt 7 20.05.2014 27.05.2014
Blatt 8 27.05.2014 03.06.2014
Blatt 9 03.06.2014 17.06.2014
Blatt 10 17.06.2014 24.06.2014
Blatt 11
 24.06.2014
 01.07.2014
Blatt 12 01.07.2014 08.07.2014
Blatt 13 08.07.2014 15.07.2014

Inhaltsverzeichnis der Vorlesung

Thermodynamik

Kap. 1

Temperatur

1.1 Temperaturabhängige Eigenschaften
1.1.1 Wärmeausdehnung
1.1.2 Thermospannung
1.1.3 Elektrische Widerstand
1.1.4 Wärmestrahlung

Kap. 2

Thermodynamik

2.1 Grundbegriff der theoretischen Thermodynamik
2.1.1 Grundbegriffe
2.1.2 Nullter Hauptsatz
2.2
 Erster Hauptsatz
2.2.1 Energie, Arbeit, Wärme
2.2.2 Wärme und spezifische Wärme
2.2.3 Kalorimetrie (Messung von Wärmekapazitäten)
2.2.4 Spezielle Prozesse bei idealen Gasen
2.3 Carnot-Kreisprozess
2.4 Wärmekraftmaschinen
2.4.1 Der Stirlingmotor (Heißluftmotor)
2.4.2 Kältemaschinene und Wärmepume
2.5
 Entropie; 2. Hauptsatz
2.5.1 Entropie als statistische Größe

Kap. 3

Thermodynamische Potentiale

3.1 Funktionen mehrer Veränderlicher
3.2
 Thermodynamisches Potential
3.3
 Höhere Ableitungen
3.4
 U (S, V, N) des klassischen Gases
3.5
 S (U, V, N) als thermodynamisches Potential
3.6
 Freie Energie; Legendre-Transformation
3.7
 Weitere thermodynamische Potentiale
3.8
 Gleichgewichtsbegingungen; Ausgleichprozesse
3.9
 3. Hauptsatz / Nernst'scher Wärmesatz

Kap. 4

Thermodynamische Systeme in verschiedenen Phasen

4.1 Phasenumwandlung
4.1.1 Phasenumwandlung fest-flüssig
4.1.2 Phasenumwandlung flüssig-gasförmig
4.1.3 Phasenumwandlung fest-gasförmig
4.1.4 Das Phasendiagramm
4.1.5 Hygrometrie
4.2 Chemisches Potential
4.2.1 Beispiel: Grenzfläche flüssig-gasförmig
4.2.2 Weitere Beispiele
4.3 Van der Waals-Gas
4.4
 Der Joule-Thomson Effekt

Kap. 5

Wärmeleitung

5.1 Wärmestromdichte
5.2 Lösungen der Wärmeleitungsgleichung
5.3 Der Wärmetransport
5.3.1 Die Wärmeleitfähigkeits verschiedener Stoffe
5.3.2 Konvektion
5.3.3 Wärmestrahlung
5.4 Diffusion
5.5 Osmose
5.6 Der Dampfdruck von Lösungen
5.7 Integralsätze und Kontinuitätsgleichung


Elektromagnetismus (ab 21.05.2014)

Kap. 1

Elektrostatisches Feld im Vakuum

1.1 Elektrische Ladungen
1.2
 Das elektrische Feld
1.3 Das elektrostatische Potential
1.4
 Maxwell-Gleichungen der Elektrostatik
1.5 Delta-Distribution(sfunktion) δ (x)
1.6
 Maxwell-Gleichungen (2)
1.7
 Beispiel: Feld und Potential einer homogen geladenen Kugel

Kap. 2

Einfache elektrostatische Probleme

2.1 Der elektrische Dipol
2.2 Influenz
2.3 Kondensatoren
2.4 Elektrostatische Energie
2.4.1 Elektrostatische Feldenergiedichte
2.5 Multipolentwicklung
2.6 Elektrostatische Energie (2)

Kap. 3

Randwertprobleme

3.1 Elektrisches Feld an einer Grenzfläche
3.2 Randwertprobleme
3.3 Bildladungsmethode
3.4 Nützliche Relationen für Differentialoperatoren
3.5 Green-Funktion für Randwertproblem
3.6 Trennung der Variablen

Kap. 4

Der elektrische Strom

4.1
Strom als Ladungstransport
4.2
 Das Ohm'sche Gesetz
4.3
 Die Kirchhoff'schen Regeln
4.4
 Mechanismen der elektrischen Leitung
4.4.1 Die Leitfähigkeit von Festkörpern
4.4.2 Der Ladungstransport in Flüssigkeiten
4.4.3 Der Ladungstransport in Gasen
4.4.4 Der Ladungstransport im Vakuum

Kap. 5

Magnetostatik

5.1
Magnetische Felder
5.2
 Ampere'sches Durchflutungsgesetz; Maxwell-Gleichungen der Magnetostatik
5.3
 Biot-Savart-Gesetz
5.4 Vektorpotential

Kap. 6

Zeitlich veränderliche Felder

6.1
Das Induktionsgesetz
6.2
 Lenz'sche Regel
6.3
 Selbstinduktion und gegenseitige Induktion
6.4 Wechselstromkreise
6.5 Berechnung von Induktivitäten
6.6 Die Stromversorgung
6.6.1 Technischer Wechselstrom
6.6.2 Drehstrom
6.7
 Kräfte auf bewegte Ladungen
6.7.1 Der Hall-Effekt
6.7.2 Massenspektrometer
6.7.3 Energiespektrometer
6.7.4 Elektronenlinsen
6.8
 Magnetisches Moment
6.9
 Maxwell-Gleichungen
6.10 Magnetische Eigenschaften der Materie
6.11
 Elektrische Schwingungen

Materialien zur Vorlesung

April 2014

Mai 2014

Juni 2014

Juli 2014