Vorlesung

Physik für Bau- und Umweltingenieure

 

Vorlesung Sommersemester 2012

Orte

Die Vorlesung findet in diesem Semester wieder im großen Physikhörsaal statt. Wegen der großen Zahl von TeilnehmerInnen findet die Vorlesung parallel in zwei Hörsälen statt:

live in S2|06/030 und mit Videoübertragung in S1|01/A04

Vorlesungszeiten

  • mittwochs 08:00-09:40 Uhr
  • freitags 08:00-09:40 Uhr

Semesterplan

Den aktuellen Semesterplan sowie das Skript finden Sie unter TUCaN zu dieser Veranstaltung.

Inhalt – Themen

Vorbesprechung

Grundlegende Methoden physikalischen Arbeitens

  • Rechnen mit Basiseinheiten
  • Naturkonstanten
  • Behandlung von Messungenauigkeiten und deren Folgen

Grundlegende Konzepte der Thermodynamik

  • Statistik und Verteilungsfunktionen
  • Temperatur
  • Temperaturmessung und thermische Ausdehnung
  • Kinetische Gastheorie, ideale Gase
  • Boltzmann-Gesetz: Barometrische Höhenformel, chemische Reaktivität, Dampfdruck und Maxwell'sche Geschwindigkeitsverteilung
  • Wärmekapazität
  • Hauptsätze der Thermodynamik
  • Kreisprozesse
  • Statistische Interpretation der Entropie
  • Reale Gase, Aggregatzustände, Phasenübergänge, Kühlmethoden
  • Stoffgemische, Luftfeuchtigkeit

Transport von Wärme und Teilchen

  • Wärmeleitung und Konvektion
  • Diffusion

Statische Kräfte in Flüssigkeiten und Gasen

  • Hydrostatischer Druck, Auftrieb
  • Oberflächenspannung, Kapillarität, Benetzung

Elementare Wechselwirkungen

  • Unterschiede und Gemeinsamkeiten von Gravitation und elektrostatischer Wechselwirkung
  • Potentielle Energie und Potential

Aufbau der Materie

  • Vergleich der Materialaspekte aus Sicht des Ingenieurs, Chemikers und Physikers
  • Methoden der Strukturbestimmung
  • Aufbau der Atome und Atomkerne

Elekrische Phänomene

  • Elektrisches Feld
  • Materie im elektrischen Feld, Dielektrika
  • Ladungstransport im Festkörper, Elektrischer Widerstand, praktische Anwendungen
  • Ladungstransport in Flüssigkeiten
  • Elektrochemische Prozesse, Kontaktspannung und Korrosion

Elektrodynamik und magnetische Wechselwirkungen

  • Kräfte auf/durch bewegte Ladungen, Magnetfeld
  • Materie im Magnetfeld, Anwendungen
  • Induktion und Wirbelströme
  • Maxwell-Gleichungen und elektromagnetische Wellen
  • Wärmestrahlung, Strahlungsgesetze

Schwingungen und Wellen

  • Freie und gedämpfte Schwingungen in mechanischen und elektrischen Systemen
  • Erzwungene Schwingungen, Resonanz
  • Ausbreitung von Wellen: mechanische Wellen und Licht
  • Schall
  • Überlagerung von Wellen, Stehende Wellen und Resonanz
  • Nichtharmonische Schwingungen und Wellen, Fourier-Zerlegung und -Synthese

Geometrische Optik

  • Reflexion und Brechung
  • Optische Bauelemente
  • Polarisationseffekte

Literatur zur Vorlesung

Physik für Ingenieure

Gebundene Ausgabe (2008) – auch älter o.k.

Springer-Verlag Berlin Heidelberg, ISBN: 978-3540718550

oder jedes andere Physik-Lehr- und Schulbuch