Modulkatalog - Die Physikalisch-Astronomische FakultÃ¤t - Friedrich ...

Seite 1 von 146 

FRIEDRICH - SCHILLER - UNIVERSITÄT 

J E N A 

PHYSIKALISCH-ASTRONOMISCHE FAKULTÄT 

M O D U L K A T A L O G 

f ü r d e n 

S T U D I E N G A N G 

P H Y S I K 

mit dem Abschluss Master of Science 

Stand: 05.07.2013


Präambel 

Der Modulkatalog für den Studiengang Physik mit dem Abschluss Master of Science beinhaltet alle Pflicht- und 

Wahlpflichtmodule des physikalischen Fachstudiums und des Kontextstudiums, die entsprechend der Prüfungsordnung 

für den Studiengang Physik § 22 zum Erreichen des Studienabschlusses Master of Science erfolgreich zu absolvieren 

sind. Die Modulbeschreibungen informieren über den Modulverantwortlichen, die Voraussetzungen zur 

Teilnahme, die Verwendbarkeit, den Status eines Moduls, die Lern- und Arbeitsformen, den Arbeitsaufwand und die 

zu erreichenden Leistungspunkte, die Inhalte und Qualifikationsziele des Moduls, sowie die Art der Prüfungsleistungen 

und deren Gewichtung. Die Modulbeschreibung informiert weiterhin über die Häufigkeit des Angebotes des Moduls 

sowie die Dauer. 

Der Modulkatalog entspricht den Anforderungen gemäß der Studienordnung Physik mit dem Abschluss Master of 

Science in § 7 und wird jedes Semester insbesondere bezüglich der Lehrverantwortlichen aktualisiert. Die Module 

werden entsprechend dem Studienplan auf Seite 4 angeboten. Wenn nichts anderes in der Modulbeschreibung 

vermerkt ist, beträgt die Moduldauer ein Semester. 

Inhaltsverzeichnis 

Regelstudienpläne .......................................................................................................................................... 5 

Allgemein-physikalische Fächer ............................................................................................................................. 7 

1.Semester; Festkörperphysik I ..................................................................................................................... 7 

2. Semester; Quantentheorie II ...................................................................................................................... 8 

Physikalische Wahlfächer ....................................................................................................................................... 9 

Astronomie/Astrophysik ................................................................................................................................. 9 

1.Semester; Einführung in die Astronomie ..................................................................................................... 9 

1. Semester; Physik der Sterne ................................................................................................................... 10 

1.Semester; Physik der Planetensysteme ................................................................................................... 11 

1. Semester; Astronomisches Praktikum ..................................................................................................... 12 

1. Semester; Himmelsmechanik .................................................................................................................. 13 

1. Semester; Spektroskopie ......................................................................................................................... 14 

2. Semester; Astronomische Beobachtungstechnik .................................................................................... 15 

2. Semester; Oberseminar Astrophysik/Astronomie .................................................................................... 16 

2. Semester; Extragalaktik ........................................................................................................................... 17 

2. Semester; Kosmologie ............................................................................................................................. 18 

2. Semester; Laborastrophysik .................................................................................................................... 19 

2. Semester; Neutronensterne ..................................................................................................................... 20 

Festkörperphysik/Materialwissenschaft ....................................................................................................... 21 

1. Semester, Festkörperphysik (Einführung in das Wahlfach Festkörperphysik/Materialwissenschaft) ...... 21 

1. Semester, Einführung in das Quantum Computing ................................................................................. 22 

1. Semester, Einführung in die Quanten-Informationstheorie ...................................................................... 23 

1. Semester; Festkörpermodifikation mit Ionenstrahlen .............................................................................. 24 

1. Semester; Phasenfeldtheorie ................................................................................................................... 25 

1. Semester; Nanomaterialien und Nanotechnologie ................................................................................... 26 

1. Semester; Materialwissenschaft .............................................................................................................. 27 

1. Semester; Metalle .................................................................................................................................... 28 

1. Semester; Photovoltaik ............................................................................................................................ 29 

1. Semester; Vakuum- und Dünnschichtphysik ........................................................................................... 30 

1. Semester; Supraleitung ............................................................................................................................ 31 

1. Semester; Thermodynamik und Kinetik der Phasenübergänge .............................................................. 32 

1. Semester; Festkörperanalyse mit energiereichen Teilchen…………………………………………… …. 33 

2. Semester; Kern- und Elementarteilchenphysik ........................................................................................ 35 

2. Semester; Oberseminar Festkörperphysik/ Materialwissenschaft ........................................................... 36 

2. Semester; Nukleare Festkörperphysik ..................................................................................................... 37 

2. Semester; Physik der Nanostrukturen ..................................................................................................... 38 

2. Semester; Cluster und Nanoteilchen ....................................................................................................... 39 

2. Semester; Magnetismus .......................................................................................................................... 40 

2. Semester; Polymer Science ..................................................................................................................... 41 

2. Semester; Festkörpertheorie.................................................................................................................... 42


Gravitations- und Quantentheorie ................................................................................................................ 43 

1. Semester; Allgemeine Relativitätstheorie ................................................................................................ 43 

1. Semester; Pfadintegrale ........................................................................................................................... 44 

1. Semester; Symmetrien in der Physik ....................................................................................................... 45 

1. Semester; Physik der Skalen – die Renormierungsgruppe ..................................................................... 46 

1. Semester; Introduction to Cosmology ...................................................................................................... 47 

1. Semester; Jenseits des Standardmodells ................................................................................................ 48 

1. Semester; Mathematische Methoden der Physik für Fortgeschrittene .................................................... 49 

1. Semester; Relativistische Gravitations- und Astrophysik ......................................................................... 50 

1. Semester; Quantenfeldtheorie II .............................................................................................................. 51 

1. Semester; Solitonen ................................................................................................................................. 52 

1. Semester; Numerische Relativitätstheorie ............................................................................................... 53 

1. Semester; Computational Physics III ....................................................................................................... 54 

1. Semester; Das Standardmodell der Teilchenphysik und Eichtheorien .................................................... 55 

1. Semester; Gravitationswellen................................................................................................................... 56 

1. Semester; Quantenelektrodynamik .......................................................................................................... 57 

1. Semester; Physik des Quantenvakuums ................................................................................................. 58 

1. Semester; Atomic Theory ......................................................................................................................... 59 

1. Semester; Einführung in Stringtheorie und AdS/CFT .............................................................................. 60 

1. Semester; Einführung in die Teilchenphysik ............................................................................................ 61 

2. Semester; Quantenfeldtheorie I ............................................................................................................. 602 

2. Semester; Quantum Optics ...................................................................................................................... 63 

2. Semester; Kontinuumsmechanik ............................................................................................................. 64 

2. Semester; Oberseminar ........................................................................................................................... 65 

2. Semester; Spektrale Verfahren in der Theoretischen Physik .................................................................. 66 

2. Semester; Supersymmetrie ...................................................................................................................... 67 

2. Semester; Magnetohydrodynamik............................................................................................................ 68 

2. Semester; Quantenfeldtheorie des Festkörpers, Dichtefunktionaltheorie................................................ 69 

Optik ............................................................................................................................................................. 70 

1. Semester; Nichtlineare Optik ................................................................................................................... 70 

1. Semester; Optische Messverfahren und Sensorik ................................................................................... 71 

1. Semester; “Biomedical Imaging – Ionizing Radiation” ............................................................................. 72 

1. Semester: Astrophotonics ........................................................................................................................ 73 

1. Semester; Biophotonics ........................................................................................................................... 74 

1. Semester; High intensity/relativistic optics ............................................................................................... 75 

1. Semester; Laser in Ophthalmology and Medicine ................................................................................... 76 

1. Semester; Nanomaterials for photonics ................................................................................................... 77 

1. Semester; Theoretical nanooptics ............................................................................................................ 78 

1. Semester; Thin film optics ........................................................................................................................ 79 

1. Semester; Physikalische Grundlagen erneuerbarer Energien ................................................................. 80 

1. Semester; Introduction to optical modeling and design I ......................................................................... 81 

1. Semester; Experimentelle Methoden der optischen Spektroskopie ........................................................ 82 

1. Semester; Wechselwirkung hochenergetischer Teilchen- und Photonenstrahlung mit Materie .............. 83 

1. Semester; Modern Atomic Physics: Experiments and Theory 82 

1. Semester; Optical modeling and design II ............................................................................................... 85 

1. Semester; Grundlagen der Laserphysik ................................................................................................... 86 

1. Semester; Laser und Anwendungen ........................................................................................................ 87 

1. Semester; Licht-Materie-Wechselwirkung bei hohen Intensitäten ........................................................... 88 

1. Semester; Plasma physics ....................................................................................................................... 89 

1. Semester; Angewandte Lasertechniken – Teil: Laser als Werkzeug ...................................................... 90 

1. Semester; Optical design with Zemax ...................................................................................................... 91 

1. Semester; Imaging and aberration theory ................................................................................................ 92 

1. Semester; Lasers in Medicine .................................................................................................................. 93 

1. Semester; Living Optics – Ophthalmic and Physiological Optics ............................................................. 94 

1. Semester; Photovoltaik ............................................................................................................................. 96 

1. Semester; Microoptics .............................................................................................................................. 97 

1. Semester; Interaction of high-energy radiation with matter ...................................................................... 98 

1. Semester; Active Photonic Devices 97 

1. Semester; Fundamentals of microscopic imaging 99 

1. Semester; Advanced lens design 101 

1. Semester; Beugungstheorie elektromagnetischer Wellen 103


1. Semester; Optik in Wellenleiterarrays 104 

1. Semester; Physical optics simulations with VirtualLab........................................................................... 107 

1. Semester; Physics of ultrafast optical discharge and filamentation ..................................................... 1078 

2. Semester; Waveguide theory ............................................................................................................... 1099 

2. Semester; Laser Physics ................................................................................................................... 11010 

2. Semester; Computational photonics .................................................................................................... 1111 

2. Semester; Quantum Optics .................................................................................................................. 1122 

2. Semester; “Biomedical Imaging – Non-Ionizing Radiation” .................................................................. 1133 

2. Semester; Strong-field and Attosecond Laser Physics ........................................................................ 1144 

2. Semester; Oberseminar Optik ............................................................................................................. 1155 

2. Semester; Physics of free-electron lasers............................................................................................ 1166 

2. Semester; Optical modeling and design I ............................................................................................ 1177 

2. Semester; Holography .......................................................................................................................... 1188 

2. Semester; Applied laser technology I (Laser as a probe) .................................................................... 1199 

2. Semester; Angewandte Lasertechniken – Laser als Sonde .............................................................. 12020 

2. Semester; Optoelectronics ................................................................................................................... 1211 

2. Semester; XUV Optics ......................................................................................................................... 1222 

2. Semester; Moderne Methoden der Spektroskopie .............................................................................. 1232 

2. Semester; Micro/nanotechnology ......................................................................................................... 1244 

2. Semester; Introduction to nanooptics ................................................................................................... 1255 

2. Semester; Image processing ............................................................................................................... 1266 

2. Semester; Design and correction of optical systems ........................................................................... 1277 

2. Semester; Coherence theory and applications .................................................................................... 1288 

2. Semester; Ultrafast optics .................................................................................................................... 1299 

2. Semester; Kohärenzoptik und optische Informationsverarbeitung .................................................... 13030 

2. Semester; Faseroptik ........................................................................................................................... 1311 

2. Semester; Photonic Materials – Basics and Applications .................................................................... 1322 

Laser-Tissue Interaction and application of lasers in ophthalmology and medicine ................................ 1344 

Grundlagen und aktuelle Entwicklungen in der Mikroskopie .................................................................... 1355 

Nichtphysikalisches Wahlfach .................................................................................................................. 1377 

Mathematik ............................................................................................................................................... 1377 

1. Semester; Stochastik I für Physiker ..................................................................................................... 1377 

1. Semester; Stochastik III für Physiker ................................................................................................... 1388 

2. Semester; Stochastik II für Physiker .................................................................................................... 1399 

Philosophie ............................................................................................................................................. 14040 

1. Semester; Logik und Argumentationslehre ............................................................................................ 140 

1. Semester; Bildtheorie und Ästhetik ...................................................................................................... 1411 

2. Semester; Geschichte der Philosophie ................................................................................................ 1422 

2. Semester; Theoretische Philosophie ................................................................................................... 1433 

Übergreifende Inhalte ....................................................................................................................................... 1444 

3. Semester; Einführung in das wissenschaftliche Arbeiten .................................................................... 1444 

3. Semester; Projektplanung zur Masterarbeit ......................................................................................... 1455 

Masterarbeit ............................................................................................................................................. 1466 

4. Semester; Masterarbeit ........................................................................................................................ 1466


Regelstudienpläne 

LP – Leistungspunkte 

Masterprüfung nach 4 Semestern ≥ 120 LP 

Physikalische Wahlfächer: Astronomie/Astrophysik, Festkörperphysik/ Materialwissenschaft, Gravitations- und Quantentheorie, Optik 

Im 1. Semester und 2. Semester müssen zwei Wahlfachmodule aus unterschiedlichen Wahlfächern belegt werden. Die Auswahl eines dritten Wahlfaches im 

2. oder 3. Semester ist möglich.

Seite 6 von 146


Allgemein-physikalische Fächer 

1.Semester; Festkörperphysik I 

Modulnummer 

Modulbezeichnung: 

Modulverantwortliche(r): 

Sprache: 

Zuordnung zu den Studiengängen 

Lehrform / SWS: 

Festkörperphysik I 

Prof. Dr. Fritz 

deutsch 

Pflichtmodul für den Studiengang MA Physik im 1. Semester 

Vorlesung: 4 SWS 

Übung: 2 SWS 

Arbeitsaufwand: Präsenzstunden: Vorlesung: 60, Übung: 30 

Selbststudium: Nacharbeit (Vorlesung, Übung): 60 

Lösen von Übungsaufgaben: 60 

Prüfungsvorbereitung: 30 

Gesamtarbeitsaufwand: 240 Stunden 

Leistungspunkte: 8 

Voraussetzungen 

Lernziele / Kompetenzen: 

Inhalt: 

Voraussetzungen für die Zulassung 

zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen) 

- Vermittlung von Begriffen, Phänomenen und 

Konzepten der experimentellen Festkörperphysik 

- Entwicklung von Fähigkeiten zum selbständigen Lösen von 

Aufgaben aus diesem Gebiet 

Dynamik des Kristallgitters, Phononen und thermische Eigenschaften, 

mechanische Eigenschaften, Elektronen im Festkörper, elektrische 

Eigenschaften, thermoelektrische Eigenschaften 

spezielle Eigenschaften (Dielektrika, Magnetismus, Supraleitung), 

nichtkristalline Festkörper, dünne Schichten, elektronische Bauelemente 

Übungsaufgaben, aktive Teilnahme an den Übungen 

Detaillierte Festlegungen werden zu Semesterbeginn bekannt gegeben. 

Voraussetzung für die Vergabe von 

Leistungspunkten (Prüfungsform): 

Semesterabschlussklausur (60 Minuten) 

Medienformen: 

Literatur: 

Medienunterstützte Vorlesung und Übungen 

Lehrbücher der Festkörperphysik


2. Semester; Quantentheorie II 

Modulnummer 



Dozent(in): 

Sprache: 

Quantenmechanik II 

Prof. Dr. A. Wipf 

deutsch 

Zuordnung zu den Studiengängen Pflichtmodul für den Studiengang MA Physik im 1. Semester 



Übung: 

2 SWS 



Voraussetzungen: 


Inhalt 





Medienformen: 

Literatur: 

Selbststudium: 

Nacharbeit (Vorlesung, Übung): 60 




Bachelor, Modul Quantenmechanik I 

Vermittlung der Methoden zur Beschreibung und Modellierung von 

nichtrelativistischen und relativistischen physikalischen Systemen in 

der Quantenmechanik. 

Entwicklung der Fähigkeiten zum selbständigen Lösen von anspruchsvolleren 

Aufgaben und der Behandlung von komplexeren 

Systemen. 

Mehrkörpersysteme 

identische Teilchen 

Symmetrien, Addition von Drehimpulsen 

Zeitabhängige Störungstheorie 

Streutheorie 

Einführung in relativistische Quantenmechanik 

Regelmäßige Teilnahme an Übungen, Abgabe der Übungsaufgaben; 

Detaillierte Festlegungen werden zu Semesterbeginn bekannt 

gegeben. 

Klausur oder mündliche Prüfung am Ende des Semesters (Art der 

Prüfung wird zu Beginn des Moduls bekannt gegeben) 

Kreidetafel, Overheadprojektor, Computerunterstützte Demonstrationen, 

Skript zur Vorlesung 

Lehrbücher der Theoretischen Physik z.B. F. Schwabl; W. Nolting; 

Straumann; K. Gottfried und T.M. Yan; C. Cohen-Tannoudji.


Physikalische Wahlfächer 

Astronomie/Astrophysik 

1.Semester; Einführung in die Astronomie 

Modulnummer 

Modulbezeichnung 

Modulverantwortliche(r), Dozent: 

Sprache: 

Einführung in die Astronomie 

Prof. Dr. Krivov 

deutsch 

Zuordnung zu den Studiengängen Wahlpflichtmodul Diplom Physik, Bachelor Physik, Master Physik, 

Lehramt 

Häufigkeit des Angebots (Zyklus) 

Dauer des Moduls: 

Wintersemester 

1 Semester 

Lehrform / SWS: Vorlesung: 2 SWS plus Übung: 2 SWS 

Arbeitsaufwand (work load): Präsenzstunden: Vorlesung: 30, Übung: 30 




Leistungspunkte (ECTS credits): 4 



Inhalt: 



Voraussetzung für die Vergabe 

von Leistungspunkten (Prüfungsform): 

Medienformen: 

Literatur: 

Vorstellung von Astronomie als exakter Naturwissenschaft, Methoden 

und Erkenntnisse, Vermittlung des modernen Weltbilds 

- Was ist Astronomie? 

- "Kosmographische" Beschreibung des Weltalls 

- Theoretische und beobachtende Methoden der Astronomie 

- Sphärische Astronomie, Astrometrie 

- Himmelsmechanik, Keplersche Gesetze 

- Sonnensystem 

- Sonne und Sterne 

- Milchstraßensystem 

- Galaxien 

- Kosmologie 

Regelmäßige Teilnahme an Vorlesungen und Übungen 

Übungsaufgaben oder Klausur oder mündliche Prüfung 

Tafel, Overhead, Beamer 

Karttunen, Kröger, Oja, Poutanen, Donner, Fundamental Astronomy 

(Springer), 

Unsöld, Baschek, Der neue Kosmos (Springer), 

Voigt, Abriss der Astronomie (BI Wissenschaftsverlag)


1. Semester; Physik der Sterne 

Modulnummer 


Physik der Sterne 

Modulverantwortliche(r), Dozent: Prof. Dr. Ralph Neuhäuser 

Sprache: 

deutsch (manchmal teils englisch) 

Zuordnung zu den Studiengängen Wahlpflichtmodul Diplom Physik, Master Physik, Lehramt 

Häufigkeit des Angebots (Zyklus) Wintersemester 


1 Semester 



Übung: 2 SWS 

Arbeitsaufwand (work load): Präsenzstunden: Vorlesung: 60, Übung: 30 







Inhalte des Moduls Einführung in die Astronomie 

Lernziele / Kompetenzen: - Vermittlung der grundlegenden Begriffe, Phänomene und 

Konzepte der Stellarphysik 


Aufgaben und Problemen der Stellarphysik 

Inhalt: 

Entstehung und Entwicklung von Sternen als Funktion der Masse 

durch das Hertzsprung-Russell Diagramm, Sternatmosphären, 

Spektroskopie, Photometrie, Kernfusion als Energiequelle 





Medienformen: 

Literatur: 

Regelmäßige Teilnahme an den Übungen und Abgabe der 

Übungsaufgaben (mindestens 80%) 

Klausur (120 min Dauer) oder mündliche Prüfung am Ende des 

Semesters oder erfolgreiche Teilnahme an den Übungen (Form 

der Prüfung wird zu Beginn der Vorlesungen angegeben, Form 

der Wiederholungsprüfung nach der ersten Prüfung) 

Medienunterstützte Vorlesung (Tafel, Overheadfolien, Beamer) 

mit Übungen und praktischen Vorführungen 

Scheffler, Elsässer, Physik der Sterne und der Sonne (BI), sehr 

ausführlich, sehr gut 

Carroll, Ostlie, Introduction to Modern Astrophysics (Addison- 

Wesley), englisch, sehr gute Einführung 

Stahler, Palla, The formation of stars (Wiley-VCH, 2004), englisch, 

sehr ausführlich, sehr gut, sehr aktuell 

Unsöld, Baschek, Der neue Kosmos (Springer), ausführlich, aktuell 

und gut geeignet


1.Semester; Physik der Planetensysteme 

Modulnummer 



Dozent(in): 

Sprache: 

Physik der Planetensysteme 

Prof. Alexander Krivov 

Prof. Alexander Krivov, Prof. Artie Hatzes 

meist englisch (manchmal teilweise deutsch) 


Häufigkeit des Angebots 

Dauer des Moduls 


Arbeitsaufwand: 

Jedes Sommersemester 

1 Semester 

Vorlesung: 4 SWS, Übung: 2 SWS 

Präsenzstunden: Vorlesung: 60 h, Übung: 30 h 


Selbststudium: Nacharbeit (Vorlesung, Übung): 60 h 

Lösen von Übungsaufgaben: 60 h 

Prüfungsvorbereitung: 30 h 




Modul Einführung in die Astronomie empfohlen 

Erlernen von Eigenschaften, Entstehung und Entwicklung des 

Sonnensystems und extrasolarer Planetensysteme 

Entwicklung von Fähigkeiten zum selbstständigen Lösen von vergleichsweise 

einfachen Aufgaben aus diesen Gebieten 

Inhalt: 

Das Sonnensystem und extrasolare Planetensysteme: Überblick 

und historischer Abriss; 

Detektionsmethoden von Exoplaneten (Radialgeschwindigkeit, 

Astrometrie, Transit, Direktaufnahme, Mikrolensing, Interferometrie); 

beobachtete Eigenschaften und Diversität von Planetensystemen; 

Theorie der Planetenentstehung (Akkretionsscheibe, Staub-Gas- 

Wechselwirkung, Agglomeration vom Staub zu Planetesimalen, 

Wachstum der Planetesimale zu Embryonen, Entstehung der Riesen- 

und terrestrischen Planeten, Migration, Trümmerscheiben) 



Regelmäßige Teilnahme an Vorlesungen und Übungen, Abgabe 

der Übungsaufgaben (mindestens 80%) 

Voraussetzungen für die Vergabe 

von Leistungspunkten (Prüfungsform) 

Medienformen: 

Literatur: 

Übungen, Klausur oder mündliche Prüfung am Ende des Semesters 

(Art der Prüfung und Wiederholungsprüfung wird zu Beginn 

der Vorlesung bekannt gegeben) 

Tafel, Overheadfolien, Beamer 

Safronov, Evolution of the protoplanetary cloud and formation of 

the Earth and the planets (1969) 

Clark, Extrasolar Planets (Wiley,1998) 

Garzon, Eiroa, de Winter, Mahoney (Eds.), Disks, Planetesimals, 

and Planets, ASP Conf. Ser., V. 219, 2000 

Deming , Seager (Eds.), Sci. Frontiers in Research on Extrasolar 

Planets , ASP Conf. Ser., V. 294, 2003 

“Protostars and Planets III-V” (Univ. Arizona Press, 1993-2006)


1. Semester; Astronomisches Praktikum 

Studiengang: 


ggf. Kürzel 

Diplom Physik, Master Physik, Lehramt 

Astronomisches Praktikum 

Astrolab 

ggf. Untertitel 

ggf. Lehrveranstaltungen: 

Semester: 


Dozent(in): 

Sprache: 

Zuordnung zum Curriculum 



Laborpraktikum Astronomie/Astrophysik 

Sommersemester 

Prof. Neuhäuser 

Prof. Neuhäuser, Dr. Mugrauer, Dr. Mutschke, Dr. Löhne 

Deutsch 

Master Physik, Diplom Physik, Lehramt 

4 SWS Praktikum: teils Beobachtungspraktikum, teils Labor- 

Astrophysik-Praktikum 

60h Präsenz bei Praktikum, 


120h Eigenstudium für Vor- und Nachbereitung 



Inhalt: 

Grundstudium Bachelor Physik 

Einführung in die Astronomie empfohlen 

Funktionsweise und Beobachtung von Sternen, Staublaborversuche, 

Datenauswertung, Fehlerrechnung 

Spektroskopie und Photometrie am Teleskop, 

interstellarer Staub, Sternentstehung, Infrarot-Astronomie 

Studien- und Prüfungsleistungen: 

Medienformen: 

Literatur: 

Protokolle ausarbeiten und abgeben, ggf. Prüfung 

Tafelanschrieb, Overheadfolien, praktiksches Vorführen 

Voigt, Abriss der Astronomie (BI Wissenschaftsverlag) 

Unsöld, Baschek, Der neue Kosmos (Springer) 

Scheffler, Elsässer, Physik der Sterne und der Sonne (BI) 

Carroll, Ostlie, Intro to Modern Astrophysics (Addison-Wesley)


1. Semester; Himmelsmechanik 

Modulnummer 



Dozent(in): 

Sprache: 

Himmelsmechanik 



Englisch 

Zuordnung zu den Studiengängen Wahlpflichtmodul Diplom Physik, Master Physik 







Lernziele / Kompetenzen 

Inhalt: 





Wintersemester (alle 1 bis 2 Jahre) 

1 Semester 


Präsenzstunden: Vorlesung: 30 h, Übung: 30 h 


Nacharbeit (Vorlesung, Übung): 30 h 

Lösen von Übungsaufgaben: 30 h 



Modul Einführung in die Astronomie empfohlen 

Erlernen von grundlegenden Begriffen, Problemen und Methoden 

der klassischen und modernen Himmelsmechanik und deren Anwendungen 

auf verschiedene astronomische Probleme 

Entwicklung von Fähigkeiten zum selbstständigen Lösen von 

vergleichsweise einfachen Aufgaben aus diesen Gebieten 

Gegenstand der Himmelsmechanik; Zwei-Körper-Problem; eingeschränktes 

Drei-Körper-Problem; gestörte Bewegungen; Dynamik 

der Planetensysteme: resonante, säkulare und periodische Störungen; 

Chaos und Stabilität; moderne Erweiterungen: relativistische 

Himmelsmechanik, nichtgravitative Himmelsmechanik, Astrodynamik 


der Übungsaufgaben (mindestens 80%) 


(Art der Prüfung und Wiederholungsprüfung wird zu Beginn 

der Vorlesung bekannt gegeben) 

Medienformen: 

Literatur: 


Murray, Dermott, Solar System Dynamics (Cambridge Univ. Press, 

1999) 

Danby, Fundamentals of Celestial Mechanics (Willmann-Bell, 

1988) 

Guthmann, Einführung in die Himmelsmechanik und 

Ephemeridenrechnung (BI-Wissenschaftsverlag)


1. Semester; Spektroskopie 


Spektroskopie 

Modulnummer 


Dozent(in): 

Sprache: 

Zuordnung zu den 

Studiengängen 

Lehrformen / SWS: 


Prof. Artie Hatzes 

Prof. Artie Hatzes 

Englisch 

Wahlpflichtmodul Diplom Physik und Master Physik 

(alle 1-2 Jahre im WiSe) 

2 SWS Vorlesung 

1 Semester 



Präsenzstunden: 30 h Vorlesung 


Nacharbeit: 60 h 





Inhalt: 





Medienformen: 

Literatur: 

Vorlesung Einführung in die Astronomie empfohlen 

Grundlagen der Spektroskopie und Sternatmosphären 

Spektroskopie: Instrumente, Beobachtung, Auswertung; Theorie 

der Sternatmosphären, Sternaufbau, Anwendungen 

Regelmäßige Teilnahme an Vorlesungen 

Klausur oder mündliche Prüfung am Ende des Semesters 


Gray, Stellar Photospheres (Cambridge Univ. Press)


2. Semester; Astronomische Beobachtungstechnik 


Astronomische Beobachtungstechnik 

Modulnummer 128.3102 


Prof. Ralph Neuhäuser 

Dozent(in): 

Prof. Ralph Neuhäuser, Dr. Markus Mugrauer 

Sprache: 

Deutsch 



2 SWS Vorlesung + 2 SWS Übung + 2 SWS Praktikum 


1 Semester 


Präsenzstunden: 30 h Vorlesung + 30 h Übungen 

+ 30h Praktikum 

Selbststudium: Nacharbeit + Übungsaufgaben: 150 h 




Lernziele / Kompetenzen: Methoden der beobachtenden Astronomie in allen Wellenlängen; 

Beobachtungstechnik und Datenauswertung. Kenntnis der 

Teleskoptechnik in allen Wellenlängen 

Inhalt: - Strahlungstheorie, Leuchtkraft 

- CCD-Detektoren, Datenreduktion 

- Aufbau und Funktion optischer und Infrarot-Teleskope 

- Grundlagen der Infrarot-Astronomie 

- Speckle-Technik, Adaptive Optik, Interferometrie 

- Radioastronomie: Teleskope und Wissenschaft 

- Ultraviolett-, Röntgen- und Gamma-Astronomie 





Medienformen: 

Literatur: 


der Übungsaufgaben, abends Praktikum 

Übungen oder Klausur oder mündliche Prüfung am Ende des Semesters 

(wird am Anfang der Vorlesungszeit bekannt gegeben), 

Nachprüfung als mündliche Prüfung 


Karttunen, Kröger, Oja, Poutanen, Donner, Astronomie – eine 

Einführung (Springer) 


Weigert, Wendker, Wisotzki, Astronomie und Astrophysik : ein 

Grundkurs (Wiley VCH)


2. Semester; Oberseminar Astrophysik/Astronomie 

Modulnummer 


Oberseminar Astronomie/Astrophysik 


Sprache: 

Prof. Dr. Ralph Neuhäuser, Prof. Dr. Alexander Krivov 

deutsch 

Zuordnung zu den Studiengängen Oberseminar Diplom Physik, Master Physik, Lehramt 




Winter- und Sommersemester 

1 Semester 

Seminar: 2 SWS 

Arbeitsaufwand (work load): Präsenzstunden: Seminar: 30 

Selbststudium: Nacharbeit: 45 

Vortragsvorbereitung: 45 

Gesamtarbeitsaufwand: 120 




Inhalte des Moduls Einführung in die Astronomie 

und eines Wahlpflichtmoduls Astrophysik 

Vertiefte Vermittlung von Konzepten der beobachtenden und theoretischen 

Astronomie/Astrophysik 

Selbständiges Einarbeiten in ein Spezialgebiet 

Selbständiges Auffinden und Auswerten wiss. Literatur 

Entwicklung von Fähigkeiten zum selbständigen Lösen von 

aktuellen Aufgaben der Astronomie/Astrophysik 

Inhalt: 





Medienformen: 

Literatur: 

Vorbereiten und Halten eigener Vorträge, Diskussion von aktuelle 

Forschungsfeldern 

Systematische Erarbeitung von Spezialkenntnissen auf dem Gebiet 

der Astronomie/Astrophysik 

Schwerpunkt bei Theoretischer Astrophysik z.B. zirkumstellare 

Scheiben, Planetenentstehung 

Schwerpunkte bei beobachtender Astrophysik z.B. Infrarot- 

Astronomie, sub-stellare Objekte, Interferometrie, Adaptive Optik, 

Endstadien der Sternentwicklung, insbesondere Neutronensterne 

Regelmäßige Teilnahme an den Seminaren (mindestens 80%) 

ein Fachvortrag (benotet) 

regelmäßige Teilnahme 

Medienunterstützte Vorträge und Diskussionen (Tafel, Overheadfolien, 

Beamer) 

Spezialliteratur des jeweiligen Fachgebietes (vorwiegend in englischer 

Sprache)


2. Semester; Extragalaktik 

Modulnummer 


Extragalaktik 


Sprache: 

Prof. Dr. Helmut Meusinger 

deutsch 

Zuordnung zu den Studiengängen Wahlflichtmodul Diplom Physik, Master Physik, Lehramt 



alle 2 Jahre im Sommersemester in ungeraden Jahren 

1 Semester 

Lehrform / SWS: Vorlesung: 2 SWS Übung: 2 SWS 

Arbeitsaufwand (work load): Präsenzstunden: Vorlesung: 30 

Selbststudium: Nacharbeit + Übungen: 90 






Inhalt: 

Inhalte des Moduls Stellarphysik 

- Vermittlung der grundlegenden Begriffe, Phänomene und Konzepte 

der beobachtenden Extragalaktik 

- Verständnis extragalaktischer und kosmologischer Phänomene 

Milchstrassensystem: Bestandteile des Sternsystems, Kinematik 

der Sterne; Galaxien: Normale und aktive Galaxien, supermassereiche 

Schwarze Loecher, Galaxienhaufen; beobachtende Kosmologie: 

Entfernungsbestimmung, Supernovae, Gamma-Ray 

Bursts, Hintergrundstrahlung, Weltmodelle, Dunkle Materie 





Medienformen: 

Literatur: 

Regelmäßige Teilnahme an der Vorlesung (mindestens 80%) 

Klausur (120 min Dauer) oder mündliche Prüfung am Ende des 

Semesters oder erfolgreiche Teilnahme an den Übungen (Form 

der Prüfung wird zu Beginn der Vorlesungen angegeben, Form 

der Wiederholungsprüfung nach der ersten Prüfung) 

Medienunterstützte Vorlesung (Tafel, Overheadfolien, Beamer) 

z.T. mit Übungen 

Schneider, Extragalaktische Astronomie (Springer), sehr ausführlich, 

sehr aktuell 

Unsoeld & Baschek, Der neue Kosmos (Springer), sehr ausführlich 

zu Stellarphysik


2. Semester; Kosmologie 


Modulnummer 


Dozent(in): 

Kosmologie 

Prof. Karl-Heinz Lotze 

Prof. Karl-Heinz Lotze 

Sprache: 

Deutsch 


Wahlpflichtmodul Diplom Physik, Master Physik, Lehramt 


(alle 2 Jahre im SoSe in geraden Jahren) 


2 SWS Vorlesung plus 2 SWS Übung 


1 Semester 



Präsenzstunden: 30 h Vorlesung + 30 h Seminar 

Selbststudium: Nacharbeit + Übungen: 30 h 

Prüfungsvorbereitung: 90h 

Gesamtaufwand: 180 Stunden 


Vordiplom oder Bachelor in Physik, Vorlesungen Allgemeine Relativitätstheorie 

und Extragalaktik empfohlen 

Lernziele / Kompetenzen: Probleme, Methoden und Aussagen der theoretischen und beobachtenden 

Kosmologie 

Inhalt: 

Robertson-Walker-Kosmen, Friedmannsche Weltmodelle, kosmologisch 

relevante astronomische Beobachtungen, Modelle mit 

kosmologischer Konstante, Horizonte, Inflation, thermische Geschichte 

der frühen Universums, Strukturbildung 





Medienformen: 

Literatur: 


der Übungsaufgaben 


Tafel, Overheadfolien mit handouts 

Schneider, Extragalaktische Astronomie (Springer) 

Harrison: Cosmology (Cambridge University Press) 

Goenner: Einführung in die Kosmologie (Spektrum Akademischer 

Verlag) 

Peacock: Cosmological Physics (Cambridge Univ. Press)


2. Semester; Laborastrophysik 


Modulnummer 


Dozent(in): 

Sprache: 









Inhalt: 





Medienformen: 

Literatur: 

Laborastrophysik 

Prof. Friedrich Huisken 

Dr. Cornelia Jäger, Dr. Harald Mutschke 

Deutsch 

Wahlpflichtmodul Diplom Physik, Master Physik, Lehramt 

(alle 1-2 Jahre im WiSe) 

2 SWS Vorlesung + 1-2 SWS Übung + 2 SWS Praktikum 

1 Semester 


30 h Übung 

60 h Praktikum 

Selbststudium: Nacharbeit: 30 h 



Vordiplom oder Bachelor in Physik 

Kenntnisse über interstellare und zirkumstellare Medien, Konzeption 

von astrophysikalischen Laborexperimenten, Molekül- und 

Festkörperspektroskopie, optische Eigenschaften von Clustern, 

Nanoteilchen und Festkörperpartikeln 

Mineralogie und Evolution kosmischer Staubpartikel; Emission, 

Absorption und Streuung elektromagnetischer Strahlung durch 

Partikel (Mie-Theorie); Festkörper-Spektroskopie bei kurzen und 

langen Wellenlängen sowie tiefen Temperaturen; Erzeugung und 

Analytik von Nanopartikeln und anderen Analogmaterialien im 

Labor; Quantenmechanische Effekte in Nanoteilchen; Photolumineszenz; 

Erzeugung von Molekül- und Clusterstrahlen; Absorptions- 

spektroskopie von Molekülen und Clustern in der Gasphase; 




Krügel, The Physics of Dust (IOP) 

Henning (Hrsg.), Astromineralogy (Springer) 

Kuzmany, Festkörperspektroskopie (Springer) 

Ehrenfreund u.a. (Hrsg.), Laboratory Astrophysics and Space 

Research (Kluwer) 

Tielens & Snow, The Diffuse Interstellar Bands (Kluwer)


2. Semester; Neutronensterne 

Studiengang: 


Semester: 


Dozent(in): 

Sprache: 



Master Physik, Diplom Physik, Lehramt Astronomie 

Neutronensterne 

alle 2-3 Jahre im Sommersemester 



Deutsch 

Wahlpflichtfach Diplom Physik, Master Physik 

2 SWS Vorlesung + 2 SWS Übung 


30h Vorlesungen 

30h Übung 

90h Eigenstudium für Vor- und Nachbereitung 



Einführung in die Astronomie, Stellarphysik empfohlen 

Lernziele / Kompetenzen: Entwicklung von Sternen verschiedener Massen, Endstadien, 

Methoden der Hochenergie-Astrophysik 

Inhalt: 

Entwicklung von Sternen als Funktion der Masse, Nach- 

Hauptreihen-Entwicklung, Endstadien: weiße Zwerge, Neutronensterne, 

schwarze Löcher, Supernovae, 

Hochenergie-Astrophysik: Röntgen- und Gamma-Strahlung 

Studien- und Prüfungsleistungen: Klausur oder mündliche Prüfung 


zur Modulprüfung (Prü- 

erfolgreiche Teilnahme an Übungen 

fungsvorleistungen) 

Medienformen: 

Literatur: 

Tafelanschrieb, Overheadfolien, PowerPoint 


Scheffler, Elsässer, Physik der Sterne und der Sonne (BI) 

Carroll, Ostlie, Intro to Modern Astrophysics (Addison-Wesley) 

Longair, High Energy Astrophysics vol. 1 & 2 (Cambridge) 

Lorimer, Kramer, Handbook of Pulsar Astronomy (Cambridge) 

Haensel, Potekhin, Yakovlev, Neutron stars (Springer)


Festkörperphysik/Materialwissenschaft 

1. Semester, Festkörperphysik (Einführung in das Wahlfach Festkörperphysik/Materialwissenschaft) 

Modulnummer 



Festkörperphysik (Einführung in das Wahlfach Festkörperphysik/Materialwissenschaft) 

Prof. Dr. F. Bechstedt 

Dozent(in): 

Sprache: 



Deutsch 

Wahlmodul für den Studiengang MA Physik 


Übung: 2 SWS 

Arbeitsaufwand: Präsenzstunden: Vorlesung: 60 Übung, Seminar: 30 

Selbststudium: Nacharbeit der Vorlesung: 45 

Übungsaufgaben: 60 

Klausurvorbereitung: 45 





Inhalt: 





Medienformen: 

Literatur: 

Vermittlung grundlegender Fähigkeiten für die Beschreibung, Modellierung, 

Messung und Interpretation von Strukturen, Effekten, 

Phänomenen und Anregungen in kondensierter Materie 

Entwicklung der Fähigkeit, physikalische Probleme in komplexen 

Strukturen auf Grundtatsachen zurückzuführen 

Elastische Eigenschaften, Elektronenstruktur kristalliner und 

nichtkristalliner Systeme, Magnetismus, Spinphänomene, Bewegung 

von Elektronen in äußeren Feldern, Halbleiter, Transportphänomene, 

Dielektrische Eigenschaften, Ordnung-Unordnungs- 

Phänomene, Elementaranregungen 



gegeben. 

Klausur am Ende des Semesters 

Mediengestützte Vorlesung mit Computerdemonstrationen und 

Übungen, LaTeX-Script 

Lehrbücher der Festkörperphysik und –theorie: Ibach/Lüth, Kittel, 

Ashcroft/Mermin, Valenta/Jäger


1. Semester, Einführung in das Quantum Computing 

Modulnummer 



Dozent(in): 

Sprache: 





Einführung in das Quantum Computing 

PD Dr. Wolfram Krech 


deutsch 

Wahlmodul M.Sc. Physik; Wahlkurs im Bereich Festkörperphysik/Materialwissenschaft 

oder Gravitations- und Quantentheorie 

2 SWS Vorlesung +1 SWS Übung 

1 Semester 



Nacharbeit + Übungsaufgaben: 60h 

Prüfungsvorbereitung: 15h 





Inhalt: 



Voraussetzungen für die Vergabe von 

Leistungspunkten (Prüfungsform) 

Medienformen: 

Literatur: 

Quantentheorie 

Vermittlung grundlegender Fähigkeiten zur Beschreibung, Modellierung 

und Interpretation der Arbeitsweise künftiger Quantenrechner 

Selbständiges Bearbeiten (Simulation) von Quantenprozessen 

zum Aufbau von Algorithmen 

• Turingmaschine 

• klassische Schaltkreise 

• Qubits 

• Quantenschaltkreise 

• Quantenfouriertransformation 

• Fehlerkorrektur 

- Elemente der Quanten-Informationstheorie 

Durchgängige Teilnahme an Übungen, Abarbeitung der 

Übungsaufgaben 


Tafel, Overheadfolien 

Aktuelle Bücher/Monografien (werden am Beginn der Vorlesung 

durch Dozenten empfohlen)


1. Semester, Einführung in die Quanten-Informationstheorie 

Modulnummer 



Dozent(in): 

Sprache: 





Einführung in die Quanten-Informationstheorie 



deutsch 

Wahlmodul BA/MA Physik; Wahlkurs im Bereich Festkörperphysik/Materialwissenschaft 

oder Gravitations- und Quantentheorie 

2 SWS Vorlesung +1 SWS Übung 

1 Semester 


Selbststudium: Nacharbeit + Übungsaufgaben: 60h 






Inhalt: 


Vermittlung grundlegender Kenntnisse zur Übertragung und 

Verarbeitung von Information mit Hilfe von Quantensystemen 

als Informationsträger 

Informationstheoretische Beherrschung der Verschränktheit 

von Quantensystemen 

• Qubit 

• Quantenentropie der Information 

• Quanten-Datenkompression 

• Verborgene Quanteninformation/Nichtlokalität 

• Bellsche Ungleichungen 

• Entanglement 



Voraussetzungen für die Vergabe von 

Leistungspunkten (Prüfungsform) 

Medienformen: 

Literatur: 

Durchgängige Teilnahme an Übungen, Bearbeitung der 


Prüfung (Klausur) am Ende des Semesters 

Tafel, Overheadfolien 

Aktuelle Bücher/Monografien (werden am Beginn der Vorlesung 

durch Dozenten empfohlen)


1. Semester; Festkörpermodifikation mit Ionenstrahlen 

Modulnummer: 


Festkörpermodifikation mit Ionenstrahlen 


Dozent(in): 

PD Dr. Elke Wendler 

Sprache: 

Deutsch 

Zuordnung zu den Studiengängen: Wahlmodul für Master Physik im Wahlfach Festkörperphysik/Materialwissenschaft 

Häufigkeit des Angebotes (Zyklus): Wintersemester 


1 Semester 



Übung: 1 SWS 








Bachelor in Physik 


- Vermittlung der grundlegenden Begriffe, Phänomene und 

Konzepte zur Ion-Festkörper-Wechselwirkung 

- Anwendungen von Ionenstrahlen zur Modifikation von Materialien 

Inhalt: 

Energieverlust der eingeschossenen Ionen durch nukleare 

und elektronische Wechselwirkung; Wirkung der übertragenen 

Energie im Festkörper (z.B. in Halbleitern und Keramiken); 

Nachweis und Modellierung der Schädenbildung und 

Amorphisierung; Anwendungsbeispiele 

Voraussetzungen für die Zulassung wird in der Vorlesung bekanntgegeben 


Voraussetzung für die Vergabe von mündliche Prüfung oder Abschlussklausur (Details werden in 

Leistungspunkten (Prüfungsform): der 1. Vorlesung bekannt gegeben) 

Medienformen: 

medienunterstützte Vorlesung mit Übung 

Literatur: 

Nukleare Festkörperphysik (Schatz, Weidinger), 

Ionenimplantation (Ryssel, Ruge), 

Ion-Solid-Interactions (Nastasi, Mayer, Hirvonen) 

High Energy Ion Beam Analysis (Götz, Gärtner)


1. Semester; Phasenfeldtheorie 


Modulnummer 


Dozent: 

Sprache: 


Lehrform(en) / SWS: 


Phasenfeldtheorie 

P. Galenko PhD / Prof. M. Rettenmayr 

P. Galenko 

Deutsch, Englisch auf Wunsch 

Wahlpflichtmodul für Studiengang Physik (Master) im Schwerpunkt 

„Festkörperphysik/Materialwissenschaft“ 

Im WS 3 SWS Vorlesung + 1 SWS Seminar: 

1 Semester 

Arbeitsaufwand (work load) Präsenzstunden: Vorlesung: 45, Seminar/Übungen: 15 

Selbststudium: Nacharbeit (Vorlesung, Seminar): 70 

Vorbereitung Vorträge: 15 





zum Modul 

keine 

Lernziele / Kompetenzen: • Kenntnisse über Grundlagen der Theorie der Phasenübergänge 

mit diffuser und scharfer Grenze 

• Aufstellen von Phasenfeld-Gleichungen, analytische Lösung der 

Gleichungen für stationäre Systeme und für selbstähnliche Regimes 

• Definition der physikalischen Bedeutung der thermodynamischen 

und kinetischen Parameter des Phasenfelds 

• Numerische Integration der einfachsten Phasenfeld-Gleichungen 

in nichtstationären Systemen 

• Selbständiges Lösen von Problemen zum Verständnis der Strukturbildung 

in der Praxis 

Inhalt: 

• Einführung: Mean-Field-Theorie, Phasenübergänge, Ordnungsparameter 

• konservative und nicht-konservative Phasenfeld-Modelle 

• Analytische Lösungen: Gleichgewicht und Dynamik 

• Erweiterte Modelle: Mehrphasen-Felder; ”Phase Field Crystal“; 

schnelle diffuse Grenzflächen 

• Modellierung: Grundlagen numerischer Algorithmen, numerischer 

Schemen und Verfahren 

Voraussetzung für die Zulassung Lösung von mind. 50% der Übungsaufgaben 


Voraussetzung für die Vergabe von mündliche Abschlussprüfung (30min) 


Medienformen: 

Beamer, Overheadprojektor, Tafel 

Literatur: 

Ausführliches Vorlesungsskript 

N. Provatas, K. Elder: Phase-field methods in Materials Science and 

Engineering, WILEY-VCH, Weinheim, 2010 

H. Emmerich: The diffuse interface approach in materials science, 

Springer, Berlin 2003


1. Semester; Nanomaterialien und Nanotechnologie 

Modulnummer: 


Nanomaterialien und Nanotechnologie 


Prof. Dr. Carsten Ronning 

Dozent(in): 

Prof. Dr. Carsten Ronning 

Sprache: 

Deutsch 

Zuordnung zu den Studiengängen: Wahlmodul für Master Physik im Wahlfach Festkörperphysik/Materialwissenschaft 

Häufigkeit des Angebotes (Zyklus): Wintersemester 


1 Semester 



Übung: 1 SWS 







Gute Kenntnisse in Festkörperphysik 


Die Studierenden erwerben Fähigkeiten zur Präparation und 

Charakterisierung der Nanomaterialien sowie Wissen über 

deren theoretische Beschreibung. Sie lernen die Methoden 

der Nanotechnologie kennen. Darüber hinaus wird die Vorbereitung 

eines Seminarvortrages geübt. 

Inhalt: 

• Theorie der Dimensionseffekte 

• Elektronenquantisierung 

• Einzelelektronen-Transistor 

• Synthese von Nanomaterialien 

• Charakterisierung von Nanomaterialien 

• Materialsysteme: Kohlenstoffnanoröhren, Graphen, Halbleitermaterialien, 

magnetische Nanomaterialien, Bionanomaterialien 

• Anwendung und Technologie der Nanomaterialien 

Voraussetzungen für die Zulassung Regelmäßige Teilnahme an den Lehrveranstaltungen 


Voraussetzung für die Vergabe von Seminarvortrag und mündliche Prüfung oder Abschlussklausur 

(Details werden in der 1. Vorlesung bekannt gegeben) 


Medienformen: 

Tafel, Beamer, Laborbesichtigung 

Literatur: 

Springer Handbook of Nanotechnology (Editor: B. Bushan), 

Basics of Nanotechnology (Wiley, H.G. Rubahn), Nanophysics 

and Nanotechnology (Wiley, E.L. Wolf), Mesoscopic Electronics 

in Solid State Nanostructures (Wiley, T. Heinzel)


1. Semester; Materialwissenschaft 

Modulnummer: 


Materialwissenschaft 


Prof. Dr. K. D. Jandt 

Dozent: 

Prof. Dr. K. D. Jandt, AOR PD Dr. Jörg Bossert und Mitarbeiter 

Sprache: 


Zuordnung zu den Studiengängen: Wahlpflichtkurs im Studiengang MA Physik im Wahlfach „Festkörperphysik/Materialwissenschaft“ 

im 3. Semester 


2 SWS Vorlesung, 1 SWS Seminar. Angebot im WS 


1 Semester 








zum Modul: 

Lernziele / Kompetenzen: Nach erfolgreichem Absolvieren des Moduls beherrscht der/die 

Studierende wichtige grundlegende Begriffe, Phänomene und Verfahren 

in der Materialwissenschaft bzw. kann diese nennen. Darüber 

hinaus entwickelt er/sie Fähigkeiten zum selbstständigen Lösen 

von Problemen und Aufgaben aus dem Gebiet der Materialwissenschaft. 

Inhalt: 

Systematische Darstellung materialwissenschaftlicher Grundlagen. 

Einführung, atomare Struktur und Bindungsarten, Struktur von Metallen 

und Keramik und Polymeren, Störungen im Aufbau von Festkörpern, 

Diffusion, mechanische Eigenschaften von Materialien, 

Deformations- und Verstärkungs-Mechanismen, Versagen 

Voraussetzung für die Zulassung Regelmäßige Teilnahme am Seminar und Lösen der Übungsaufgaben, 

Vorträge, CAL-IT 

zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungen): 



Medienformen: 

Literatur: 

Lösung der Aufgaben im Seminar, bestandene mündliche Prüfung, 

bei Wiederholungsprüfung ggf. andere Prüfungsform; Detaillierte 

Festlegungen werden zu Semesterbeginn bekannt gegeben. 

Beamer, Overheadprojektor, Tafel, Computer Aided Learning 

(CAL), Videos 

William D. Callister Jr, Fundamentals of Materials Science and Engineering 

– An integrated approach, 3 rd Edition, John Wiley & Sons, 

Inc. New York 2009 

Alternativ: Werkstoffe 1 & 2. M. F. Ashby, D. R. H. Jones, Spektrum 

Akademischer Verlag Heidelberg 2006


1. Semester; Metalle 

Modulnummer 



Dozent: 

Sprache: 

Metalle 

Prof. Dr. M. Rettenmayr 

Prof. Dr. M. Rettenmayr 


Zuordnung zu den Studiengängen Wahlpflichtkurs im Studiengang MA Physik im Wahlfach „Festkörperphysik/Materialwissenschaft“ 



3 SWS Vorlesung+ 1 SWS Seminar: 


1 Semester 

Arbeitsaufwand (work load) Präsenzstunden: 30 h Vorlesung + 15 h Seminar 


Nacharbeit + Übungsaufgaben: 40 h 





zum Modul 


Inhalt: 

Kenntnis von Aufbau und Eigenschaften der Metalle sowie deren 

Zusammenhang, Verständnis der Wechselwirkung von technischen 

und physikalischen Prozessen 

Selbständiges Lösen von Problemen bei Materialentwicklung und 

Materialeinsatz 

Aufbau metallischer Werkstoffe (Kristallstruktur, null-, ein-, zweidimensionale 

Defekte, Gefüge) 

Mechanismen der Festigkeitssteigerung: Ausscheidung/ Dispersion, 

Mischkristall, Rekristallisation, Textur 

zeitunabhängige und zeitabhängige mechanische Eigenschaften 

Physikalische Eigenschaften 

Diffusion 

Voraussetzung für die Zulassung Regelmäßige Teilnahme am Seminar und Lösen der Übungsaufgaben; 

Detaillierte Festlegungen werden zu Semesterbeginn be- 

zur Modulprüfung (Prüfungsvorleistungenkannt 

gegeben. 

Voraussetzung für die Vergabe von Mündliche Prüfung nach der Vorlesung ’Metalle II’ 


Medienformen: 


Literatur: 

Ausführliches Vorlesungsskript 

G. Gottstein: Physikalische Grundlagen der Materialkunde, Springer, 

Berlin 1998


1. Semester; Photovoltaik 

Modulnummer 



Dozent(in): 

Sprache: 



Photovoltaik 

Priv.-Doz. Dr. Falk 

Falk 

Englisch 

Wahlpflichtkurs im Studiengang M.Sc. Physik im Wahlfach „Festkörperphysik/Materialwissenschaft“ 


Vorlesung 2 SWS 

Seminar 1 SWS 






Leistungspunkte 4 



Inhalt: 





Medienformen: 

Literatur: 

Module Festkörperphysik I und II 

Verständnis der Funktion von Solarzellen auf der Basis der Halbleiterphysik 

Verlustmechanismen 

Herstellungstechnologie der verschiedenen Typen 

Die Energiewirtschaft und ihre Folgen 

Sonneneinstrahlung 

Grundlagen der Photovoltaik 

Halbleiter I: Gleichgewicht 

Halbleiter II: Nichtgleichgewicht unter Beleuchtung 

Solarzellentypen I: Massivzellen 

Solarzellentypen II: Dünnschichtzellen 

Regelmäßige Teilnahme an Übungen, Abgabe der Übungsaufgaben 

Schriftliche Prüfung am Ende des Semesters 

Vorlesung mit Seminar, Besuch von Labors 

Begleitendes Skript 

A. Goetzberger, B. Voß, J. Knobloch, Sonnenenergie: Photovoltaik; 

H.-J. Lewerenz, H. Jungblut, Photovoltaik; R. Enderlein, N.J.M. 

Horing: Fundamentals of Semiconductor Physics and Devices

1. Semester; Vakuum- und Dünnschichtphysik 


Modulnummer 


Vakuum- und Dünnschichtphysik 


Prof. Dr. P. Seidel 

Dozent(in): 


Sprache: 

Deutsch 

Zuordnung zum Curriculum Wahlpflichtkurs im Studiengang MA Physik im Wahlfach „Festkörperphysik/Materialwissenschaft“ 







Selbststudium: Projektarbeit: 15 

Nacharbeit: 60 h 

Klausurvorbereitung: 30 h 




keine 

Lernziele / Kompetenzen: Es werden grundlegende Kenntnisse über moderne Methoden und 

Verfahren zur Herstellung dünner Schichten einschließlich der zugehörigen 

Vakuumphysik und -technik vermittelt. 

Inhalt: - Grundlagen der Vakuumphysik und deren Anwendung in 

Beschichtungsanlagen 

- Übersicht der Dünnschichtabscheidungsverfahren 

- Physik der Schichtbildungsprozesse und des Schichtwachstums 

- Struktur-Eigenschaftsbeziehungen und mechanische Eigenschaften 



Hausarbeit/Vortrag zum Projekt 




Medienformen: 

Literatur: 

mündliche Prüfung 30 min 

Tafel, Overhead, Beamer 

W. Pupp, H. K. Hartmann, `Vakuumtechnik, Grundlagen und AnwendungenA, 

Hanser-Verlag, München, 1991. 

C. Edelmann, `VakuumphysikA, Spektrum, Berlin, 1998. 

R. Haefer, `Oberflächen-und Dünnschicht-TechnologieA, Springer, 

Berlin, 1987. 

J.E. Mahan, `Physical vapor deposition of thin filmsA, John Wiley, 

New York, 2000. 

J.A. Venables, `Introduction to surface and thin film processesA, 

Cambridge University Press, Cambridge, 2000.


1. Semester; Supraleitung 

Modulnummer 


Supraleitung, Grundlagen und Anwendungen 



Dozent(in): 

Professoren der Festkörperphysik 

Sprache: 

Deutsch 





Seminararbeit (Hausarbeit mit Kurzvortrag): 1 SWS 









Inhalt: 





Medienformen: 

Literatur: 

Modul Festkörperphysik I 

Vermittlung grundlegender Kenntnisse über Grundlagen und Anwendungen 

der Supraleitung und der Josephsoneffekte 

Grundlegende Effekte der Supraleitung 

Kenngrößen von Supraleitern 

Supraleiter im Magnetfeld 

Josephsoneffekte und Quanteninterferometer 

Supraleitende Materialien 

Anwendungsbeispiele 



gegeben. 

Mündliche Prüfung am Ende des Semesters 

Vorlesung 

Seminar mit Laborbesuchen 

aktuelle Bücher und ausgewählte Zeitschriftenartikel zur Supraleitung


1. Semester; Thermodynamik und Kinetik der Phasenübergänge 


ggf. Kürzel 


Dozent(in): 

Sprache: 



Thermodynamik und Kinetik der Phasenübergänge 



Deutsch 

Wahlpflichtkurs im Studiengang MA Physik im Wahlfach „Festkörperphysik/Materialwissenschaft“ 




Arbeitsaufwand: Präsenzstunden: Vorlesung 30 

Übung 15 

Selbststudium: Nacharbeit 20 

Lösen von Übungsaufgaben 40 

Prüfungsvorbereitung 15 





Inhalt: 





Medienformen: 

Literatur: 

Modul Thermodynamik/Statistik 

Thermodynamisches Verständnis von Phasenübergängen 

Zusammenhang Thermodynam. Potentiale/Phasendiagramme 

Verständnis des Einflusses der Keimbildungsparameter auf die 

Mikrostruktur von Festkörpern 

Thermodynamische Potentiale, die mehrere Phasen zulassen 

Gleichgewichtsbedingungen zwischen verschiedenen Phasen 

Gleichgewichtsbedingungen an gekrümmten Grenzflächen 

Phasendiagramme 

Landau- und Ginzburg-Landau-Theorie 

Kinetik der Keimbildung und des Wachstums 

Spinodale Entmischung 

Regelmäßige Teilnahme an Vorlesung und Übungen, Abgabe von 



Tafel, Overheadfolien, begleitendes Skript 

Landau-Lifshitz Bd. V; P. Papon, J. Leblond, P.H.E. Meijer, The 

Physics of Phase Transitions 

W. Kurz, D.J. Fisher, Fundamentals of Solidification; 

D. Kashchiev, Nucleation - Basic Theory with Applications


2. Semester; Festkörperanalyse mit energiereichen Teilchen 

Modulnummer 



Dozent(in): 

Sprache: 







Festkörperanalyse mit energiereichen Teilchen 

Prof. Dr. W. Wesch 

Dr. F. Schrempel 

deutsch 

Wahlmodul für den Studiengang Physik mit dem Abschluss Master 

of Science 

jährlich im Sommersemester 

1 Semester 


Übung: 

1 SWS 

Präsenzstunden: 


Vorlesung: 30 

Übung: 15 







Inhalt: 





Medienformen: 

Literatur: 

Bachelor in Physik 

Grundlagen der Ion-Festkörper-Wechselwirkung in amorphen 

und einkristallinen Materialien 

technischeVoraussetzungen der Analytik-Verfahren 

wichtigste Methoden zur Analyse von Festkörpern mit energiereichen 

Teilchen 

Grundlagen der Ion-Festkörper-Wechselwirkung in amorphen 

und kristallinen Festkörpern (Energieverlust, Reichweite, Gitterführung) 

Prinzip und Arten von Beschleunigern (Ionenquellen, Massenseparation, 

Beschleunigung, Strahlführung, Detektoren) 

Analyseverfahren(Rutherford-Streuung, Teilcheninduzierte 

Röntgen-Emission, Kernreaktionsanalyse, Sekundärionenmassenspektroskopie 

Neutronenstreuung) 

Erfolgreiche Teilnahme an Übungen 


Medienunterstützte Vorlesungen und Seminare mit Übungen 

High energy Ion Beam Analysis of Solids, eds. G. Götz, K. Gärtner, 

1988; F. Hinterberger, Physik der Teilchenbeschleuniger und 

Ionenoptik, 1997; Ian G. Brown, The Physics and Technology of 

Ion Sources, 1989; W.K. Chu, J.W. Mayer, M.-A. Nicolet, Backscattering 

Spectrometry, 1990; G. Schatz, A. Weidinger, Nuclear


Condensd Matter Physics, 1996; Spezialliteratur

2. Semester; Kern- und Elementarteilchenphysik 





Dozent(in): 

Sprache: 

Kern- und Teilchenphysik 



deutsch 

Zuordnung zu den Studiengängen Wahlpflichtkurs im Studiengang MA Physik im Wahlfach 

„Festkörperphysik/Materialwissenschaft“ im 2. Semester 


Vorlesung 2 SWS; 

Seminar/Übungen 1 SWS 

Arbeitsaufwand: Präsenzstunden: Vorlesung: 30, Seminar 15 


Lösen von Übungsaufgaben:25 




Voraussetzungen: Physik der Materie 1 


Inhalt: 

Studien- und Prüfungsleistungen: 

Medienformen: 

Literatur: 

Die Studierenden erwerben weiterführende Kenntnisse auf dem 

Gebiet der Kern-und Teilchenphysik und der in der Kernphysik 

eingesetzten Werkzeuge 

Streuprozesse; Eigenschaften stabiler Kerne; Kernmodelle; starke 

und schwache Wechselwirkung; instabile Kerne; Kernzerfälle; 

Kernreaktionen; Elementarteilchen (Übersicht) 

Erzeugung und Nachweis energiereicher Teilchen; 

Teilnahme an den Übungen, Lösung von mindestens 50% der 



Tafel, Overhead; 

Lehrbücher der Experimental- und der Kern- und Teilchenphysik, 

z.B.: 

Mayer-Kuckuck: Kernphysik; W. Demtröder: Experimentalphysik 

4; Povh, Rith, Scholz, Zetsche: Teilchen und Kerne; Musiol, Ranft, 

Reif, Seeliger: Kern- und Elementarteilchenphysik; Das, Ferbel: 

Kern- und Teilchenphysik; Bethge,Schröder: Elementarteilchen 

und ihre Wechselwirkungen


2. Semester; Oberseminar Festkörperphysik/ Materialwissenschaft 

Modulnummer 



Art des Moduls (Pflicht-, Wahlpflicht- 

oder Wahlmodul) 

Sprache: 

Oberseminar Festkörperphysik/ Materialwissenschaft 

Prof. Dr. P. Seidel, Prof. Dr. T. Fritz 

Wahlpflichtmodul 

Deutsch, Englisch (auf Wunsch) 

Zuordnung zu den Studiengängen Wahlpflichtkurs im Studiengang MA Physik im Wahlfach „Festkörperphysik/Materialwissenschaft“ 





1 Semester 

Arbeitsaufwand: Präsenzstunden: Seminar: 30 



Selbststudium: Vorarbeit: 90 


Festkörperphysik I 


- Selbständiges Einarbeiten in ein Spezialgebiet 

- Selbständiges Auffinden und Auswerten wiss. Literatur 

- Präsentation wissenschaftlicher Sachverhalte 

- Vertiefte Kenntnisse auf den Gebieten Festkörperphysik und Materialwissenschaft 

Inhalt: 

-Systematische Erarbeitung von Spezialkenntnissen auf den Gebieten 

Festkörperphysik und Materialwissenschaft 

- Präsentation und Diskussion aktueller festkörperphysikalischer 

und materialwissenschaftlicher Probleme 

Voraussetzung für die Zulassung Regelmäßige Teilnahme am Seminar 




Medienformen: 

Literatur: 

1 Fachvortrag (benotet) 


Spezialliteratur des jeweiligen Fachgebietes (vorwiegend in englischer 

Sprache)


2. Semester; Nukleare Festkörperphysik 

Modulnummer 



Dozent(in): 

Sprache: 


Nukleare Festkörperphysik 

Prof. Dr. C. Ronning 

Prof. Dr. C. Ronning 

Deutsch 

Wahlpflichtkurs im Studiengang MSc Physik im Wahlfach „Festkörperphysik/Materialwissenschaft“ 


Häufigkeit des Angebotes (Zyklus) Durchschnittlich jedes 2. Sommersemester 



Ein Semester 


Übungen: 1 SWS 


Präsenzstunden: 30 h Vorlesung + 15 h Übungen 







Inhalt: 





Medienformen: 

Literatur: 

Modul Festkörperphysik 

Vermittlung grundlegender Kenntnisse über Grundlagen und Anwendungen 

der Nuklearen Festkörperphysik 

Grundlagen Hyperfeinwechselwirkungen, Detektoren, Mößbauereffekt, 

Positronenvernichtung, Myon-Spin-Rotation, Magnetische 

Kernresonanz, Tracermethoden, Ionenstrahlphysik 


Mündliche Prüfung oder/und Klausur oder/und Vortrag (Details 

werden in der 1. Vorlesungsstunde bekannt gegeben) 

Vorlesung mit Folien, Übungsaufgaben, Laborbesichtigung 

Schatz/Weidinger: „Nukleare Festkörperphysik“


2. Semester; Physik der Nanostrukturen 

Modulnummer 


Physik der Nanostrukturen 


Prof. F. Huisken 

Dozent(in): 

Prof. F. Huisken, Prof. F. Bechstedt 

Sprache: 

Deutsch 














Inhalt: 





Medienformen: 

Literatur: 

Module Festkörperphysik I + II, Quantenmechanik I 

Vermittlung grundlegender Kenntnisse über Struktur und Herstellung 

von Nanostrukturen, Effekte der räumlichen Quantisierung, 

Nachweis von Quanteneffekten und Physik in verringerten Dimensionen 

künstliche und natürliche Nanostrukturen 

Herstellung / Präparation 

einfache Quantenmechanik von Supergitter, Quantengraben, - 

draht, -box, Nanokristall 

optische und elektrische Nachweise 

neue Phänomene (Luttinger-Flüssigkeit) 

neuartige Bauelementekonzepte 



gegeben. 


Vorlesung mit Computerdemonstrationen 

Übung mit Laborbesuchen, Script 

aktuelle Bücher zu Nanostrukturen bzw. Nanophysik:Herman 

(Semiconductor Superlattices), Ossicini (Nanocrystals), Davies 

(Physics of low-dimensional semiconductors), Woggon (Dots)


2. Semester; Cluster und Nanoteilchen 

Modulnummer 



Dozent(in): 

Sprache: 






Cluster & Nanoteilchen 



Deutsch 



2 SWS Vorlesung und 1 SWS Übung bzw. Seminar 

1 Semester 







Vorlesung Quantenmechanik I 

Lernziele / Kompetenzen: Kenntnisse über Cluster & Nanoteilchen als Bindeglied zwischen 

Atom und Festkörper, experimentelle Methoden, Anwendungen in 

verschiedenen Bereichen der Naturwissenschaften 

Inhalt: 





Medienformen: 

Techniken zur Herstellung von Clustern und Nanoteilchen, theoretische 

Grundlagen, Experimente in Molekularstrahlen, Methoden 

zur Charakterisierung der chemischen und physikalischen Eigenschaften 

von Clustern, Übergang zum Festkörper 


der Übungsaufgaben; Detaillierte Festlegungen werden zu Semesterbeginn 

bekannt gegeben. 

Klausur oder mündliche Prüfung am Ende des Semesters, ersatzweise 

Seminarvortrag (Art der Prüfung wird zu Beginn des Moduls 

bekannt gegeben) 

Tafel, Beamer 

Literatur: Bergmann-Schaefer: Lehrbuch der Experimentalphysik, Band 5, 

Gase, Nanosysteme und Flüssigkeiten (de Gruyter, 2. Aufl. 2006)


2. Semester; Magnetismus 

Modulnummer 


Magnetismus 



Dozent(in): 

Professoren der Festkörperphysik und –theorie 

Sprache: 

Deutsch 














Inhalt: 





Medienformen: 

Literatur: 

Bachelor, Modul Festkörperphysik I 

Vermittlung grundlegender Kenntnisse über magnetische Phänomene 

und deren quantenmechanische Interpretation 

Grundbegriffe des Magnetismus 

klassische Theorien (Magnetismus, Suszeptibilität, etc.) 

quantenmechanische Theorie des Magnetismus (Spin, 

Spin-Bahn-Kopplung) 

Arten des Magnetismus 

magnetische Materialien (Eigenschaften und Anwendungen) 





Vorlesung 

Seminar mit Laborbesuchen 

aktuelle Bücher und ausgewählte Zeitschriftenartikel zum Magnetismus


2. Semester; Polymer Science 

Modulnummer: 



Dozent(in): 

Sprache: 



Polymer Science 

Prof. Dr. Klaus D. Jandt 

Prof. Dr. Klaus D. Jandt und Mitarbeiter 




Vorlesung: 2 SWS, Seminar: 1 SWS, Angebot im SS 









Inhalt: 





Medienformen: 

Nach erfolgreichem Absolvieren des Moduls besitzt der/die Studierende 

Verständnis für wesentliche materialwissenschaftli-che 

Grundlagen der Polymere (Soft Matter). Darüber hinaus hat er/sie 

Fähigkeiten entwickelt, grundlegende Probleme im Bereich der 

Polymere zu erkennen, zu formulieren und zu lösen und selbstständig 

im Bereich Polymere zu lernen. 

Größe und Form von Makromolekülen, Einzelketten, Morphologie 

von Polymeren, Schmelzen und Glasübergang Polymer- 

Lösungen und Mischungen, Festkörpereigenschaften von Polymeren, 

mechanische Eigenschaften und Viskoelastizität, Verarbeitung 

polymerer Werkstoffe, Anwendungen polymerer Werkstoffe 

Lösung der Aufgaben im Seminar; Detaillierte Festlegungen werden 

zu Semesterbeginn bekannt gegeben. 

Bestandene mündliche Prüfung, bei Wiederholungsprüfung ggf. 

andere Prüfungsform 

Beamer, Overheadprojektor, Tafel, Computer Aided Learning 

(CAL), Videos 

Literatur: Essentials of Polymer Science and Engineering. P. C. Painter, M. 

M. Coleman, Destech Pubns Inc, 2008 

Alternativ: Polymers: Chemistry and Physics of Modern Materials, 

J. M. G. Cowie, Taylor & Francis, 2007


2. Semester; Festkörpertheorie 

Modulnummer 



Dozent(in): 

Sprache: 



Festkörpertheorie, Elementare Anregungen in Festkörpern 


Professoren der Theoretischen Physik und Festkörperphysik 

Deutsch 













Inhalt: 





Medienformen: 

Literatur: 

Vermittlung von grundlegenden Methoden der Vielelektronentheorie 

und deren Anwendung auf die Berechnung von Eigenschaften 

kondensierter Materie 

Vielteilchentheoretische Grundlagen 

Elektron und Loch 

Exziton 

Plasmon 

Phonon 

Polaron 

Photon 

Polariton 

Cooper-Paar 




Mündliche oder schriftliche Prüfung am Ende des Semesters (Art 

der Prüfung wird zu Beginn des Moduls bekannt gegeben) 

Vorlesung mit Computerdemonstrationen und Übungen, begleitendes 

LaTeX-Skript 

G.D. Mahan, Many-Particle Physics 

H. Haken, Quantenfeldtheorie des Festkörpers 

U. Scherz, Quantenmechanik 

D. Pines, Elementary Excitations in Solids 

L. Valenta/E. Jäger, Festkörpertheorie


Gravitations- und Quantentheorie 

1. Semester; Allgemeine Relativitätstheorie 

Modulnummer 



Dozent(in): 

Sprache: 



Allgemeine Relativitätstheorie 

Prof. Dr. B. Brügmann 

Professoren der Theoretischen Physik 


Wahlpflichtkurs für den Studiengang MA Physik im Wahlfach „Gravitations- 

und Quantentheorie“ im 1. Semester 


Übung: 

2 SWS 









Inhalt: 



Kenntnisse des Moduls Relativistische Physik sind hilfreich 

Vermittlung von Kenntnissen der relativistische Gravitationsphysik 

Entwicklung von Fähigkeiten zur selbständigen Behandlung astrophysikalischer 

Fragestellungen im Bereich hoher Geschwindigkeiten 

und starker Gravitationsfelder 

Grundlagen der Allgemeinen Relativitätstheorie 

Einsteinsche Feldgleichungen 

Grenzfall Newtonscher Gravitation 

Gravitationswellen 

Schwarze Löcher 

Kosmologie und Urknall 

aktive Teilnahme an den Übungen; Detaillierte Festlegungen werden 




Schriftliche und/oder mündliche Prüfungen (Art der Prüfungen wird 

zu Beginn des Moduls bekannt gegeben) 

Medienformen: 

Literatur: 

Kreidetafel, Overheadprojektor, Aushändigung von Illustrationsmaterial, 

ggf. Computerdemonstrationen 

Zum Beispiel: Carroll, Geometry and Gravitation (2004); Wald, 

General Relativity (1984); Straumann, General Relativity with Applications 

to Astrophysics (2004); Schutz, First Course in General 

Relativity (2009)


1. Semester; Pfadintegrale 

Modulnummer 



Dozent(in): 

Sprache: 




Pfadintegrale 

Prof. Dr. H. Gies, Prof. Dr. A. Wipf 



Wahlpflichtmodul für den Studiengang MA Physik im Wahlfach 

„Gravitations- und Quantentheorie“ im 1. Semester 


Übung: 

2 SWS 



Vorlesung: 30 

Übung: 30 







Inhalt 



Modul Quantenmechanik I (kann parallel zur Quantenmechanik 

gehört werden) 

Vermittlung der Grundlagen zur Pfadintegralquantisierung von physikalischen 

Systemen. 

Fähigkeit zur Berechnung von Größen und/oder Prozessen in der 

Quantenmechanik, Quantenstatistik und Quantenfeldtheorie mit der 

Pfadintegralmethode. 

Pfadintegraldarstellung für den Propagator 

Pfadintegral für getriebenen harmonischen Oszillator 

Quantenstatistik im Pfadintegralformalismus 

Hochtemperatur- und semiklassische Entwicklungen 

Pfadintegral für Theorien mit Fermionen 

Weltlinienformalismus 

Probleme in äußeren Feldern, effektive Potentiale 







Medienformen: 

Literatur: 

Kreidetafel, Overheadprojektor, Skript zur Vorlesung 

Lehrbücher, z.B. L. Schulman; R. Feynman und Hibbs; H. Kleinert


1. Semester; Symmetrien in der Physik 

Modulnummer 



Dozent(in): 

Sprache: 







Inhalt 





Medienformen: 

Literatur: 

Symmetrien in der Physik 







Übung: 

2 SWS 



Vorlesung: 30 

Übung: 30 




Modul Theoretische Mechanik und Quantenmechanik I wird empfohlen 

Vermittlung der Grundlagen über diskrete und kontinuierliche Gruppen, 

Lie-Algebren und deren Darstellungen mit Anwendungen auf 

Raumzeit- und innere Symmetrien der Physik. Beherrschung der 

Anwendung gruppentheoretischer Methoden in Quantenmechanik, 

Kristallographie und Ele-mentarteilchenphysik 

Symmetrien und Gruppen 

Raumzeit-Symmetrien 

Endliche Gruppen und kontinuierliche Liegruppen 

Lie-Algebren 

Darstellungstheorie, Charakteren 

Ausgewählte Anwendungen in der Festkörperphysik, Atomphysik, 

Quantenfeldtheorie und Teilchenphysik 





Kreidetafel, Overheadprojektor, Skript zur Vorlesung 

Lehrbücher, z.B. J. Conway; M. Wagner; H. Jones; M. Hamermesh


1. Semester; Physik der Skalen – die Renormierungsgruppe 

Modulnummer 



Dozent(in): 

Sprache: 



Physik der Skalen – die Renormierungsgruppe 

Prof. Gies 

Prof. Gies, Prof. Wipf 





Arbeitsaufwand: Präsenzstunden: Vorlesung: 30 




Inhalt: 





Medienformen: 

Literatur: 


Nacharbeit (Vorlesung): 30 

Lösen von Übungsaufgaben oder Anfertigen einer 

Hausarbeit: 45 



Kenntnisse des Moduls Quantenfeldtheorie sind hilfreich 

Vermittlung von Kenntnissen der Renormierungstheorie 

Entwicklung von Fähigkeiten zur selbständigen Behandlung quantenfeldtheoretischer 

Fragestellungen zum Thema laufender Kopplungskonstanten, 

Lang- u. kurzreichweitiges Verhalten von QFTn 

Störungstheoretishe Renormierung 

Klassifikation perturbativ renormierbarer Theorien 

Renormierbarkeitsbeweise 

Renormierung in statistischen Systemen 

Renormierungsgruppengleichungen, Flussgleichungen 

aktive Teilnahme; Detaillierte Festlegungen werden zu Semesterbeginn 



zu Beginn des Moduls bekannt gegeben), Hausarbeit 



Zum Beispiel: J. Cardy (Scaling and Renormalization), J. Zinn- 

Justin (QFT & Critical Phenomena), Peskin, Schroeder (An Introduction 

to QFT), K. Huang (From Operators to Pathintegrals)


1. Semester; Introduction to Cosmology 

Modulnummer 



Dozent(in): 

Sprache: 







Inhalt 





Medienformen: 

Literatur: 

Introduction to Cosmology 






Übung: 

2 SWS 



Vorlesung: 60 

Übung: 30 





Kenntnisse des Moduls Relativistische Physik sind hilfreich 

Understanding the basic ideas and ingredients of modern cosmology 

and acquiring skills to follow the growing literature in cosmolgy 

Expanding universe 

Early Universe, BBN 

Fluctuations 

CMB Physics 

Inflation 



Schriftliche und/oder mündliche Prüfungen (Art der Prüfung wird zu 

Beginn des Moduls bekannt gegeben) 



Weinberg, Cosmology (2008); Kolb, Turner, The Early Universe 

(1990); Dodelson, Modern Cosmology (2003), Ryden, Introduction 

to Cosmology (2002); Carroll; Geometry and Gravitation (2004)

1. Semester; Jenseits des Standardmodells 


Modulnummer 



Dozent(in): 

Sprache: 



Jenseits des Standardmodells 

Axel Maas 

Professoren der QFT 



„Gravitations- und Quantentheorie“ im 1. oder 2. Semester 






Inhalt 





Medienformen: 


Nacharbeit (Vorlesung): 75 



Kenntnisse der Quantenfeldtheorie sind erforderlich, Kenntnisse der 

Vorlesung „Einführung in das Standardmodell der Elementarteilchenphysik“ 

sind vorteilhaft 

Überblick über die Probleme des gegenwärtigen Standardmodells 

der Elementarteilchenphysik 

Überblick über gegenwärtige Vorschläge zu ihrer Behebung, sowie 

deren Vor- und Nachteile, sowie generischer Eigenschaften solcher 

Erweiterungen (außer Supersymmetrie, für die es einen gesonderten 

Kurs gibt) 

Das Standardmodell 

Probleme des Standardmodells 

Suche nach Erweiterungen 

Grand-unified theories 

Hidden sectors 

Technicolor 

Large extra dimensions 

String theory 

Teilnahme an der Vorlesung; detaillierte Festlegungen werden ggf. 


mündliche Prüfung 

Kreidetafel 

Literatur: Lehrbücher, z.B. Morrissey et al., arXiv: 0912.3259


1. Semester; Mathematische Methoden der Physik für Fortgeschrittene 




Dozent(in): 

Sprache: 


Mathematische Methoden der Physik für Fortgeschrittene 

Prof. Dr. M. Ansorg 



Lehrform / SWS: Vorlesung: 2 SWS 

Physikalisches Wahlfach (Gravitations- und Quantentheorie) für 

M.Sc. Physik im 1. Semester 

Übung: 1 SWS 


Präsenzstunden: Vorlesung: 30 

Übung: 15 







Bachelor of Science in Physik 


Inhalt: 





Medienformen: 

Literatur: 

Vermittlung von für Physiker wichtigen mathematischen Methoden 

Entwicklung der Fähigkeit zum Lösen analytischer und algebraischer 

Probleme in der Physik. 

Funktionentheorie 

Einführung in die Gruppentheorie 

Variationsrechnung 

Laplace-Transformationen 

Spezielle Funktionen der Physik 

aktive Teilnahme an den Übungen 


Kreidetafel, Overheadprojektor, Computerunterstützte Demonstrationen; 

schriftliches Begleitmaterial 

Lehrbücher zur Mathematischen Physik


1. Semester; Relativistische Gravitations- und Astrophysik 

Modulnummer 



Dozent(in): 

Sprache: 







Inhalt: 





Medienformen: 

Literatur: 

Relativistische Gravitations- und Astrophysik 

Prof. Dr. G. Schäfer 






Übung: 

1 SWS 



Vorlesung: 30 

Übung: 15 




Grundkenntnisse der Allgemeinen Relativitätstheorie 

Vermittlung vertiefter Kenntnisse der relativistischen Gravitationsphysik, 

Himmelsmechanik und Astrophysik. 

Entwicklung von Fähigkeiten zur selbständigen Lösung astrophysikalischer 

Fragestellungen auf Gebieten hoher Geschwindigkeit und 

starker Gravitation. 

Post-Newtonsche Näherungen der Allgemeinen Relativitätstheorie 

Bewegung und Beobachtung von Doppelsternsystemen (u. a. 

Hulse-Taylor-Pulsar PSR 1913+16) 

Neutronensterne 

Schwarze Löcher 

Gravitationslinsen 








Zum Beispiel: Hartle, Shapiro/Teukolsky, Goenner, Straumann, 

d‘Inverno, Landau/Lifschitz, Misner/Thorne/Wheeler


1. Semester; Quantenfeldtheorie II 

Modulnummer 



Dozent(in): 

Sprache: 






Quantenfeldtheorie II 







Übung: 

1 SWS 



Vorlesung: 30 

Übung: 15 

Nacharbeit:(Vorlesung, Übung) 30 


Übungsaufgaben, Programmieren: 45 

Bachelor; Quantenfeldtheorie I im Masterstudiengang empfohlen 


Inhalt: 





Medienformen: 

Literatur: 

Vermittlung tieferer Kenntnisse der Quantenfeldtheorie und deren 

enger Beziehung zu statistischen Gittersystemen. 

Entwicklung der Fähigkeiten zur Behandlung von stark gekoppelten 

Feldtheorien auch bei endlicher Temperatur und der Simulation 

von statistischen Gittermodellen. 

Quantenfeldtheorien bei endlicher Temperatur 

Gittertheorien und Spinmodelle 

Exakte Resultate und Näherungen 

Monte-Carlo Simulationen 

Gittereichtheorien 



Klausur oder mündliche Prüfung am Ende des Semester (Art der 


Kreidetafel, Overheadprojektor, Computerexperimente, schriftliches 

Begleitmaterial 

Zum Beispiel: Feynman und Higgs; Montvay und Münster; Baxter; 

Smit; Creutz; Binder


1. Semester; Solitonen 

Modulnummer 



Dozent(in): 

Sprache: 


Häufigkeit des Angebots (Zyklus): 





Solitonen 

Prof. Dr. R. Meinel 


Deutsch 


„Gravitations- und Quantentheorie“ 

Vorlesung wird alle zwei Jahre angeboten 


Übung: 

1 SWS 



Vorlesung: 30 

Übung: 15 





Inhalt: 





Medienformen: 

Literatur: 

Vermittlung der Grundlagen und Methoden der Solitonenphysik 

Entwicklung von Fähigkeiten zum selbständigen Lösen von Aufgaben 

aus diesem Gebiet 

Integrable nichtlineare Gleichungen (zum Beispiel Sinus-Gordon- 

Gleichung, Korteweg-de Vries-Gleichung, Nichtlineare 

Schrödingergleichung, Toda-Gitter, Ernst-Gleichung) 

Methoden zur Konstruktion spezieller exakter Lösungen (zum Beispiel 

n-Solitonenlösungen) und zur Lösung von Anfangs- und 

Randwertproblemen (Bäcklundtransformation und Inverse Streumethode) 

Erhaltungssätze und Integrabilität 

Solitonen in der Hydrodynamik, der Allgemeinen Relativitätstheorie 

und in der Nichtlinearen Optik 





Tafel, Overheadprojektor 

Zum Beispiel: G. Eilenberger, Solitons-Mathematical Methods for 

Physicists; S. Novikov et al., Solitons and the Inverse Scattering 

Transform


1. Semester; Numerische Relativitätstheorie 

Modulnummer 



Dozent(in): 

Sprache: 







Inhalt: 





Medienformen: 

Literatur: 

Numerische Relativitätstheorie 



Deutsch, Englisch 




Übung: 

2 SWS 



Vorlesung: 30 

Übung: 30 




Grundkenntnisse der Computational Physics und Allgemeinen Relativitätstheorie 

Vermittlung der Grundlagen und Methoden des numerischen Zugangs 

zur Allgemeinen Relativitätstheorie 



Numerische Relativitätstheorie für Schwarze Löcher und Gravitationswellen 

3+1 Zerlegung der 4-dimensionalen Einsteingleichungen 

Numerische Behandlung des Elliptischen Anfangswertproblems 

Numerische Behandlung von Zeitentwicklungsgleichungen 



Schriftliche oder mündliche Prüfung (Art der Prüfung wird zu Beginn 

des Moduls bekannt gegeben) 

Tafel, Folien, Beamer 

Zum Beispiel: T. Baumgarte and S. Shapiro, Numerical Relativity 

and Compact Binaries, Phys.Rept. 376 (2003) 41-131; Alcubierre, 

Introduction to 3+1 Numerical Relativity (2008)


1. Semester; Computational Physics III 

Modulnummer 



Dozent(in): 

Sprache: 







Inhalt: 





Medienformen: 

Literatur: 

Computational Physics III 


Professoren der Theoretischen Physik und der Angewandten Mathematik 

Deutsch, Englisch 

Wahlpflichtmodul für den Studiengang MA Physik im Wahlfach „Gravitations- 



Übung: 

1 SWS 



Vorlesung: 30 

Übung: 15 




Kenntnis der Module Computational Physics I und II ist hilfreich 

Vermittlung der Grundlagen und Methoden der numerischen Behandlung 

partieller Differentialgleichungen der Physik. 

Selbständige Arbeit an einem individuell abgestimmten numerischen 

Projekt 

Grundlagen Differentialgleichungen 

Grundlagen elliptischer, parabolischer und hyperbolischer Differentialgleichungen 

Explizite und Implizite Verfahren, Stabilitätsanalyse 

Poissongleichung, Diffusionsgleichung, Advektionsgleichung, Wellengleichung, 

Schocks 

Differenzenverfahren, Pseudospektralmethoden, Mehrfachgitter 

Übungsaufgaben, aktive Teilnahme an den Übungen; Detaillierte 

Festlegungen werden zu Semesterbeginn bekannt gegeben. 

Numerisches Projekt und/oder schriftliche Prüfung 

Tafel, Computer 

Zum Beispiel Lehrbücher von Garcia; 

Press/Vetterling/Teukolsky/Flannery; Gustafsson/Kreiss/Oliger; 

Trefethen


1. Semester; Das Standardmodell der Teilchenphysik und Eichtheorien 

Modulnummer 



Dozent(in): 

Sprache: 



Standardmodell der Teilchenphysik und Eichtheorien 

Prof. Dr. H. Gies, Prof. Dr. A. Wipf 










Inhalt: 





Medienformen: 

Literatur: 



Modul Quantenfeldtheorie I 

Vermittlung der Konzepte und Methoden zum Verständnis der modernen 

Elementarteilchenphysik 

Phänomenologie der Elementarteilchen 

Entwicklung der Fähigkeiten zur Quantisierung von nichtabelschen 

Eichtheorien 

Klassische Yang-Mills Theorien 

Quantisierung von Yang-Mills Theorien 

Spontane Symmetriebrechung 

Das Standardmodell der Elementarteilchenphysik 

Phänomenologie 

Detaillierte Festlegungen werden zu Semesterbeginn bekannt gegeben. 

mündliche Prüfung am Ende des Semesters 

Kreidetafel, Beamer 

Lehrbücher: S. Weinberg; M. Peskin und D. Schroeder; 

O. Nachtmann, Bohm, Denner & Joos


1. Semester; Gravitationswellen 

Modulnummer 



Dozent(in): 

Sprache: 







Inhalt: 





Medienformen: 

Literatur: 





Wahlpflichtmodul für den Studiengang MA Physik im Wahlfach „Gravitations- 



Übung: 

1 SWS 



Vorlesung: 30 

Übung: 15 




Grundkenntnisse der Allgemeinen Relativitätstheorie 

Vermittlung vertiefter Kenntnisse der Physik und Astrophysik der 

Gravitationswellen. 

Entwicklung von Fähigkeiten zur selbständigen Behandlung von 

Problemen der Gravitationswellenastronomie. 

Theorie der Gravitationsstrahlung (Strahlungsfeld, Abstrahlung, 

Strahlungsrückwirkung) 

Astrophysikalische Quellen von Gravitationswellen 

Wirkungsweise von Gravitationswellendetektoren 

Analyse von Gravitationswellensignalen 







Zum Beispiel: Misner/Thorne/Wheeler, Weinberg, Shapiro/Teukolsky, 

Kenyon, Fließbach, Saulson, Schutz: Gravitational 

Wave Data Analysis


1. Semester; Quantenelektrodynamik 

Modulnummer 



Dozent(in): 

Sprache: 







Inhalt: 





Medienformen: 

Literatur: 

Quantenelektrodynamik in starken Feldern 

Prof. Dr. H. Gies 

Professoren der theoretischen Physik 





Übung: 

1 SWS 



Vorlesung: 30 

Übung: 15 




Vermittlung der Konzepte und Methoden zur Beschreibung der 

Wechselwirkung zwischen Strahlung und Materie. 

Erlangung von Fähigkeiten zur Modellierung und Berechnung von 

Prozessen in Quantenelektrodynamik und Physik starker Felder. 

Quantisierung des Strahlungsfeldes 

Vakuumeffekte 

Quantisierung des Elektron-Positronfeldes 

Fundamentale Atom-Feld Wechselwirkungen 

QED in äußeren Feldern 

Ausgewählte Streuprozesse und Phänomene in starken Feldern 





Kreidetafel, Overheadprojektor, schriftliches Begleitmaterial 

Jauch und Rohrlich; Mandl und Shaw; Straumann; Milonni; Denner 

und Joos; Akhiezer und Berestetzki; Dittrich und Gies

1. Semester; Physik des Quantenvakuums 


Modulnummer 


Physik des Quantenvakuums 



Dozent(in): 


Sprache: 


Zuordnung zum Curriculum Wahlpflichtmodul für den Studiengang MA Physik im Wahlfach 




Übung: 2SWS / [Alternativ: Hausarbeit] 



Übung: 30 



[Alternativ: Hausarbeit: 45] 





Grundkenntnisse in Quantenfeldtheorie 

Lernziele / Kompetenzen: Vermittlung der Konzepte und Methoden und Erlangung der Fähigkeiten 

zur Beschreibung der Phänomene des Quantenvakuums. 

Inhalt: 

Spontane und dynamische Symmetriebrechung 

Zerfall des falschen Vakuums 

Quantenelektrodynamik in starken Feldern 

einfache Vakuummodelle in der Quantenchromodynamik 

Vakuumeigenschaften planarer Feldtheorien 


aktive Teilnahme an Vorlesung und Übung 

zur Modulprüfung (Prüfungs- 

vorleistungen): 



Medienrormen: 

Literatur: 


Prüfung wird zum Zeitpunkt der verbindlichen Anmeldung des Moduls 



Peskin, Schröder; Kaku; Milonni; Dittrich und Gies; Pokorski


1. Semester; Atomic Theory 

Modulnummer 


Modulbezeichnung (engl.): 


Dozent(in): 

Sprache: 



Theoretische Atomphysik 

Atomic Theory 

Prof. Dr. S. Fritzsche 

Dr. A. Surzhykov 


Wahlpflichtkurs für den Studiengang MA Physik im Wahlfach 

"Gravitations- und Quantentheorie" im 1. Semester, M.Sc. Photonics 


Übung: 

2 SWS 

Arbeitsaufwand: Präsenzstunden: Vorlesung: 30, Übungen: 30 

Selbststudium: Nacharbeit (Vorlesung, Übungen) : 30 

Lösung von Übungsaufgaben: 30 

Gesamtaufwand: 120 Stunden 




Inhalt: 





Medienformen: 

Literatur: 

Modul Quantenmechanik I 

Vermittlung der Grundlagen der Atomstruktur und atomarer 

Stoßprozesse 

Überblick zu den Einelektronenatomen 

Modelle unabhängiger Elektronen 

Hartree-Fock Theorie 

Schalen- und Termstruktur von Atomen 

Wechselwirkung mit dem Strahlungsfeld 

Korrelierte Vielteilchenmethoden 

Bethe-Bloch 

Potentialstreuung, atomare Stoßprozesse 

Grundlagen der Dichtematrixtheorie 

aktive Teilnahme an den Übungen; detaillierte Festlegungen werden 



Prüfung wird zu Beginn des Moduls bekanngegeben) 

Kreidetafel, Overheadprojektor, Computerexperimente, schriftliches 

Begleitmaterial. 

Zum Beispiel: Johnson ”Atomic Structure Theory: Lectures on 

Atomic Physics”, Brandsen & Joachain ”Physics of Atoms and 

Molecules”.


1. Semester; Einführung in Stringtheorie und AdS/CFT 

Modulnummer 




Dozent(in): 

Sprache: 



Einführung in Stringtheorie und AdS/CFT 

Introduction to string theory and AdS/CFT 

Prof. Dr. M. Ammon 






Übung: 

2 SWS 




Vorlesung: 60 

Übung: 30 

Nacharbeit: 60 







Bachelor; Quantenfeldtheorie I sowie Allgemeine Relativitätstheorie 

im Masterstudiengang empfohlen 

Vermittlung der grundlegenden Prinzipien und Strukturen von 

Stringtheorie. 

Erlangung von Fähigkeiten zur Beschreibung der Wechselwirkungen 

in supersymmetrischen Theorien mittels Gravitationstheorien 

Inhalt: 





Medienformen: 

Literatur: 

Relativistischer bosonischer String & dessen Quantisierung,Offene 

Strings & D-branen, Aspekte der konformen Feldtheorie, Polyakov 

Pfadintegral, Streuung von Strings, Niederenergie effektive Wirkung, 

Dualitäten, Kompaktifierung, Einführung in AdS/CFT, Test 

von AdS/CFT, Erweiterung und Anwendungen von AdS/CFT 



Klausur oder mündliche Prüfung am Ende des Semester (Art der 


Kreidetafel, Overheadprojektor 

Polchinski; Becker, Becker, Schwarz; Blumenhagen, Lüst, Theisen

1. Semester; Einführung in die Teilchenphysik 

Modulnummer 



Dozent(in): 

Sprache: 







Inhalt: 





Medienformen: 

Literatur: 


Einführung in die Teilchenphysik 

PD Dr. A. Maas 

PD Dr. A. Maas 


Wahlpflichtkurs für den Studiengang MA Physik im 1. Semester 


Übung: 

1 SWS 



Vorlesung: 30 

Übung: 15 





Module Quantenmechanik und Elektrodynamik werden empfohlen 

Vermittlung der Phaenomenologie und der grundlegenden 

Konzepte der modernen Teilchenphysik. Umgang mit den Begriffen 

Teilchen, 

Wechselwirkungen und Klassifikationsschemata. Anwendung einfacher 

Modelle der Teilchenphysik 

Das Standardmodell der Teilchenphysik: 

Quantenelektrodynamik 

Die starke Wechselwirkung und das Quarkmodell, Hadronen und 

asymptotische Freiheit 

Schwache Wechselwirkungen und der Higgseffekt 

Neutrinos und Neutrinooszillationen 

Flavorphysik und Praezessionsphysik 

Streuversuche 

Grenzen des Standardmodells 

Werden zu Semesterbeginn festgesetzt. In der Regel erfolgreiche 

Bearbeitung der Übungsaufgaben zu einem gewissen Prozentsatz. 

Mündliche Pruefung am Ende des Semesters 

Tafel 

Frauenfelder & Henley; Perkins; Aitchson & Hey; Williams. Ein 

Skript wird ausgegeben.


2. Semester; Quantenfeldtheorie I 

Modulnummer 



Dozent(in): 

Sprache: 







Inhalt 





Medienformen: 

Literatur: 

Quantenfeldtheorie I 







Übung: 

2 SWS 



Vorlesung: 60 

Übung: 30 

Nacharbeit: 60 




Stoff der Vorlesungen Theoretische Mechanik, Elektrodynamik, 

Quantenmechanik I, Kenntnisse in Spezieller Relativitätstheorie, 

Thermodynamik und Quantenmechanik II 

Vermittlung der grundlegenden Prinzipien und Strukturen von 

Quantenfeldtheorien. 

Erlangung von Fähigkeiten zur Beschreibung der Wechselwirkungen 

zwischen Elementarteilchen und zur Berechnung wichtiger 

Streu- und Zerfallsprozesse. 

Prinzipien für relativistische Quantenfeldtheorien 

Quantisierung von Klein-Gordon-, Dirac-, und elektromagnetischen 

Feldern 

Störungstheorie und Feynman-Diagramme, 

S-Matrix und Wirkungsquerschnitte, 

Darstellungen der Lorentz-Gruppe, 

Funktionalintegrale, effektive Wirkungen und Korrelationsfunktionen 

Regularisierung und Renormierung 





Kreidetafel, Overheadprojektor, Computerdemonstrationen, schriftliches 

Begleitmaterial 

Peskin und Schroeder; Ryder; Weinberg; Itzykson und Zuber; Kaku


2. Semester; Quantum Optics 

Modulnummer 

ASP_MP_S2.10 


Quantum Optics 


Prof. Dr. Holger Gies 

Dozent(in): 


Sprache: 

English 

Zuordnung zum Curriculum Module which can be elected according to the students education 

objectives 



Übung: 2 SWS 


Lectures: 30 

Exercises: 30 

Self-study: 60 (lectures+ exercises) (Exercises may be replaced 

by preparing a written essay, see below) 




Basics of electrodynamics, quantum mechanics, optics 

Lernziele / Kompetenzen: Acquiring knowledge about the concepts and methods to describe 

the quantized radiation field andthe interaction of radiation and 

matter. 

Inhalt: 

quantization of the electromagnetic field 

quantum states of light 

quantum coherence and quantum information 

light-matter interactions 


Regular participation in lectures and exercises 

zur Modulprüfung (Prüfungs- 

vorleistungen): 



Medienrormen: 

Literatur: 

Written or oral examination, or a written essay including a disputation 

(depending on the number of participants; will be specified during 

the lectures) 

Black board, electronic presentations 

D.-G. Welsch, Quantenoptik, Vorlesungsskript (in German). 

M. Lewenstein, A. Sanpera, M. Pospiech, Quantum Optics, an 

Introduction, Lecture Notes , U. Hannover, 2006 

S. M. Barnett and P. M. Radmore, Methods in theoretical quantum 

optics, 

P. Meystre, M. Sargent, Elements of Quantum Optics, 

M. Fox, Quantum optics: an introduction,


2. Semester; Kontinuumsmechanik 

Modulnummer 

128.201LA 

Modultitel 

Grundkurs Theoretische Physik I – Kontinuumsmechanik für 

Lehramtstudenten 

Modul-Verantwortlicher 


Voraussetzung 

Modul Theoretische Mechanik 

Verwendbarkeit 

Module Theoretische Physik I und II für Lehramtstudenten 

(Voraussetzung wofür) 

Art des Moduls 

(Pflicht-, Wahlpflicht-, Wahlmodul) 

Pflichtmodul für Physik-Lehramtstudenten (Gymnasium und Regelschule) 

Häufigkeit des Angebots (Zyklus) Sommersemester 


1 Semester 

Zusammensetzung des Moduls / 

Lehrformen (VL, Ü, S, Praktikum) 


1 SWS Übung 

Leistungspunkte (ECTS credits) 4 

Arbeitsaufwand (work load) in: 

- Präsenzstunden und Vorlesung: 30, Übung: 15 

- Selbststudium (einschl. 

Prüfungsvorbereitung) in 

h 




Inhalte 

- Mechanik deformierbarer Körper (Bahnkurven, Stromlinien, 

Wirbel, Potentialströmungen, Tensor der Deformationsgeschwindigkeit) 

- Bilanzgleichungen 

- Materialgleichungen (Spannungs-Dehnungs-Diagramm, 

Hooksches Gesetz, Zustandsgleichungen, Reibungsgesetz) 

- Lineare Elastizitätstheorie (Torsion, Biegung, Wellen, Schwingungen) 

- Hydrodynamik (Strömungen, Kraft auf umströmte Gegenstände, 

Zirkulations- und Wirbelsätze, Ähnlichkeitsgesetze, Turbulenz, 

Grenzschichten) 

Lern- und Qualifikationsziele - Vermittlung der grundlegenden Begriffe, Phänomene und Konzepte 

der Kontinuumsmechanik 


Aufgaben aus diesem Gebiet 

Voraussetzung für die Zulassung Übungsaufgaben, aktive Teilnahme an den Übungen 

zur Modulprüfung 

Voraussetzung für die Vergabe Schriftliche Prüfung (90 Minuten) 

von Leistungspunkten (Prüfungsformen); 

einschl. 

Notengewichtung in % 

Zusätzliche Informationen zum Die Note dieses Moduls geht mit dem Gewicht 1 in die Fachend- 

Modul 

Empfohlene Literatur 

note Physik ein. 

Lehrbücher der theoretischen Physik von z.B. Sommerfeld, Landau/Lifschitz, 

Scheck; Budó: Theoretische Mechanik; 

Stephani/Kluge: Theoretische Mechanik


2. Semester; Oberseminar 

Modulnummer 



Dozent(in): 

Sprache: 



Moduldauer: 

Oberseminar Gravitations- und Quantentheorie 

Prof. Dr. B. Brügmann, Prof. Dr. H. Gies 





Seminare: 2 SWS 

1 Semester 

Arbeitsaufwand: Präsenzstunden: Seminare: 30 




Inhalt: 





Medienformen: 

Literatur: 



Kenntnisse in Theoretischer Mechanik, Elektrodynamik, Quantenmechanik, 

Thermodynamik, Grundlagenwissen in Gravitationstheorie 

und/oder Quantenfeldtheorie 

Selbständiges Einarbeiten in ein Spezialgebiet 

Selbständiges Auffinden und Auswerten wiss. Literatur 

Präsentation wissenschaftlicher Sachverhalte 

Vertiefte Kenntnisse auf den Gebieten Gravitationstheorie und 


Systematische Erarbeitung von Spezialkenntnissen auf den Gebieten 

Gravitationstheorie und Quantentheorie 

Präsentation und Diskussion aktueller gravitationstheoretischer und 

quantentheoretischer Probleme 

Regelmäßige Teilnahme am Seminar; Detaillierte Festlegungen 

werden zu Semesterbeginn bekannt gegeben. 

2 Vorträge im Zeitraum, die mit gleichem Gewicht in die Modulnote 

eingehen 


Spezialliteratur des jeweiligen Fachgebiets (vorwiegend in englischer 

Sprache)


2. Semester; Spektrale Verfahren in der Theoretischen Physik 

Modulnummer 



Dozent(in): 

Sprache: 







Inhalt: 





Medienformen: 

Literatur: 

Spektrale Verfahren in der Theoretischen Physik 

Prof. Dr. M. Ansorg 


Deutsch 



Modul im Hauptstudium des Studiengangs Physik mit Abschluss 

Diplom-Physiker/Diplom-Physikerin 


Übung: 

1 SWS 



Vorlesung: 30 

Übung: 15 




Grundkenntnisse der Computational Physics 

Vermittlung der Grundlagen spektraler Verfahren und ihrer Anwendungen 

in der Theoretischen Physik 


aus diesem Gebiet. 

Entwicklungen von Funktionen nach spektralen Basisfunktionen, 

spektrale Interpolationen und deren Konvergenz, Pseudospektrale 

und Galerkin-Methoden, Approximation der Ableitungen von Funktionen, 

Gauss-Integration, Gewöhnliche Differentialgleichungen: 

Rand- und Anfangswertprobleme, Mehrgebietsverfahren, pseudospektrale 

Methoden in höheren Dimensionen 



Schriftliche oder mündliche Prüfung (Art der Prüfung wird zu Beginn 


Tafel, Computer 

Zum Beispiel: 

J.P. Boyd : Chebyshev and Fourier spectral methods, Dover (New 

York,2001), 

http://www-personal.umich.edu/~jpboyd/BOOK_Spectral2000.html 

Benyu Guo,Pen-Yu Kuo: Spectral methods and their applications, 

World Scientific Publishing, Singapore 

Lloyd N. Trefethen: Spectral Methods in Matlab, Society for Industrial 

and Applied Mathematics, Philadelphia 

B. Fornberg : A practical guide to pseudospectral methods, Cambridge 

Univ.Press (Cambridge, 1998)


2. Semester; Supersymmetrie 

Modulnummer 



Dozent(in): 

Sprache: 




Supersymmetrie 







Übung: 

1 SWS 



Vorlesung: 30 

Übung: 15 







Inhalt 



Modul Quantenfeldtheorie I empfohlen 

Vermittlung der Eigenschaften von supersymmetrischen Theorien 

und der Grundlagen zum Verständnis der modernen Teilchenphysik 

und Stringtheorie. 

Entwicklung der Fähigkeiten zur Berechnung einfacher Prozesse in 

supersymmetrischen Modellen. 

Supersymmetrische Quantenmechanik 

Symmetrien und Spinoren 

Wess-Zumino-Modelle 

Supersymmetrie-Algebren und Darstellungen 

Superraum und Superfelder 

Supersymmetrische Yang-Mills-Theorien 







Medienformen: 

Literatur: 


Lehrbücher, z.B. S. Weinberg; J. Bagger and J. Wess; P. West


2. Semester; Magnetohydrodynamik 

Modulnummer 



Dozent(in): 

Sprache: 








Inhalt: 





Medienformen: 

Literatur: 

Magnetohydrodynamik 



Deutsch 



Vorlesung wird alle zwei Jahre angeboten 


Übung: 

1 SWS 



Vorlesung: 30 

Übung: 15 




Vermittlung der Grundlagen und Methoden der Magnetohydrodynamik 



Magnetohydrodynamische Näherung 

Magnetohydrokinematik (Induktionsgleichung, freier Zerfall von 

Magnetfeldern, eingefrorene Feldlinien, Dynamoproblem) 

Ideale Magnetohydrodynamik, Magnetohydrostatik 

Hartmann-Strömung, Magnetohydrodynamische Wellen, Stabilitätsuntersuchungen 

Anwendungen in der Astrophysik (Magnetfelder von Planeten, 

Sternen, Galaxien; Sonnenphysik) 





Tafel, Folien 

Zum Beispiel: Landau/Lifschitz Band 8; F. Cap, Lehrbuch der 

Plasmaphysik und Magnetohydrodynamik; D. Lortz, Magnetohydrodynamik; 

R. Kippenhahn und C. Moellenhoff, Elementare Plasmaphysik


2. Semester; Quantenfeldtheorie des Festkörpers, Dichtefunktionaltheorie 

Modulnummer 



Dozent(in): 

Sprache: 







Inhalt: 





Medienformen: 

Literatur: 

Quantenfeldtheorie des Festkörpers, Dichtefunktionaltheorie 



Deutsch 




Übung: 

1 SWS 



Vorlesung: 30 

Übung: 15 




Bachelor Physik, Module Quantenmechanik II und Festkörperphysik 

Vermittlung von grundlegenden Methoden der Vielelektronentheorie 

und deren Anwendung auf die Berechnung von Eigenschaften kondensierter 

Materie 

N-Elektronen-Systeme 

Austausch (X) und Korrelation © 

Hohenberg-Kohn-Sham-Theorie 

XC-Funktionale (LDA, GGA, LSDA) 

Hellmann-Feynman-Kräfte 

ab initio Thermodynamik 

zeitabhängige Dichtefunktionaltheorie 





Kreidetafel, Overheadprojektor, Computerdemonstrationen und 

Übungen, begleitendes LaTeX-Skript 

R.M. Dreizler, E.K.U. Gross, Density-Funktional Theory; D. Joubert 

(Ed.), Density Functionals: Theory and Applications; P.L. Taylor, O. 

Heinonen, A Quantum Aproach to Condensed Matter Physics


Optik 

1. Semester; Nichtlineare Optik 

Modulnummer 



Dozent(in): 

Sprache: 

Nichtlineare Optik 

Prof. Dr. Falk Lederer 

Prof. Dr. Falk Lederer, Prof. Dr. G.G.Paulus 

Deutsch oder Englisch 

Zuordnung zu den Studiengängen Wahlpflichtmodul für den Studiengang MA Physik im Wahlfach 

„Optik“ im 1. Semester 





1 Semester 


Selbststudium: Nacharbeit + Erarbeitung von Zusatzstoff: 120 h 






Inhalt: 





Medienformen: 

Literatur: 

Umfassende Kenntnisse der Elektrodynamik, der Festkörperphysik 

und der Grundkonzepte der Optik 

Nach Absolvierung des Moduls kennt der Student die grundlegenden 

Begriffe, Phänomene, Methoden und Konzepte der nichtlinearen 

Optik. Er kann selbständig Probleme und Aufgaben aus dem 

Gebiet nichtlinearen Optik lösen. 

- nichtlineare Suszeptibilität und deren quantenmech. Ableitung 

- nichtlineare Effekte 2. Ordnung (SHG, OPA, OPO, Solitonen) 

- nichtlineare Effekte 3. Ordnung (SPM, XPM, THG, Raman, 

Solitonen) 

- resonante nichtlineare Effekte (Zwei-Niveau-System, SIT) 

- nichtlineare Optik in Wellenleitern und Resonantoren (Bistabilität, 

opto-optisches Schalten) 

- Licht-Materie-Wechselwirkung bei extremen Intensitäten 



(Art der Prüfung wird am Beginn der Veranstaltung 

bekantgegeben.) 


Lehrbücher der nichtlinearen Optik von Boyd, Shen, Butcher/Cotter, 

Agrawal, Kivshar/Agrawal, Schubert/Wilhelmi, Sutherland


1. Semester; Optische Messverfahren und Sensorik 

Modulnummer 




Dozent(in): 

Sprache: 




Optische Messverfahren und Sensorik 

Optical Metrology and Sensing 

Prof. Dr. R. Kowarschik, Prof. Dr. H. Bartelt 


deutsch 



4 SWS Vorlesung + 2 SWS Übung 







Lernziele / Kompetenzen: Vermittlung von grundlegenden Begriffen und Konzepten optischer 

Messverfahren und Sensorik 

Vermittlung von Kenntnissen über ausgewählte optische Messverfahren 

z. B. aus den Gebieten der Interferometrie, Spektroskopie 

und Fasersensorik 

Entwicklung von Fähigkeiten zum selbständigen Lösen von Aufgaben- 

und Problemstellungen mit optischen Messmethoden 

Inhalt: 





Medienformen: 

Literatur: 

Grundbegriffe und Grundprinzipien der optischen Messung physikalischer 

Größen (z. B. Längen- und Formmessung) 

Ausgewählte Methoden der Interferometrie, Spektroskopie und 

Sensorik 

Applikationsbeispiele für optische Messverfahren 




Klausur oder mündliche Prüfung (Art der Prüfung wird zu Beginn 


Medienunterstützte Vorlesung mit Demonstrationsexperimenten 

und mit Übungen oder Seminar 

Lehrbücher der Optik von Hecht, Klein/Furtak, Born/Wolf


1. Semester; “Biomedical Imaging – Ionizing Radiation” 

Number 

Name 

Coordinator 

Learning objectives 

Content 

Course type 

ECTS credits 4 

Category 

Usability 

Frequency of offer 

Duration 

Work load 

Language 

Prerequisites 

Exam prerequisites 

Requirements to complete 

this submodule 

Used media 

Literature 

Biomedical Imaging – Ionizing Radiation 

Prof. Dr. J.R. Reichenbach; Prof. Dr. E. Förster 

The course introduces the physical principles, properties and technical concepts 

of imaging systems as they are applied today in medicine and physics. 

The focus is laid on the use and application of ionizing radiation, which has 

always been an important aspect of the application of physics to medicine. 

Applications and current developments will be presented. After active participation 

the students should demonstrate a critical understanding of the theoretical 

basis and technologies of these imaging systems and have acquired 

an appreciation of instrumentation and practical issues with different imaging 

systems. The course is independent of the course “Biomedical imaging – 

Non-Ionizing Radiation” offered in the 2 nd semester. 

- Introduction to biomedical and medical imaging systems 

- Physical principles behind the design of selected imaging systems 

- Technological aspects of each modality 

- Spatial and temporal resolution 

- Importance of each modality concerning physical, biological and clinical 

applications 

lectures: 2h/week 

exercises: 1h/week 

Submodule which can be elected from a list of offered submodules according 

to the students’ education objectives 

Freely combinable with other modules 

winter semester 

1 semester 

lectures: 30h 

exercises: 15h 

self-study: 75h 

45h (lectures, exercises) 

15h solving of physical problems 

15h exam preparation 

total work load: 120h 

English 

none 

regular participation in lectures and exercises 

oral examination 

electronic presentations, computer based demonstrations, blackboard 

- A. Oppelt. Imaging Systems for Medical Diagnostics: Fundamentals, 

Technical Solutions and Applications for Systems Applying Ionizing 

Radiation, Nuclear Magnetic Resonance and Ultrasound, Publicis, 2nd 

edition, 2006 

- P. Suetens. Fundamentals of Medical Imaging, Cambridge University 

Press; 2nd edition, 2009 

- W.R. Hendee, E.R. Ritenour. Medical Imaging Physics, Wiley-Liss, 4th 

edition, 2002

1. Semester: Astrophotonics 

Number 

Name 

Coordinator 


Content 

ASP_MP_S2.15 


Introduction to applications of modern optics and photonics in astronomy 

Dr. Stefano MINARDI and Prof. Dr. Thomas PERTSCH 

The lectures aim at presenting the emerging field of astrophotonics, i.e. photonics 

for astronomical instrumentation. 

Educational goals are: 

- familiarization with detection problematics in astronomy and 

- understanding of how photonic technology can solve them, usage of 

analytical tools for 

- modeling of photonic components and 

- system design of astronomical instruments. 

- Telescopes – Classification, adaptive optics, wavefront sensors. 

- Photometry – Exoplanet transits, photometric scales and bands in 

astronomy, semiconductor detectors, layer optics (coatings, filters), 

examples of instruments. 

- Interferometry – Optical astronomical interferometry: survey of results, 

principles of interferometric aperture synthesis, fiber optics, photonic beam 

combiners, fiber interferometers, pupil remapping, the photonic 

interferometer. 

- Spectroscopy – Historical introduction, Zeeman and Stark effects, Doppler 

shifts (binary systems, exoplanets, galaxies), review of dispersive 

elements, SWIFTS micro/nano spectrometers, AWGs, photon correlation 

spectroscopy, Multi-object and integral field spectroscopy, analysis of an 

instrument. 

Course type lectures: 2h/week exercises: 1h/week 


Usability 


Duration 

Work load 

Language 

Prerequisites 




Used media 

Literature 

this submodule is part of the module Wahlfach Optik or Wahlfach 

Astrophysik of the Master of Physics program 


1 semester 

lectures: 30h, exercises: 15h 


- 45h (lectures, exercises) 

- 15h solving of physical problems 

- 15h exam preparation 


English 

none 


written (90 min duration) or oral examination at the end of the semester 


- Saleh, Teich 'Photonics' Wiley 

- Journal articles from special issue on Astrophotonics in Optics Express 

(Vol. 17, issue 3, 2009) 

- Kitchin 'Astrophysical techniques' Ed. Adam Hilger 

- Bradt 'Astronomy methods' Cambridge 

- Roy & Clarke 'Astronomy: principles and practice' 

- Journal articles on astronomical instruments given during the lectures


1. Semester; Biophotonics 

Number 

ASP_MP_S2.2 

Name 

Coordinator: 


Content 

Course type 


Usability 


Duration 

Work load 

Language 

Prerequisites 




Used media 

Literature 

Biophotonics 

Prof. Dr. Stefan H. HEINEMANN, PD Dr. Roland SCHÖNHERR, Prof. Dr. 

Rainer HEINTZMANN 

The aim of this course is to present modern methods in spectroscopy, microscopy 

and imaging dedicated to biological samples. After the course the 

students will be able to choose and to apply appropriate spectroscopic 

methods and imaging technologies to resolve special biophotonic problems. 

The module provides a deep introduction into the multitude of possible linear 

and non-linear light biological matter interaction phenomena and thus in 

modern techniques and applications of frequency-, spatially-, and timeresolved 

bio-spectroscopy. The course presents a comprehensive overview 

over modern spectroscopic and imaging techniques inclusive specific theoretical 

methodologies to analyze the experimental spectroscopic data to resolve 

problems in life sciences. The biological part introduces to molecular 

and cellular properties of living organisms, explains some major components 

of physiological function and diseases and set the stage for biophotonics 

applications by highlighting some key methods necessary to prepare biological 

material for photonics experiments and by showing several examples of 

how biophotonics can help to shed light on biologically and clinically relevant 

processes. The module spans aspects of the scientific disciplines chemistry, 

physics, biology and medicine. 


this submodule is part of the module Wahlfach Optik of the Master of Physics 

program 


1 semester 

- lectures: 45h 

- exercises: 15h 

- self-study: 45h 

exam preparation: 15htotal work load: 120h 

English 

none 


Form of exam will be announced at the beginning of the semester. Either 

written examination at the end of the semester (60 min duration) or oral exam 

(15 min.) 

blackboard, beamer, overhead projector, written supplementary material 

- Paras N. Prasad, Introduction to Biophotonics 

- Textbooks on laser spectroscopy, e.g. Demtröder; on quantum mechanics, 

e.g. Atkins and on optics, e.g. Zinth/Zinth 

- List of selected journal publications (e.g. Journal of Biophotonics) given 

during the lecture 

- Selected chapters of “Handbook of Biophotonics” (Ed. J. Popp) WILEY

1. Semester; High intensity/relativistic optics 


Number 

Name 

Coordinator 


Content 

Course type 


Category 

Usability 


Duration 

Work load 

Language 

Prerequisites 




Used media 

Literature 

ASP_MP_S2.4 

High intensity/relativistic optics 

Prof. Dr. Malte KALUZA 

The interaction of high intensity light fields with matter is the subject of this 

course. The students should learn the basic ideas of high intensity laser 

technology and its applications. 

- High-intensity laser technology 

- Laser plasma physics 

- Laser accelerated particles and applications 


exercises: 1h/week (will be given as 2h every second week) 

submodule can be elected out of the list of offered submodules in module 

Wahlfach Optik according to the student's education objectives 


program 


1 semester 

lectures: 30h 







English 

none 


oral or written examination at the end of the semester (will be specified at the 

beginning of the lecture) 

blackboard, electronic presentations 

- W. L. Kruer, The Physics of Laser Plasma Interactions, Westview press 

(2003), Boulder Colorado 

- P. Gibbon, Short Pulse Laser Interactions with Matter, Imperial College 

Press (2005), London 

- F. F. Chen, Introduction to Plasma Physics and Controlled Fusion, Vol. 1: 

Plasma Physics, Springer (1984)


1. Semester; Laser in Ophthalmology and Medicine 

Number 

Name 

Coordinator 


Content 

Course type 


Category 

Usability 


Duration 

Work load 

Language 

Prerequisites 



submodule 

Used media 

Literature 

ASP_MP_S2.15 

Laser-Tissue Interaction and application of lasers in ophthalmology and 

medicine 

Prof. Dr. Alexander HEISTERKAMP 

The students will be introduced to the basic mechanisms of laser-tissue 

interaction on the different time scales and laser intensities. The introduction 

of the different technologies will be accompanied by their application within 

different fields of clinical medicine, especially ophthalmology. 

Laser systems for the application in medicine 

Beam guiding systems and optical medical devices 

Optical properties of tissue 

Thermal properties of tissue 

Photochemical interaction 

Vaporisation/coagulation 

Photoablation 

Photodisruption, nonlinear optics 

Laser-based imaging 

Clinical applications 

Nanophotonics in medicine 






program 


1 semester 

lectures: 30h 




- 30h studying and discussing recent publications, solving problems 


English 

none 


written or oral examination, will be decided during semester 

Blackboard, electronic slides, movies, pdf of recent publications 

- Welch, van Gemert: "Optical-Thermal Response of Laser-Irradiated 

Tissue." Plenum Press; 

- Niemz: "Laser-tissue interaction", Springer; 

- Berlien: ”Applied Laser Medicine” Springer; 

- list of publications given during the lecture.


1. Semester; Nanomaterials for photonics 

Number 

Name 

Coordinator 


Content 

Course type 


Category 

Usability 


Duration 

Work load 

Language 

Prerequisites 




Used media 

Literature 

ASP_MP_S2.15 

Nanomaterials for photonics 

Dr. Rachel GRANGE and Prof. Dr. Thomas PERTSCH 

The students will acquire theoretical and experimental knowledge in the different 

types of nanomaterials for advanced applications in photonics, as well 

as skills in their synthesis, optical characterization and utilization in photonic 

devices. Furthermore, the students will be trained to read state-of-the-art 

scientific articles and prepare an oral presentation. 

- Classification of the nanomaterials (semiconductors, metal, dielectric, …) 

- Nanophotonics concepts (confinement of matter or radiation) 

- Behaviors of photons and electrons. 

- Synthesis of nanomaterials: top-down and bottom-up methods 

- Material and optical characterization: diffraction and microscopy 

- Material types: metal for plasmonics, organic material as carbon 

nanotubes or graphene, semiconductors, dielectrics, … 

- Nanofluidic application for lab-on-a-chip devices 

- Nanomarkers: imaging applications 


seminar: 1h/week 

submodule which can be elected out of the list of offered submodules in 

module Wahlfach Optik or Wahlfach Festkörperphysik/Materialwissenschaft 

according to the student's education objectives 

this submodule is part of the module Wahlfach Optik or Wahlfach 

Festkörperphysik/Materialwissenschaft of the Master of Physics program 


1 semester 

lectures: 30h 

seminar: 15h 


- 45h (lectures, seminar) 

- exam preparation 


English 

none 

regular participation in lectures 

written or oral examination and participation in seminars as well as presentation 

in seminar 

blackboard, electronic presentations, demonstration in laboratory 

- Nanophotonics by P. N. Prasad (Wiley) 

- Handbook of Nanotechnology by B. Bhushan (Springer) 

- Basics of Nanotechnology by H. G. Rubahn (Wiley) 

- Nanostructures and nanomaterials: synthesis, properties and applications; 

(Cao, G.; Wang, Y. 2010) 

- Squires, and Quake, Microfluidics: Fluid physics at the nanoliter scale, 

Rev. Mod. Phys. 77, 977 (2005)

1. Semester; Theoretical nanooptics 

Number 

Name 

Coordinator 


Content 

Course type 


Category 

Usability 


Duration 

Work load 

Language 

Prerequisites 




Used media 

Literature 

ASP_MP_S2.12 

Theoretical nanooptics 


Prof. Dr. Carsten ROCKSTUHL and Prof. Dr. Thomas PERTSCH 

The course outlines the theoretical concepts to describe light propagation in 

nanostructured optical materials and gives an introduction to the physical 

effects that can be observed in such materials. 

- Introduction to the general ideas of nanostructured materials 

- Physical effects in Photonics Crystals, metamaterials and plasmonic 

devices 

- Understanding light propagation using the concept of an eigenmode 

- Eigenmodes of periodic media 

- Dispersion relation of the periodic space and derived quantities 

- Scattering resonances of single objects 

- The concept of Hybridization to understand coupled particles 

- Determination of the effective parameters of metamaterials 

- Outline of numerical techniques for characterizing nanostructured 

materials 

- Contemporary problems in the field of nanooptics 




module Wahlfach Optik according to the student's education objectives 


program 


1 semester 

lectures: 30h 







English 

fundamental knowledge on modern optics and condensed matter physics as 

usually obtained in the modules Adjustment and Fundamentals 1 


written examination at the end of the semester (90 min duration) 

blackboard and electronic presentations, computer based demonstrations, 

computer labs, written supplementary material 

- Lukas Novotny und Bert Hecht, Principles of Nano-Optics, Cambridge 

University Press 2006 

- Stefan A. Maier, Plasmonics: Fundamentals and Applications, Springer 

2006 

- John D. Joannopoulos et al., Photonic Crystals: Molding the Flow of Light, 

Princeton 2008


1. Semester; Thin film optics 

Number 

Name 

Coordinator 


Content 

Course type 


Category 

Usability 


Duration 

Work load 

Prerequisites 




Used media 

Literature 

ASP_MP_S2.13 

Thin film optics 

Prof. Dr. Andreas TÜNNERMANN and Dr. Olaf STENZEL 

This course is of use for anyone who needs to learn how optical coatings are 

used to tailor the optical properties of surfaces. After an introduction about 

the theoretical fundamentals of optical coatings the student should learn to 

calculate the optical properties of uncoated and coated surfaces. Based on 

this, typical design concepts and applications will be presented. 

- Introduction into optical material properties (classical description) 

- Theory of interference films 

- Thin film characterization methods 

- Design concepts 

- Types and application of optical coatings 

- selected questions of the semiclassical treatment of thin film spectra 



Submodule which can be elected out of the list of offered submodules in 



program 


1 semester 

lectures: 30h 







Knowledge on optics and electrodynamics of continua 


oral or written test, depending on number of participants 

blackboard, electronic presentations 

- Born/Wolf: Introduction to optics 

- H. A. Macleod, Thin Film Optical Filters, Adam Hilger Ltd. 2001 

- R. Willey, Practical Design and Productions of Optical Thin Films, Marcel 

Dekker Inc. 2003 

- N. Kaiser, H. K. Pulker (Eds.), Optical Interference Coatings, Springer 

Series in Optical Sciences, Vol. 88, 2003 

- O. Stenzel, The Physics of Thin Film Optical Spectra. An Introduction, 

Springer Series in Surface Sciences, Vol. 44, 2005


1. Semester; Physikalische Grundlagen erneuerbarer Energien 

Modulnummer 



Dozent(in): 

Sprache: 



Physikalische Grundlagen erneuerbarer Energien 

G. G. Paulus 


Wahlpflichtkurs für den Studiengang MA Physik im Wahlfach „Optik“ 

oder „Festkörperphysik“ 


Übung: 

1 SWS 





Inhalt: 





Medienformen: 

Literatur: 






Grundvorlesungen Physik 

Vermittlung von Kenntnissen der physikalischen Grundlagen erneuerbarer 

Energien. 

Entwicklung von Fähigkeiten zur selbständigen Beurteilung verschiedener 

Formen erneuerbarer Energien 

Grundlagen der Energieversorgung in Deutschland 

Potential erneuerbarer Energien 

Thermodynamik der Atmosphäre 

Physik der Windkraftanlagen 

Konzentrierende Sonnenkraftwerke 







Zum Beispiel: Gasch, Twele: Windkraftanlagen 

De Vos: Thermodynamics of Solar Energy Conversion


1. Semester; Introduction to optical modeling and design I 

Number 

Name 

Coordinator 


Content 

Course type 


Usability 


Duration 

Work load 

Language 


Prerequisites 




Used media 

Literature 

ASP_MP_F1.2 

Introduction to optical modeling and design 

Prof. Dr. Frank WYROWSKI and Dr. Uwe ZEITNER 

The course aims to show how linear optics is applied for modeling and design 

of optical elements and systems. In the first part of the lecture we focus on 

ray-tracing techniques and its application through image formation. Then we 

combine the concepts with physical optics and obtain field tracing. It enables 

the propagation of vectorial harmonic fields through optical systems. In practical 

exercises the students will get an introduction to the use of commercial 

optics modeling and design software. 

- Concepts of ray tracing 

- Modeling and design of lens systems 

- Image formation 

- Physical properties of lenses and lens materials in optical design 

- Image aberrations and methods to avoid them 

- Vectorial harmonic fields 

- Plane waves 

- Fourier transformation and spectrum of plane waves representation 

- Concepts of field tracing 

- Propagation techniques through homogeneous and isotropic media 

- Numerical properties of propagation techniques 



the submodule is part of the module Wahlfach Optik of the Master of Physics 

program 


1 semester 

lectures: 30h 


self study: 





English 

successful completion of Bachelor in a related field 


written examination at the end of the semester 

Blackboard, projector, PC Pool, PowerPoint, VirtualLab, Zemax 

- H. Gross, Handbook of Optical Systems Vol.1: Fundamentals of Technical 

Optics, Wiley-VCH 

- L. Mandel and E. Wolf, Optical Coherence and Quantum Optics 

- L. Novotny and B. Hecht, Principles of Nano-Optics


1. Semester; Experimentelle Methoden der optischen Spektroskopie 

Modulnummer 



Dozent: 

Experimentelle Methoden der optischen Spektroskopie 

Prof. A. TÜNNERMANN 

Dr. F. SCHREMPEL 

Sprache: 

deutsch 



of Science 

Wahlpflichtmodul für den Studiengang Werkstoffwissenschaft mit 

dem Abschluss Master of Science. 

Häufigkeit des Angebots (Zyklus) jährlich im Wintersemester 


1 Semester 



Übung: 1 SWS 

Arbeitsaufwand (work load): Präsenzstunden: Vorlesung: 30 

Übung: 15 







- Grundkurse Experimentalphysik 

- Atom- und Molekülphysik 

Lernziele / Kompetenzen: - Vermittlung des Verständnisses für Methoden der optischen 

Spektroskopie und deren Anwendbarkeit auf Problemstellungen 

der Physik und Materialwissenschaften 

Inhalt: 

- Grundlagen der Wechselwirkung elektromagnetischer Strahlung 

mit Atomen, Molekülen und Festkörpern 

- Methoden und Werkzeuge der modernen Spektroskopie und 

deren Anwendung zur Charakterisierung 





Voraussetzung für die Vergabe Vortrag mit anschließender mündlicher Prüfung 


Medienformen: 


Literatur: 

- Haken-Wolf, Atom- und Quantenphysik 

- Henzler, Oberflächenphysik des Festkörpers 

- Demtröder, Laserspektroskopie


1. Semester; Wechselwirkung hochenergetischer Teilchen- und Photonenstrahlung mit Materie 

Modulnummer 



Sprache: 





Wechselwirkung hochenergetischer Teilchen- und Photonenstrahlung 

mit Materie 

Prof. Th. Stöhlker 

Englisch/Deutsch 


of Science 

jährlich im Wintersemester 

1 Semester 


Übung/Seminar: 1 SWS 

Arbeitsaufwand (work load): Präsenzstunden: Vorlesung: 30 + 15 

Selbststudium: Nacharbeit (Vorlesung): 25 

Vortrag / Übungsaufgaben: 50 





Inhalt: 



Medienformen: 

Literatur: 

- Grundkurse Experimentalphysik 

- Atom- und Molekülphysik 

Vermittlung der fundamentalen Wechselwirkungen und Phänomene 

hochenergetischer Strahlung in Materie. Grundlagen moderner 

Beschleunigerkonzepte und Strahlungsquellen. 

- elementare Wechselwirkungsprozesse 

- Streuung, Absorption und Energieverlust 

- Nachweismethoden 

- Teilchenerzeugung 

- Anwendung in der Biologie und Medizin 

Vortrag mit anschließender mündlicher Prüfung 

Vorlesung mit begleitenden Abbildungen 

- Leo, Techniques for Nuclear and Particle Physics Experiments 

- Haken-Wolf, Atom- und Quantenphysik


1. Semester; “Modern Atomic Physics: Experiments and Theory” 

Modulnummer 



Sprache: 





Modern Atomic Physics: Experiments and Theory 

Prof. Thomas STÖHLKER 

Englisch 


of Science 

jährlich im Sommersemester 

1 Semester 


Übung/Seminar: 1 SWS 

Arbeitsaufwand (work load): Präsenzstunden: Vorlesung: 30 + 15 

Selbststudium: Nacharbeit (Vorlesung): 25 

Vortrag / Übungsaufgaben: 50 




- Grundkurs: Atom- und Molekülphysik 


The course provides an insight in the fundamental techniques 

and concepts in modern atomic physics and to demonstrate their 

relevance to nowadays applications. Experimental methods and 

the related theoretical description will be reviewed in great details. 

Inhalt: - Strong field effects on the atomic structure 

- Relativistic and QED effects on the structure of heavy ions 

- X-ray spectroscopy of high-Z ions 

- Application in x-ray astronomy 

- Penetration of charged particles through matter 

- Particle dynamics in of atoms and ions in strong laser fields 

- Relativistic ion-atom and ion-electron collisions 

Voraussetzung für die Vergabe Vortrag mit anschließender mündlicher Prüfung 


Medienformen: 

Vorlesung mit begleitenden Abbildungen 

Literatur: 

- H. Beyer and V. Shevelko, Introduction to the physics of highly 

charged ions 


- J. Eichler and W. Meyerhof, Relativistic atomic collisions 


1. Semester; Optical modeling and design II 


Number 

Name 

Coordinator 


Content 

Course type 


Category 

Usability 


Duration 

Work load 

Language 

Prerequisites 




Used media 

Literature 

ASP_MP_S2.9 

Optical modeling and design II 

Prof. Dr. Frank WYROWSKI 

In the third part of the lecture series on optical modeling and design modeling 

and design examples of micro and diffractive optics are discussed on the 

basis of the modeling techniques presented in parts I and II. Moreover, the 

finite element technique (FEM) is added to the collection of tracing techniques 

for harmonic fields. Then, the concept of field tracing is extended to 

general electromagnetic fields including temporal and spatial coherence and 

ultrashort pulses. 

- Modeling and design of lens arrays 

- Modeling and design of diffractive beam splitters 

- Modeling and design of diffusers 

- Finite element technique (FEM) 

- Representation of general fields by modal decomposition 

- Elementary mode decomposition: scalar and vectorial 

- Modeling polychromatic effects 

- Modeling effects of temporal and spatial coherence 

- Modeling ultrashort pulse propagation through optical systems 

- Efficient inclusion of material and angular dispersion 





this submodule is part of the module Wahlfach Optik in the 3 rd semester of 

the Master of Physics program 


1 semester 

lectures: 30h 







English 

none 



Blackboard, projector, PC Pool, PowerPoint, VirtualLab 

- E. Hecht and A. Zajac, Optics 

- L. Mandel and E. Wolf, Optical Coherence and Quantum Optics 

- B.E.A. Saleh and M.C. Teich, Fundamentals of Photonics


1. Semester; Grundlagen der Laserphysik 



Grundlagen der Laserphysik 


Prof. J. Limpert / Prof. Dr. S. Nolte 

Dozent(in): 

Prof. J. Limpert / Prof. Dr. S. Nolte 

Sprache: 

deutsch 


Wahlpflichtmodul für den Studiengang MSc Physik (3. Semester) 

im Wahlfach „Optik“ 

M.Sc. Werkstoffwissenschaft 

Lehrform / SWS: Vorlesung: 2 SWS, Übung: 2 SWS 

Häufigkeit des Angebots: Wintersemester 


1 Semester 



Übung: 30 

Selbststudium: Nacharbeit(Vorlesung/Übung): 30 

Vorbereitung Fachvortrag: 90 

(einschließlich schriftlicher Kurzfassung) 




Bachelor oder Vordiplom in Naturwissenschaften 

Vorlesungen: Quantenmechanik + Atom- und Molekülphysik 

Lernziele / Kompetenzen: - phys. Grundlagen der Absorption und Emission 

- Inversion/optische Verstärkung 

- Konzepte zur Erzeugung kohärenten Lichts 

- das Laserprinzip 

- Grundprinzipien der nichtlinearen Optik 

Inhalt: 

- Laserprinzip und wesentliche Lasertypen 

- Pumpkonzepte und optische Verstärkung 

- stabile und instabile Resonatoren 

- Einfrequenzlaser 

- Ultrakurzpulslaser 

- wesentliche Lasertypen und ihre Merkmale 





Voraussetzung für die Vergabe Klausur 


Medienformen: 


Literatur: 

- Optik, Licht und Laser, D. Meschede 

- Lasers, T. Siegman 

- Laser, F. K. Kneubühl 

- Laser – Grundlagen, Systeme, Anwendungen, J. und H.-J. Eichler, 

Springer 

- Laser Spectroscopy, W. Demtröder


1. Semester; Laser und Anwendungen 




Dozent(in): 

Laser und Anwendungen 

Prof. Dr. H. Stafast 

Profs. H. Stafast / Dr. W. Paa 

Sprache: 

deutsch 




Physikalisches Wahlpflichtfach im modularisierten Studiengang 

Physik-Diplom / Techn. Physik (6. Semester) 



1 Semester 



Übung: 1 SWS 



Übung: 15 






Grundlagen der Laserphysik 

Lernziele / Kompetenzen: Nach dem erfolgreichen Abschluss des Moduls verfügt der Studierende 

über vertiefte Kenntnisse auf nachfolgenden Gebieten: 

- phys.-techn. Grundlagen spezieller Lasersysteme 

- Aspekte der Licht-Materie-Wechselwirkung 

- Aspekte der Metrologie 

- Aspekte der optischen Sensorik 

Inhalt: 

- Laserprinzip und wesentliche Lasertypen 

- Ausgewählte Laseranwendungen 

- Laser als Werkzeug (makroskopische und mikroskopische Materialbearbeitung) 

- Laser als Sonde (Messtechnik, Spektroskopie, Diagnostik, 

Sensorik) 





Medienformen: 

Literatur: 

Aktive Teilnahme an Übungen bzw. Seminar; Detaillierte Festlegungen 


Klausur (Nachprüfungen: Nachklausur oder Kolloquium) 


- A. Siegman, Lasers 

- J. und H.-J. Eichler, Laser – Grundlagen, Systeme, Anwendungen, 

Springer 

- W. Demtröder, Laser Spectroscopy 

- W. Koechner, Solid State Laser Engineering 

- D. Bäuerle, Laser, Grundlagen und Anwendungen in Photonik, 

Technik, Medizin und Kunst


1. Semester; Licht-Materie-Wechselwirkung bei hohen Intensitäten 

Modulnummer 



Dozent(in): 

Sprache: 


Häufigkeit des Angebots: 






Inhalt: 





Medienformen: 

Literatur: 

Licht-Materie-Wechselwirkung bei hohen Intensitäten 

Prof. Dr. M. Kaluza 

Prof. Dr. M. Kaluza 

deutsch oder englisch 



jedes Wintersemester 


Übung: 

1 SWS 



Vorlesung: 30 

Übung: 15 




Grundlagen des Lasers, Elektrodynamik 

- Einführung in die grundlegenden physikalischen Prozesse, die 

bei hohen Intensitäten eine Rolle spielen 

- Vermittlung von Kernkompetenzen zum Verständnis der 

Laser-basierten Teilchenbeschleunigung 


Aufgaben aus diesen Gebieten 

Hochleistungslaser 

Laserprinzip, Arten von Laserverstärkern, CPA-Prinzip, Laserdiagnostiken 

Plasmaphysik 

Relevante Grundlagen der Plasmaphysik 

Wechselwirkung von elektro-magnetischer Strahlung mit Plasmen 

Relativistische Laser-Plasma-Physik 

Wechselwirkung von Plasmaelektronen mit Licht 

Relativistische nicht-lineare Optik 

Beschleunigungsmechanismen für Elektronen und Ionen 

Erzeugungsmechanismen für hochenergetische 

elektromagnetische Strahlung 

Regelmäßige Teilnahme an Vorlesungen und Übungen, Übungsaufgaben; 

Detaillierte Festlegungen werden zu Semesterbeginn 


Klausur oder mündliche Prüfung (wird zu Beginn des Moduls bekannt 

gegeben) 

Medienunterstützte Vorlesung mit Übungen 

P. Gibbon: Short-Pulse Laser Interactions with Matter 

F. Chen: Plasma Physics and Controlled Fusion


1. Semester; Plasma physics 

Number 

Name 

Coordinator 


Content 

Course type 

ASP_MP_S1.12 

Plasma physics 

Prof. Dr. Malte. KALUZA 

This course offers an introduction to the fundamental effects and 

processes relevant for the physics of ionized matter. After actively 

participating in this course, the students will be familiar with the 

fundamental physical concepts of plasma physics, especially concerning 

astrophysical phenomena but also with questions concerning 

the energy production based on nuclear fusion in magnetically 

or inertially confined plasmas. 

- fundamentals of plasma physics, 

- single particle and fluid description of plasmas, 

- waves in plasmas, 

- interaction of electromagnetic radiation with plasmas, 

- plasma instabilities 

- non-linear effects (shock waves, parametric instabilities, 

ponderomotive effects, ...) 


exercises: 2h every other week 


Category 

Usability 


Duration 

Work load 

Language 

Prerequisites 


Requirements to complete this 

submodule 

Used media 

Literature 

submodule which can be elected out of the list of offered 

submodules in module Specialization 1 according to the student's 

education objectives 

submodule being part of module Specialization 1 for the study in 

Photonics in the 2nd semester 

summer semester 

1 semester 

lectures: 30 h 

exercises: 15 h 

self study : 45 h (lectures, exercises) 

15 h solving of physical problems 

15 h exam preparation 

total workload: 120 h 

English 

Prior knowledge in electrodynamics is essential, knowledge in 

laser physics is recommended but not conditional. 

regular participation in lectures and active participation exercises 

written or oral examination at the end of the semester (will be 

specified at the beginning of the lecture) 

blackboard and electronic presentations 

- F. Chen: Plasma Physics and Controlled Fusion, Plenum 

Publishing Corporation, New York (1984) 

- J. A. Bittencourt: Fundamentals of Plasma Physics, Springer, 

New York (2004) 

- U. Schumacher: Fusionsforschung, Wissenschaftliche 

Buchgesellschaft, Darmstadt (1993)


1. Semester; Angewandte Lasertechniken – Teil: Laser als Werkzeug 

Modulnummer 



Dozent(in): 

Sprache: 




Angewandte Lasertechniken – Teil Laser als Werkzeug 

Prof. H. Stafast 

Prof. H. Stafast / Dr. W. Paa 

Deutsch (bei Bedarf auch in Englisch) 

Physikalisches Wahlfach für 

3. Semester Studiengang Physik „Master of Science“ 


Übung: 1 SWS 


Übung: 15 (empfohlen) 

Selbststudium: Nacharbeit (Vorlesung, Übung): 30 bzw. 90 

Lösen von Übungsaufgaben: 45 (empfohlen) 





Inhalt: 





Medienformen: 

Literatur: 

Grundlagen der Laserphysik und allgemeine Physik 

Nach dem erfolgreichen Abschluss des Moduls verfügt der Studierende 


Licht-Materie-Wechselwirkung, Lasermanipulation (z. B. Atomkühlung 

und optische Pinzette), laserinduzierte Prozesse in Gasen, 

Flüssigkeiten und Matrices (inkl. Laserisotopentren-nung), 

Lasererzeugung und -strukturierung von Festkörpern durch Materialabscheidung, 

-abtrag und/oder –modifikation. 

Ausgewählte Laseranwendungen: 

Der Laser als Werkzeug (mikroskopische Materialbeeinflussung 

und makroskopische Materialbearbeitung bzw. -modifikation), 

ausgenommen „klassische“ Lasermaterialbearbeitung (z.B. 

Schneiden, Bohren, Löten, Schweißen) 

Erfolgreiche Teilnahme an Übungen bzw. Seminarvortrag (empfohlen) 

Bestandene Abschlussprüfung (Klausur oder Kolloquium; Nachprüfungen: 

Nachklausur oder Kolloquium) 


R. Paschotta, Encyclopedia of Laser Physics and Technology, 

Wiley-VCH


1. Semester; Optical design with Zemax 

Number 

Name 

Coordinator 


Content 

Course type 


Category 

Usability 


Duration 

Work load 

Language 

Prerequisites 




Used media 

Literature 

ASP_MP_S2.15 

Optical design with Zemax 

Prof. Dr. Herbert GROSS 

This course gives an introduction in layout, performance analysis and optimization 

of optical systems with the software Zemax. 

- Introduction and user interface 

- Description and properties of optical systems 

- Geometrical and wave optical aberrations 

- Optimization 

- Imaging simulation 

- Introduction into illumination systems 

- Correction of simple systems 

- More advanced handling and correction methods 





this submodule is part of the module Wahlfach Optik in the 2 nd semester of 



1 semester 

lectures: 30h 







English 

basic geometrical and physical optics 



Electronic presentations, practical exercises with Zemax, computer based 

demonstrations, computer labs, written supplementary material 

list of literature will be given in the lecture

1. Semester; Imaging and aberration theory 

Number 

Name 

Coordinator 


Content 

Course type 


Category 

Usability 


Duration 

Work load 

Language 

Prerequisites 




Used media 

Literature 

ASP_MP_S2.16 


Imaging and aberration theory 

Dr. Herbert GROSS 

This cource covers the fundamental principles of classical optical imaging 

and aberration theory of optical systems. 

- Paraxial imaging 

- Basics of optical systems 

- Eikonal theory 

- Geometrical aberrations, representations, expansion 

- Detailed discussion of primary aberrations 

- Sine condition, isoplanatism, afocal cases 

- Wave aberrations and Zernike representation 

- Miscellaneous aspects of aberration theory 





this submodule is part of the module Wahlfach Optik in the 3rd semester of 



1 semester 

lectures: 30h 







English 







1. Semester; Lasers in Medicine 

Number 

Name 

Coordinator 


Content 

Course type 


Category 

Usability 


Duration 

Work load 

Language 

Prerequisites 



submodule 

Used media 

Literature 

ASP_MP_S2.8 

Lasers in Medicine - Laser-Tissue Interaction and applications. 





different fields of clinical medicine and diagnostics. 







Photoablation 








Specialization II according to the student's education objectives 

this submodule is part of the module Specialization II in the 3 rd semester of 

the Master of Photonics program 


1 semester 

lectures: 30h 






English 

none 










1. Semester; Living Optics – Ophthalmic and Physiological Optics 

Number 

Name 

Coordinator 


Content 

Course type 


Category 

Usability 


Duration 

Work load 

Language 

Prerequisites 



submodule 

Used media 

ASP_MP_S2.9 

Living Optics - Ophthalmic and Physiological Optics 


The students will be introduced to the field of optics in the life, especially the 

development of vision and eyes in nature, the mechanisms and physiology 

of the vision process and the field of ophthalmology, which covers anatomy, 

physiology and diseases of the human eye. Finally, optical instruments and 

methods for treatment and diagnosis of diseases in the human eye will be 

covered. 

Introduction 

optics and vision in nature 

development of the eye 

image formation and tray tracing 

human eye: anatomy 

optical structure and image formation 

the lens 

the retina 

Light interaction with the fundus 

aberrations of the eye 

vision and visual perception 

ophthalmology: diseases of the eye 

diagnosis at the eye 

visual ergonomics 

optical instrumentation in ophthalmology 

laser surgery in ophthalmology 




Specialization II according to the student's education objectives 




1 semester 

lectures: 30h 






English 

none 

regular participation in lectures 


Blackboard, electronic slides, movies, pdf of recent publications


Literature 

“Optics of the human eye”, D. Atchison, G. Smith; “The eye and visual optics 

instruments”, G. Smith; “Ophthalmology”, M. Yanoff, J. Duker; “Atlas of 

Confocal Laser Scanning In-vivo Microscopy in Ophthalmology”, R.F. 

Guthoff; Springer; ”Applied Laser Medicine” Berlien; list of publications given 

during the lecture.


1. Semester; Photovoltaik 

Modulnummer 



Dozent(in): 

Sprache: 



Photovoltaik 


Falk 

Englisch 



Vorlesung 2 SWS 

Seminar 1 SWS 









Inhalt: 





Medienformen: 

Literatur: 

Module Festkörperphysik I und II 

Verständnis der Funktion von Solarzellen auf der Basis der Halbleiterphysik 

Verlustmechanismen 

Herstellungstechnologie der verschiedenen Typen 

Die Energiewirtschaft und ihre Folgen 

Sonneneinstrahlung Grundlagen 

der Photovoltaik Halbleiter 

I: Gleichgewicht 

Halbleiter II: Nichtgleichgewicht unter Beleuchtung 

Solarzellentypen I: Massivzellen 

Solarzellentypen II: Dünnschichtzellen 

Regelmäßige Teilnahme an Übungen, Abgabe der Übungsaufgaben 

Schriftliche Prüfung am Ende des Semesters 

Vorlesung mit Seminar, Besuch von Labors 

Begleitendes Skript 

A. Goetzberger, B. Voß, J. Knobloch, Sonnenenergie: Photovolta- ik; 

H.-J. Lewerenz, H. Jungblut, Photovoltaik; R. Enderlein, N.J.M. 

Horing: Fundamentals of Semiconductor Physics and Devices


1. Semester; Microoptics 





Dozent(in): 

Mikrooptik 

Microoptics 

Prof. H. Bartelt / Prof. A. Tünnermann 

Prof. H. Bartelt 

Sprache: 

deutsch 


Wahlpflichtmodul für den Studiengang BSc Physik (5. Semester) 







1 Semester 

Lehrform / SWS: Vorlesung: 2 SWS 







Modul Grundkurs Experimentalphysik 

Lernziele / Kompetenzen: - Vermittlung der grundlegenden optischen Eigenschaften mikround 

nanooptischer Elemente 

- Vermittlung von Wissen über strukturtechnische Verfahren 

- Befähigung zum selbstständigen Lösen mikround nanooptischer 

Fragestellungen 

Inhalt: 

- Relevante Effekte: Ausbreitung, Beugung, Kohärenz, 

Interferenz 

- Freiraumausbreitung und geführtes Licht (integrierte Optik, optische 

Lichtwellenleiter) 

- Technologien der Mikrooptik 

- Refraktive und diffraktive Mikrolinsen 

- Mikrooptische Elemente 

- Beispiele für Systemanwendungen 


keine 





Medienformen: 

Literatur: 

Klausur oder mündl. Abschlussprüfung (60 Minuten) 

(Art der Prüfung wird zu Beginn des Moduls bekannt gegeben) 

Tafel, schriftl. Begleitmaterial, Overhead-Projektor, Beamer 

Fachbücher zur Mikrooptik: 

- Sinzinger/Jahns, Introduction to Micro- and Nanooptics 

- Herzig, Micro-Optics 

- Kufner/Kufner, Micro-optics and Lithography


1. Semester; Interaction of high-energy radiation with matter 

Number 

Name 

Coordinator 


Content 

Course type 

Interaction of high-energy radiation with matter 

Prof. Th. Stöhlker 

The course introduces the basic interaction processes of high-energy photon 

and particle beams with matter. The course covers recent developments 

of high intensity radiation sources, such as Free Electron Lasers and modern 

particle accelerators. 

Fundamental interaction processes 

Scattering, absorption and energy loss 

Detection methods 

Particle creation 

Application and biology and medicine 




Category 

Usability 


Duration 

Work load 

Language 

Prerequisites 




Used media 

Literature 


module Specialization II according to the student's education objectives 

this submodule is part of the module Specialization II in the 3rd semester of 



1 semester 

lectures: 30h 




English 

none 


Presentation and oral examination 

electronic presentations, blackboard 




1. Semester; Active Photonic Devices 

Number 

Name 

Coordinator 


Content 

Course type 

Active Photonic Devices 

Prof. Dr. M. A. Schmidt 

The aim of this course is to give a comprehensive overview about active 

photonic devices such as switches or modulators. The course starts by a 

crisp introduction to the most important parameters and physical principles. 

The lecture will then focus onto real‐world devices including the areas of 

electro‐optics, waveguides, acousto‐ optics, magneto‐ optics and nonli n- 

ear optics. During this lecture we will discuss the fundamental principles as 

well 

as devices currently employed in photonics. This lecture will provide the 

students a base for their master thesis. 

1. introduction 

2. electro‐optical modulation 

3. optomechanics in photonics 

4. acousto‐optical device 

5. magneto‐optics and optical isolation 

6. integrated lasers 

7. nonlinear devices for light generation 

8. bistability in photonics 

9. spatial light modulation 




Category 

Usability 


Duration 

Work load 


module Specialization II according to the student's education objectives 

this submodule is part of the module Specialization II in the 3rd semester of 


winter semester only 

1 semester 

Work load 

lectures: 30h 


self‐study: 65h 

exam preparation: 15h 

total work load: 120h


Language 

Prerequisites 




Used media 

Literature 

English 

basic knowledge about electrodynamics 

Regular participation in lectures and exercises. 

The form of the exam will be announced at the beginning of the semester. 

Either written 

examination at the end of the semester (90 min duration) or oral exam 

(15‐20 min). 

Mainly blackboard, projector, written supplementary material 

J. D. Jackson Electrodynamics 

A. Yariv Optical Electronics in Modern Communications 

Born/Wolf Principles of Optics


1. Semester; “Fundamentals of microscopic imaging” 

Number 

Name 

Coordinator 


Content 

Course type 

ASP_MP_S3.xx 

Fundamentals of microscopic imaging 

Prof. Dr. Herbert GROSS / Jun.-Prof. Dr. Alexander SZAMEIT 

This cource covers the wave optical principles of microscopic optical imaging 

including some modern developments and real system aspects. 

Diffraction and point spread function 

2-point-resolution and depth resolution 

Transfer function theory 

Real microscopic optical systems 

Contrasting methods and phase imaging 

Volume imaging 

Confocal microscopy 

Superresolution 




Category 

Usability 


Duration 

Work load 

Language 

Prerequisites 



this submodule is part of the module Wahlfach Optik in the 3rd semester of 



1 semester 

lectures: 30h 







English 

basic geometrical and physical optics





Used media 

Literature 






1. Semester; “Advanced lens design” 

Number 

Name 

Coordinator 


Content 

Course type 

ASP_MP_S3.xx 

Advanced lens design 


This cource covers the advanced principles of the development of optical 

systems. 

Paraxial imaging and basic properties of optical systems 

Initial systems and structural modifications 

Chromatical correction 

Aspheres and freeform surfaces 

Optimization strategy and constraints 

Special correction features and methods 

Tolerancing and adjustment 




Category 

Usability 


Duration 

Work load 

Language 

Prerequisites 



this submodule is part of the module Wahlfach Optik in the 3nd semester 

of the Master of Physics program 


1 semester 

lectures: 30h 







English 

basic aberration theory and optical design methods, lecture 'Optical design 

with Zemax'





Used media 

Literature 



blackboard and electronic presentations, practical exercises with Zemax, 

computer based demonstrations, computer lab 



2. Semester; Beugungstheorie elektromagnetischer Wellen 

Modulnummer 



Dozent(in): 

Sprache: 



(Zyklus) 




Beugungstheorie elektromagnetischer Wellen 

Prof. A. Szameit 

Prof. A. Szameit / T. Eichelkraut 



of Science 

2- jährig im Sommersemester (2012, 2014, 2016) 

1 Semester 


Übung: 

1 SWS 



Vorlesung: 30 


Nacharbeit (Vorlesung, Übung): 30 bzw. 90 






Inhalt: 





Medienformen: 

Literatur: 

Physikalische Optik oder theoretische Optik, Elektrodynamik 

Lernziele: skalare Beugungstheorie, Feldpropagation in verschiedenen 

Formalismen, Gittertheorie 

Kapitel 1: Die Maxwellschen Gleichungen, Kapitel 2: skalare Beugung, 

Kapitel 3: Feldpropagation, Kapitel 4: Rigorose Gittertheorie 

In der Vorlesung wird erhöhter Wert auf analytisch strenge Herleitungen 

gelegt. 





Born/Wolf – Principles of Optics


2. Semester; Optik in Wellenleiterarrays 

Modulnummer 



Dozent(in): 

Sprache: 


Optik in Wellenleiterarrays 

Prof. A. Szameit 

Prof. A. Szameit / T. Eichelkraut 



of Science 

Häufigkeit des Angebots (Zyklus) 2- jährig im Sommersemester (2013, 2015, 2017) 




1 Semester 


Übung: 1 SWS 









Inhalt: 





Medienformen: 

Literatur: 

Physikalische Optik oder theoretische Optik, Elektrodynamik 

Lernziele: Lichtpropagation in gekoppelten Wellenleitersystemen, 

Mechanismen zur Selbstabbildung, Emulation der relativistischen 

Diracgleichung mittels klassischer optischer Systeme, nichthermitische 

PT-symmetrische Systeme 

Kapitel 1: Die diskrete Schrödingergleichung, Kapitel 2: optische 

Emulation festkörperphysikalischer Lokalisierungsprozesse, Kapitel 

3: optische Emulation der relativistischen Quantenmechanik, 

Kapitel 4: PT-symmetrische Systeme 

Kapitel 5: Defekte und Grenzflächen in Wellenleiterarrays 





Born/Wolf – Principles of Optics


1. Semester; Physical optics simulations with VirtualLab 

Number 

Name 

Coordinator 


Content 

Course type 


Category 

Usability 


Duration 

Work load 

Language 

Prerequisites 




Used media 

Literature 

ASP_MP_S1.7 

Physical optics simulations with VirtualLab 


The inclusion of physical optics effects gains momentum in optical modeling 

and design. That has led to the concept of tracing electromagnetic fields 

through optical systems. In this lecture/exercise various modeling situations are 

presented by brief theoretical explanations and practical hands-on exercises. 

To this end the course will be given in a room of the FSU multimedia centre so 

that all participants have their own PC to experience personal training in the use 

of the field tracing software VirtualLab. 

Theory and simulation examples to be considered in the course are taken 

from various topics including: Electromagnetic field representation, Fourier 

transformation and sampling, Fourier optics, polarization, diffraction and 

interference, scattering, spatial and temporal coherence, imaging and 

focusing, micro-lens arrays, stratified media, gratings, diffractive optics and 

holography, ultrashort pulses, laser resonators 



submodule can be elected out of the list of offered submodules in module Specialization 

I according to the student's education objectives 

this submodule is part of the module Specialization I in the 2nd semester of the 

Master of Photonics program 


1 semester 

lectures: 30h 




15h solving of problems, self-study of software in PC Pool 



English 

none 



Blackboard, projector, PCs, PowerPoint, VirtualLab, MATLAB 

The Fast Fourier Transform and its Applications by E. Oran Brigham, Prentice 

Hall 

Introduction to Fourier Optics by J. Goodman 

Fundamentals of Photonics by B.E.A. Saleh and M.C. Teich


1. Semester; Physics of ultrafast optical discharge and filamentation 

Modulnummer: 

Modulbezeichnung : 

Modulverantwortliche(r) 

Dozent(in): 

Sprache: 

Zuordnung zu den Studiengängen: 

Physics of ultrafast optical discharge and filamentation 

Prof. Dr. Christian Spielmann 


Dr. Daniil Kartashov 

Englisch 

Wahlmodul in MSc Physik im Schwerpunkt Optik sowie in 

MSc Photonics 

Jährlich im Wintersemester 

1 Semester 

Vorlesung 2 SWS, Seminar 1 SWS: 





Seminar: 15 






Lernziele/Kompetenzen: 

Inhalte: 

Voraussetzung für die Zulassung zur 

Modulprüfung 


Leistungspunkten (Prüfungsformen): 

Medienformen: 

Empfohlene Literatur: 

Kenntnisse auf dem Gebiet der Optik, Atomphysik, 

Laserphysik 

- Vermittlung von Methoden der Licht-Materiewechselwirkung 

- Vermittlung von Wissen über Auslegung und Interpretation 

eines Experiments zur Filamentation 

- Befähigung zum selbstständigen Lösen 

spektroskopischer Fragestellungen 

Physics of Photoionization 

Optical breakdown 

Basics plasma kinetics 

LIBS Laser induced breakdown spectroscopy 

Physics of filamentation 

Applications: LIDAR, lightning discharge, supercontinuum 

generation 

Regelmäßige Teilnahme am Seminar 

Klausur oder mündliche Abschlussprüfung 

(Art der Prüfung wird zu Beginn des Moduls bekannt 

gegeben) 

Tafel, schriftl. Begleitmaterial, Overhead-Projektor, Beamer;


2. Semester; Waveguide theory 

Number 

ASP_MP_S1.18 

Name 

Waveguide theory 

Coordinator 

Prof. Dr. Stefan SKUPIN 

Learning objectives The course aims at an introduction to the theory of guided waves 

Content 

- guided waves in 1D and 2D, basic theory 

- mode decomposition, orthogonality 

- weakly guiding waveguides 

- coupling of waveguides 

- pulses in waveguides 

Course type 




Category 


module Specialization 1 according to the student's education objectives 

Usability 

submodule being part of module Specialization 1 for the study in Photonics in 

the 2 nd semester 

Frequency of offer summer semester 

Duration 

1 semester 

Work load 

lectures: 30 h 






Language 

English 

Prerequisites 


usually obtained in the modules Adjustment and Fundamentals 1 as well as 

basic knowledge in a computer programming language and computational 

physics 

Exam prerequisites regular participation in lectures and exercises 

Requirements to complete written or oral examination at the end of the semester (will be specified in the 


lecture) 

Used media 


Literature 

- list of literature will be given during the lecture

2. Semester; Laser Physics 

Modulnummer 



Dozent(in): 


Laser Physics 

Prof. A. Tünnermann 

Prof. A. Tünnermann / Prof. S. Nolte / Prof. J. Limpert 

Sprache: 

english 





Compulsory submodule in the course of studies MSc Photonics 

(2nd semester) 

Häufigkeit des Angebots (Zyklus) summer semester 


1 semester 


lectures: 4h/week, exercises: 2h/week 


lectures: 60h 


self-study: 150h (lectures, exercises, exam preparation) 


- 60h oral presentation 




successful completion of Bachelor in a related field 

Lernziele / Kompetenzen: This course provides an introduction to the basic ideas of laser 

physics. The first part presents the fundamental equations and 

concepts of laser theory, while the second part is devoted to a 

detailed discussion of selected laser applications. The students 

are introduced to the different types of lasers including classical 

gas or ruby lasers as well as modern high power diode pumped 

solid-state concepts and their applications. 

Inhalt: 

- Introduction to laser physics (stimulated emission, atomic rate 

equations, laser pumping and population inversion) 

- Optical beams and laser resonators 

- Laser dynamics 

- Q-switching 

- Mode locking 

- Wavelength tuning and single frequency operation 

- Laser systems 

- Selected industrial and scientific applications 







Medienformen: 

Literatur: 

oral representation and written examination at the end of the semester 

Blackboard, overhead projector, computer based demonstrations, 

written supplementary material 

- A. Siegman, Lasers 

- W. Koechner, Solid-State Laser Engineering 

- W. Demtröder, Laser Spectroscopy 

- D. Bäuerle, Laser Processing and Chemistry 

- H.-G. Rubahn, Laser Applications in Surface Science and Technology


2. Semester; Computational photonics 

Number 

ASP_MP_S1.4 

Name 

Computational photonics 

Coordinator 

Prof. Dr. Thomas PERTSCH and Prof. Dr. Carsten ROCKSTUHL 

Learning objectives The course aims at an introduction to various techniques used for computer 

based optical simulation. Therefore the student should learn how to solve 

Maxwell’s equations in homogenous and inhomogeneous media on different 

levels of approximation. The course concentrates predominantly on teaching 

numerical techniques that are useful in the field of micro- and nanooptics. 

Content 

- Introduction to the problem - Maxwell’s equations and the wave equation 

- Free space propagation techniques 

- Beam propagation methods applied to problems in integrated optics 

- Mode expansion techniques applied to stratified media 

- Mode expansion techniques applied to spherical and cylindrical objects 

- Multiple multipole technique 

- Boundary integral method 

- Finite-Difference Time-Domain method 

- Finite Element Method 

- Computation of the dispersion relation (band structure) of periodic media 

- Mode expansion techniques applied to gratings 

- Other grating techniques 

- Contemporary problems in computational photonics 

Course type 




Category 



Usability 




Duration 

1 semester 

Work load lectures: 30 h 



15 h computer-based solving of physical 

problems 



Language 

English 

Prerequisites 


usually obtained in the modules Adjustment and Fundamentals 1 as well as 

basic knowledge in a computer programming language and computational 

physics 


Requirements to complete written examination at the end of the semester (90 min duration) 


Used media 

blackboard and electronic presentations, computer based demonstrations, 

computer labs, written supplementary material 

Literature 

- A. Taflove and S.C. Hagness, Computational Electrodynamics 

- list of selected journal publications given during the lecture


2. Semester; Quantum Optics 

Modulnummer 



Dozent(in): 

Sprache: 



ASP_MP_S2.10 

Quantum Optics 

Prof. Dr. Holger Gies 


English 

Module which can be elected according to the students education 

objectives 


Übung: 

Arbeitsaufwand: Lectures: 30 




Inhalt: 





Medienformen: 

Literatur: 

Exercises: 15 

Self-study: 

1 SWS 

75 (lectures+ exercises) 


Basics of electrodynamics, quantum mechanics, optics 

Acquiring knowledge about the concepts and methods to describe 

the quantized radiation field and the interaction of radiation and 

matter. 

Quantum properties of light 

Quantization of the electromagnetic field 

Light-matter interactions 


Written or oral examination at the end of the semester (will be 

specified in the lecture) 

Black board, electronic presentations 

M. Fox, Quantum Optics: An Introduction, 

M. Lewenstein, A. Sanpera, M. Pospiech, Quantum Optics, an 

Introduction, Lecture Notes , U. Hannover, 2006 

D. D. Craig, T. T. Thirunamachandran, Molecular Quantum Electrodynamics 

P. Meystre, M. Sargent, Elements of Quantum Optics, 

D.-G. Welsch, Quantenoptik, Vorlesungsskript (in German).


2. Semester; “Biomedical Imaging – Non-Ionizing Radiation” 

Number 

Name 

Coordinator 


Content 

Course type 


Category 

Usability 


Duration 

Work load 

Language 

Prerequisites 




Used media 

Literature 

Biomedical Imaging – Non-Ionizing Radiation 

Prof. Dr. J. R. Reichenbach / Prof. Dr. E. Förster 

The course introduces physical principles, properties and technical concepts 

of imaging systems as they are applied today in medicine and physics. The 

focus is laid on the use and application of non-ionizing radiation, as utilized, 

e.g., with magnetic resonance imaging or ultrasound imaging. Applications 

and current developments will be presented. After active participation the 

students should demonstrate a critical understanding of the theoretical basis 

and technologies of these imaging systems and have acquired an appreciation 

of instrumentation and practical issues with different imaging systems. 

The course is independent of the course “Biomedical imaging – Ionizing 

Radiation” offered in the 1st semester. 

- Introduction to imaging systems 

- Physical principles behind the design of selected biomedical imaging 

systems, including magnetic resonance imaging, ultrasound imaging 

- Technological aspects of each modality 

- Importance of each modality concerning physical, biological and clinical 

applications 



Submodule which can be elected out of a list of offered submodules according 

to the students’ education objectives 

Freely combinable with other modules 

Summer semester 

1 semester 

Lectures and lab tours: 30h 



− 45h (lectures, exercises) 

− 15h solving of physical problems 

− 15h exam preparation 


English or German (depending on the participants) 

None, participation in the Module Biomedical Imaging I is recommended, but 

not necessary or conditional 

regular participation in lectures and active participation in exercises 

written or oral examination at the end of the semester (will be specified at 

the beginning of the lecture) 


- A. Oppelt. Imaging Systems for Medical Diagnostics: Fundamentals, 

Technical Solutions and Applications for Systems Applying Ionizing 

Radiation, Nuclear Magnetic Resonance and Ultrasound, Publicis, 2nd 

edition, 2006 

- P. Suetens. Fundamentals of Medical Imaging, Cambridge University 

Press; 2nd edition, 2009 

- W.R. Hendee, E.R. Ritenour. Medical Imaging Physics, Wiley-Liss, 4th 

edition, 2002


2. Semester; Strong-field and Attosecond Laser Physics 

Modulnummer 



Dozent(in): 

Sprache: 



Strong-field and Attosecond Laser Physics 

G. G. Paulus 

Englisch 

Wahlpflichtkurs für den Studiengang MA Physik (Wahlfach „Optik“) 

Wahlpflichtkurs für den Studiengang MA Photonics 


Übung: 

1 SWS 





Inhalt: 





Medienformen: 

Literatur: 







Vermittlung von Kenntnissen zu den Grundlagen der Starkfeld- 

Laserphysik und der darauf aufbauenden Attosekunden- 

Laserphysik. 


Fragestellungen dieser Felder. 

charakteristische Größen in der Starkfeld-Laserphysik 

charakteristische Effekte 

theoretische Beschreibung der Elektronendynamik 

die Rückstreuung als fundamentaler Prozess in der Starkfeld- und 

Attosekunden-Laserphysik 

Erzeugung von Attosekunden-Pulsen 

Messung von Attosekunden-Pulsen 







Review-Artikel 

Z. Chang: Fundamentals of Attosecond Optics


2. Semester; Oberseminar Optik 

Modulnummer 



Art des Moduls (Pflicht-, Wahlpflicht- 

oder Wahlmodul) 

Sprache: 

Oberseminar Optik 

Prof. Dr. C. Spielmann 

Wahlpflichtmodul 

Deutsch oder Englisch 

Zuordnung zu den Studiengängen Wahlpflichtmodul für den Studiengang MA Physik im Wahlfach 





1 Semester 

Arbeitsaufwand: Präsenzstunden: Seminar: 30 



zum Modul 


Inhalt: 



Breites Spektrum von Spezialkenntnissen auf dem Gebiet der Optik 

- Selbständiges Einarbeiten in ein Spezialgebiet 

- Selbständiges Auffinden und Auswerten wiss. Literatur 

- Präsentation wissenschaftlicher Sachverhalte 

- Vertiefung der Kenntnisse auf modernen Gebieten der Optik 

- Systematische Erarbeitung von Spezialkenntnissen auf dem Gebiet 

der modernen Optikforschung 

- Präsentation und Diskussion aktueller optischer Forschungsgebiete 

Voraussetzung für die Zulassung Regelmäßige Teilnahme am Seminar; Detaillierte Festlegungen 





Medienformen: 

Literatur: 

2 Vorträge, deren Bewertung zu gleichen Teilen in die Modulnote 

eingeht 

Beamer, Overheadprojektor, Tafel, Internet 

Spezialliteratur des jeweiligen Fachgebietes (vorwiegend Fachzeitschriften 

in englischer Sprache)

2. Semester; Physics of free-electron lasers 

Modulnummer 



Dozent(in): 

Sprache: 




Physics of free-electron lasers 

E. Förster, G. G. Paulus, U. Zastrau 

Englisch 

Wahlpflichtkurs für den Studiengang MA Physik (Wahlfach „Optik“) 

Wahlpflichtkurs für den Studiengang MA Photonics 


Übung: 

1 SWS 





Inhalt: 





Medienformen: 

Literatur: 







Vermittlung von Kenntnissen zu den Grundlagen, der Instrumentierung 

und den Anwendungen von FELs. 


Fragestellungen der Röntgenphysik bei höchsten Intensitäten 

Physikalische Grundlagen von Freie-Elektronen Laser 

Instrumentierung 

Anwendungen 







Zum Beispiel: Schmüser et al.: Ultra-violet and Soft X-ray Free- 

Electron Lasers

2. Semester; Optical modeling and design I 


Number 

Name 

Coordinator 


Content 

Course type 


Category 

Usability 


Duration 

Work load 

Language 

Prerequisites 




Used media 

Literature 

ASP_MP_S1.9 

Optical modeling and design I 


In the second part of the lecture series on optical modeling and design techniques 

to propagate harmonic fields through optical components are presented. 

Together with the free-space propagation techniques (see part I) the 

students are enabled to trace harmonic fields through optical systems. In 

particular systems which combine classical components like lenses and 

prisms with micro-structured components like diffusers can be modeled by 

the presented techniques. 

- Modeling harmonic field propagation through plane interfaces and linear 

gratings 

- Modeling field propagation through layered media 

- Approximations for fields with small divergence (paraxial and parabasal) 

- Thin element approximation 

- Vectorial harmonic field propagation by geometrical optics 

- Concept of boundary operators 

- Vectorial modeling of focusing laser beams 

- Microscopy 

- Modeling and design of laser beam shaping systems 





this submodule is part of the module Wahlfach Optik in the 2 nd semester of 



1 semester 

lectures: 30h 







English 

none 



Blackboard, projector, PC Pool, PowerPoint, VirtualLab 

- E. Hecht and A. Zajac, Optics 

- M. Born and E. Wolf, Principles of Optics 

- L. Novotny and B. Hecht, Principles of Nano-Optics


2. Semester; Holography 

Modulnummer 


Holography 


Prof. Dr. R. Kowarschik 

Dozent(in): 

Prof. Dr. R. Kowarschik 

Sprache: 

englisch 

Zuordnung zu den Studiengängen Wahlmodul für den Studiengang MA Physik im Wahlfach „Optik“ 


Häufigkeit des Angebots (Zyklus) Sommersemester 


1 Semester 





Präsenzstunden: Vorlesung: 30, Seminar: 15 (empfohlen) 


Lösen von Problemstellungen::15 (empfohlen) 





Module Elektrodynamik und Grundkonzepte der Optik empfohlen 

Lernziele / Kompetenzen: - Vermittlung der grundlegenden Begriffe, Phänomene, Methoden 

und Anwendungen der Holographie; 


Problemen und Aufgaben aus diesem Gebiet; 

Inhalt: 

- Holographische Aufnahme und Rekonstruktion 

- Eigenschaften holographischer Abbildungen 

- Hologrammtypen und Speichermedien 

- Digitale Holographie 

- Anwendungen (Informationsspeicherung und –verarbeitung, 

Displays, Messtechnik) 



Aktive Teilnahme an den Seminaren (empfohlen) 




Medienformen: 

Literatur: 

Schriftliche oder mündliche Prüfung (wird zu Vorlesungsbeginn 


Medienunterstützte Vorlesung z. T. mit Experimenten 

Lauterborn et al., Kohärente Optik, Bergmann/Schäfer, Optik, 

Hecht, Optik, Ackermann/Eichler, Holography, Caulfield, Handbook 

of Holography


2. Semester; Applied laser technology I (Laser as a probe) 

Submodule number 

Submodule name 

Submodule coordinator 


Content 

Course type 


Category 

Usability 


Duration 

ASP_MP_S1.1 

Applied laser technology I –Laser as a probe 

Prof. Dr. Herbert STAFAST and Dr. Wolfgang PAA 

In a selected number of topics out of the broad field of laser applications, the 

students should acquire knowledge in laser diagnostics (remote and microscopic, 

cw and ultrafast), spectroscopy, metrology, and sensing. 

Applied Laser Technology using the laser as a probe for diagnostics (remote 

and microscopic, cw and ultrafast), spectroscopy, metrology, and sensing 



submodule which can be elected out of the list of offered submodules in module 

Specialization I according to the student's education objectives 

submodule being part of module Specialization I in the 2 nd semester of the 

Master of Photonics program 


1 semester 


exercises/seminars: 15 h 

self study : 75 h 

- 45 h (lectures, exercises) 

- 15 h solving of physical problems 

- 15 h exam preparation 


Language 

Prerequisites 


Requirement to complete 


Used media 

Literature 

English 

Basic knowledge of lasers and general physics 

Successful participation in exercises/seminars 

Successful completion of exercises /Seminar and exam (written or oral) 

Media supports lectures and exercises/seminar 

Laser Spectroscopy, W. Demtröder, Springer


2. Semester; Angewandte Lasertechniken – Laser als Sonde 

Modulnummer 



Dozent(in): 

Sprache: 




Angewandte Lasertechniken – Laser als Sonde 

Prof. H. Stafast 

Prof. H. Stafast / Dr. W. Paa 


Physikalisches Wahlfach für 

2. Semester Studiengang Physik „Master of Science“ 


Übung: 1 SWS (2 Std zwei-wöchentlich) 









Inhalt: 





Medienformen: 

Literatur: 

Grundlagen der Laserphysik und allgemeine Physik 

Nach dem erfolgreichen Abschluss des Moduls verfügt der Studierende 


Diagnostik, Spektroskopie, Metrologie und optische Sensorik 

Ausgewählte Laseranwendungen: 

Der Laser als Sonde: Diagnostik (kontaktfrei. große Distanz und 

mikroskopisch, kontinuierlich und ultraschnell), Messtechnik, 

Spektroskopie, Sensorik 

Erfolgreiche Teilnahme an Übungen bzw. Seminarvortrag (empfohlen) 




Laser Spectroscopy, W. Demtröder, Springer 

Molekülphysik und Quantenchemie, H. Haken u H. C. Wolf, 

Springer


2. Semester; Optoelectronics 

Number 

Name 

Coordinator 


Content 

Course type 


Category 

Usability 


Duration 

Work load 

Language 

Prerequisites 




Used media 

Literature 

ASP_MP_S1.11 

Optoelectronics 

Prof. Dr. Frank SCHMIDL 

In this course the student will learn the fundamentals of semiconductor optical 

devices such as photodiodes, solar cells, LEDs, laser diodes and semiconductor 

optical amplifiers. 

- Waveguides 

- Semiconductors 

- Photodiodes 

- Light emitting diodes 

- Semiconductor optical amplifier 




module Specialization I according to the student's education objectives 

this submodule is part of the module Specialization I in the 2 nd semester of 



1 semester 

lectures: 30h 




- 15h solving pf physical problems 



English 

none 




- list of selected publications given during the lecture


2. Semester; XUV Optics 

Modulnummer: 71339 + 71340 


XUV Optics 



Dozent(in): 


Sprache: 

englisch 

Zuordnung zu den Studiengängen: Master Physik , Master Photonics 

Häufigkeit des Angebots (Zyklus): Jährlich im Sommersemester 


1 Semester 




Seminar: 15 






Kenntnisse auf dem Gebiet der Optik, Atomphysik, Laserphysik 


- Vermittlung der grundlegenden optischen Eigenschaften 

von kurzwelliger Strahlung 

- Vermittlung von Wissen über Auslegung röntgenoptischer 

Komponenten 

- Befähigung zum selbstständigen Lösen röntgenoptischer 


Inhalte: 

1. Eigenschaften von Röntgenstrahlung 

2. Wechselwirkung Röntgenstrahlung Materie 

3. Synchrotron und Freie Elektronen Laser 

4. Lasergenerierte Röntgenstrahlung 

5. Bauelemente der Röntgenoptik 

6. Anwendungen von Röntgenstrahlung 


Modulprüfung 

Voraussetzung für die Vergabe von Leistungspunkten 

(Prüfungsformen): 

Medienformen: 


Teilnahme an Seminar 



Tafel, schriftl. Begleitmaterial, Overhead-Projektor, Beamer; 

D. Attwood Soft x-rays and extreme ultraviolet radiation


2. Semester; Moderne Methoden der Spektroskopie 

Modulnummer: 71342 + 71344 


Moderne Methoden der Spektroskopie 



Dozent(in): 


Sprache: 

Deutsch 

Zuordnung zu den Studiengängen: Master Physik 

Häufigkeit des Angebots (Zyklus): Jährlich im Sommersemester 


1 Semester 




Seminar: 15 






Kenntnisse auf dem Gebiet der Optik, Atomphysik, Laserphysik 


- Vermittlung vom Methoden der Spektroskopie basierend 

auf neuen Entwicklungen in der Optik 

- Vermittlung von Wissen über Auslegung eines spektroskopischen 

Experiments 

- Befähigung zum selbstständigen Lösen spektroskopischer 


Inhalte: 

1. Grundlagen Licht-Materiewechselwirkung 

2. Experimentelle Hilfsmittel der Spektroskopie 

3. Laserspektroskopie 

4. Zeitaufgelöste Spektroskopie 

5. Laserkühlung 

6. THz- und Röntgenspektroskopie 

7. Photoelektronspektroskopie 

8. Anwendungen von Laserspektroskopie in Physik, Chemie, 

Medizin 


Modulprüfung 

Voraussetzung für die Vergabe von Leistungspunkten 

(Prüfungsformen): 

Medienformen: 


Teilnahme an Seminar 



Tafel, schriftl. Begleitmaterial, Overhead-Projektor, Beamer;


2. Semester; Micro/nanotechnology 

Number 

Name 

Coordinator 


Content 

Course type 


Category 

Usability 


Duration of submodule 

Work load 

Language 

Prerequisites 




Used media 

Literature 

ASP_MP_S1.11 

Micro/nanotechnology 

PD Dr. Uwe ZEITNER 

In this course the student will learn about the fundamental fabrication technologies 

which are used in microoptics and nanooptics. This includes an 

overview of the physical principles of the different lithography techniques, 

thin film coating and etching technologies. After successful completion of the 

course the students should have a good overview and understanding of the 

common technologies used for the fabrication of optical micro- and nanostructures. 

They know their capabilities and limitations. 

The course will cover an introduction into the following topics: 

- demands of micro- and nano-optics on fabrication technology 

- basic optical effects of micro- and nano-structures and their description 

- typical structure geometries in micro- and nano-optics 

- coating technologies 

- lithography (photo-, laser-, electron-beam) and its basic physical 

principles 

- sputtering and dry etching 

- special technologies (melting, reflow, …) 

- applications and examples 



submodule can be elected out of the list of offered submodules in the module 





1 semester 

lectures: 30h 







English 

none 


written or oral examination at the end of the semester (will be specified during 

the lecture) 


will be announced during lectures


2. Semester; Introduction to nanooptics 

Number 

ASP_MP_S1.10 

Name 

Introduction to nanooptics 

Coordinator 

Prof. Dr. Thomas PERTSCH 

Learning objectives The course aims at an introduction to the broad research field of nanooptics 

using an approach which is oriented on experiments. The students will learn 

about different concepts which are applied to control light at subwavelength 

spatial dimensions. Furthermore they will learn how light and nanostructures 

can be used to investigate physical phenomena with a spatial resolution not 

accessible with standard far field approaches to microscopy. After successful 

completion of the course the students should be capable of understanding 

present problems of the research field and should be able to solve basic 

problems using advanced literature. 

Content 

The course will cover a basic introduction to the following topics: 

- Surface-plasmon-polaritons 

- Plasmonics 

- Technologies of nanooptics 

- Scanning nearfield optical microscopy 

- Photonic Nanomaterials / metamaterials 

- Optical nanoemitters 

Course type 




Category 



Usability 




Duration 

1 semester 







Language 

English 

Prerequisites 


usually obtained in the modules Adjustment and Fundamentals 


Requirements to complete written examination at the end of the semester (90 min duration) 


Used media 


Literature - P. Prasad, Nanophotonics, Wiley 2004 

- L. Novotny and B. Hecht, Principles of Nano-Optics, Cambridge 2006 

- list of selected journal publications given during the lecture


2. Semester; Image processing 

Number 

Name 

Coordinator 


Content 

Course type 


Category 

Usability 


Duration 

Work load 

Language 

Prerequisites 




Used media 

ASP_MP_S1.9 

Image processing 

Prof. Dr. Joachim DENZLER 

The course covers the fundamentals of digital image processing. Based on 

this the students should be able to identify standard problems in image processing 

to develop individual solutions for given problems and to implement 

image processing algorithms for use in the experimental fields of modern 

optics. 

- Digital image fundamentals (Image Sensing and Acquisition, Image 

Sampling and Quantization) 

- Image Enhancement in the Spatial Domain (Basic Gray Level 

Transformations, Histogram Processing, Spatial Filtering) 

- Image Enhancement in the Frequency Domain (Introduction to the Fourier- 

Transform and the Frequency Domain, Frequency Domain Filtering, 

Homomorphic Filtering) 

- Image Restoration (Noise Models, Inverse Filtering, Geometric Distortion) 

- Color Image Processing Image Segmentation (Detection of 

Discontinuities, Edge Linking and Boundary Detection, Thresholding, 

Region-Based Segmentation) 

- Representation and Description Applications 








1 semester 

lectures: 30h 







English 

none 


written or oral examination at the end of the semester 

Blackboard and electronic presentations 

Literature - Gonzalez, Woods, Digital Image Processing, Prentice Hall, 2001


2. Semester; Design and correction of optical systems 

Number 

Name 

Coordinator 


Content 

Course type 


Category 

Usability 


Duration 

Work load 

Language 

Prerequisites 




Used media 

Literature 

ASP_MP_S1.5 

Design and correction of optical systems 


This course covers the fundamental principles of classical optical system 

design, the performance assessment and the correction of aberrations. In 

combination of geometrical optics and physical theory the students will learn 

the basics to understand optical systems, which can be important for experimental 

work. 

- Basic technical optics 

- Paraxial optics 

- Imaging systems 

- Aberrations 

- Performance evaluation of optical systems 

- Correction of optical systems 

- Optical system classification 

- Special system considerations 








1 semester 

lectures: 30h 





- 15h exam preparations 


English 



Written examination at the end of the semester 

electronic presentations 

- list of literature will be given during the lecture

2. Semester; Coherence theory and applications 


Number 

Name 

Coordinator 


Content 

Course type 


Category 

Usability 


Duration 

Work load 

Language 

Prerequisites 




Used media 

Literature 

ASP_MP_S1.3 

Coherence theory and applications 

Prof. Dr. Richard KOWARSCHIK 

In this course the students should learn how to understand and describe the 

coherence properties of classical optical fields and which information can be 

drawn from the measurement of coherence parameters. 

- Temporal and spatial coherence 

- Complex representation of polychromatic fields 

- Coherence function; degree of coherence 

- Propagation of the coherence function 

- Intensity correlation 

- Fourier spectroscopy 

- Transfer functions of coherent and incoherent systems 

- Resolution criteria 

- Wigner function 



submodule can be elected out of the list of offered submodules of module 





1 semester 

lectures: 30h 







English 

none 



blackboard, overhead projector, computer based demonstrations, written 

supplementary material 

Born/Wolf, Principles of Optics


2. Semester; Ultrafast optics 




Dozent(in): 

Ultrafast optics 

Prof. S. Nolte 

Prof. S. Nolte 

Sprache: 

english 






Elective submodule in the course of studies MSc Photonics 

(3 rd semester) 

Häufigkeit des Angebots: winter semester 


1 semester 





lectures: 30h 









The students should have a basic understanding of laser physics 

and modern optics. 

Lernziele / Kompetenzen: The aim of this course is to provide a detailed understanding of 

ultrashort laser pulses, their mathematical description as well as 

their application. The students will learn how to generate, characterize 

and use ultrashort laser pulses. Special topics will be covered 

during the seminars. 

Inhalt: 

- Introduction to ultrafast optics 

- Fundamentals 

- Ultrashort pulse generation 

- Amplification of ultrashort pulses 

- Measurement of ultrashort pulses 

- Applications 

- Generation of attosecond pulses 



regular participation in lectures and seminars 


Voraussetzung für die Vergabe written examination at the end of the semester 


Medienformen: 

blackboard and overhead transparencies 

Literatur: 

- A. Weiner, Ultrafast Optics 

- Diels/Rudolph, Ultrashort Laser Pulse Phenomena 

- C. Rulliere, Femtosecond laser pulses 

- W. Koechner, Solid-state Laser engineering 

- A. Siegman, Lasers


2. Semester; Kohärenzoptik und optische Informationsverarbeitung 

Modulnummer 



Dozent(in): 

Sprache: 



Kohärenzoptik und optische Informationsverarbeitung 



deutsch 








Inhalt: 





Medienformen: 

Literatur: 

Präsenzstunden: Vorlesung: 30 h 


Nacharbeit der Vorlesung: 60 h 


Gesamtarbeitsaufwand: 120 Stunden h 

Vermittlung von grundlegenden Begriffen und Konzepten der 

klassischen Beschreibung der Kohärenz 

Vermittlung von Kenntnissen über den Einfluß der Kohärenz auf 

die Eigenschaften optischer Systeme 

Vermittlung von Kenntnissen über Grundprinzipien der optischen 

Informationsverarbeitung 

Räumliche und zeitliche Kohärenz, Komplexe Darstellung optischer 

Felder, Kohärenzfunktion, Messung der Kohärenzfunktion, 

Intensitätskorrelation 

Partielle Kohärenz in optischen Systemen 

Optische Übertragungsfunktionen 

Auflösungsvermögen optischer Systeme 

Optische Filterung 






Medienunterstützte Vorlesung mit Demonstrationsexperimenten 

und mit Übungen oder Seminar 

Lehrbücher der Optik von Born/Wolf, Hecht, Klein/Furtak


2. Semester; Faseroptik 

Modulnummer 




Dozent(in): 

Sprache: 







Inhalt: 





Medienformen: 

Literatur: 

Faseroptik 

Fiber Optics 

Prof. Dr. H. Bartelt 

Prof. Dr. H. Bartelt 

deutsch 




Übung: 

1 SWS 



Vorlesung: 30 

Übung: 15 




- Vermittlung des Aufbaus und der grundlegenden Eigenschaften 

optischer Fasern 

- Kenntnisse zu unterschiedlichen Fasertypen und deren 

Anwendungen (Telekommunikation und Sensorik) 

- Befähigung zum selbstständigen Arbeiten mit optischen Fasern 

Optische Fasern 

Strahlenoptische Beschreibung 

Wellenoptische Beschreibung 

Eigenschaften, Herstellung und Charakterisierung 

Spezielle Faserkomponenten 

Optische Telekommunikation 

Optische Fasersensorik 






Tafel, schriftl. Begleitmaterial, Overhead-Projektor, Beamer 

Fachbücher zu optischen Fasern und deren Anwendungen Snyder/Love, 

Okamoto, Harrington, Agrawal, Culshaw/Dakin


2. Semester; Photonic Materials – Basics and Applications 

Modulnummer 



Dozent(in): 

Photonic Materials – Basics and Applications 

Prof. Dr. Markus A. Schmidt 

Prof. Dr. Markus A. Schmidt 

Sprache: 

english 



Wahlpflichtmodul für den Studiengang MSc Physik (1./2. Semester) 

Elective submodule in the course of studies MSc Photonics 

(3 rd semester) 

Häufigkeit des Angebots: summer semester only 


1 semester 





lectures: 30h 





- 15h exam preparations 




None 

Lernziele / Kompetenzen: The aim of this course is to present a comprehensive overview about 

the materials used in photonics. After an introduction to important parameters 

and physical principles, all material classes are discussed 

separately in a single chapter. Each chapter will reveal the basic optical 

properties of the material and its major application area in photonics 

(e.g. silica glass – optical fibers). This lecture will provide the students 

a base for many of their 3rd semester courses. 

Inhalt: 

1. interaction of light and matter 

2. most important material properties in photonics 

3. dielectric crystals and glasses 

4. polymers 

5. semiconductors 

6. metals 

7. (this topic will be democratically chosen by the participating students 

after half of the module). 






The form of the exam will be announced at the beginning of the semester. 

Either written examination at the end of the semester (90 min 

duration) or oral exam (15-20 min). 

Medienformen: 

Literatur: J. D. Jackson Electrodynamics 

blackboard, beamer, overhead projector, written supplementary material 

A. Yariv Optical Electronics in Modern Communications 

Born/Wolf Principles of Optics 

- Diels/Rudolph, Ultrashort Laser Pulse Phenomena


- C. Rulliere, Femtosecond laser pulses 

- W. Koechner, Solid-state Laser engineering 

- A. Siegman, Lasers


Laser-Tissue Interaction and application of lasers in ophthalmology and medicine 

Number 

Name 

Coordinator 


Content 

Course type 


Category 

Usability 


Duration 

Work load 

Language 

Prerequisites 



submodule 

Used media 

Literature 

ASP_MP_S2.15 

Laser-Tissue Interaction and application of lasers in ophthalmology and 

medicine 





different fields of clinical medicine, especially ophthalmology. 







Photoablation 










the Master of Photonics program and of the module Wahlfach Optik in the 

Master of Physics program 


1 semester 

lectures: 30h 






English 

none 










Grundlagen und aktuelle Entwicklungen in der Mikroskopie 

Modulnummer 



Dozent(in): 

Sprache: 



Grundlagen und aktuelle Entwicklungen in der Mikroskopie 

Prof. Dr. A. Heisterkamp 

Heisterkamp 

Deutsch 

Master-Studiengang 2. FS 









Voraussetzungen: empfohlene Vorkenntnisse: Laserphysik, Optik 

Lernziele / Kompetenzen: Moderne Mikroskopie-Verfahren, Mikroskopie-Grundlagen, Laser- 

Gewebe-Wechselwirkung auf subzellulärer Ebene, Verstehen und Interpretieren 

von Originalliteratur 

Inhalt: 

Voraussetzungen für die 

Zulassung zur Modulprüfung 

(Prüfungsvorleistun- 

Der Standort Jena ist durch das Wirken von Ernst Abbe und Carl Zeiss der 

Geburtsort der modernen Mikroskopie. Vor allem die Auflösungsformel von 

Ernst Abbe ist in jüngster Zeit Gegenstand aktueller Forschung, verschiedene 

Arbeiten und Ansätze zur sogenannten „Super-Resolution Microscopy“ sind 

Forschungsfeld zahlreicher Arbeitsgruppen weltweit und erste Verfahren haben 

bereits Einzug gehalten in die kommerzielle Umsetzung. 

In der Vorlesung soll daher einerseits die historische Entwicklung der Mikroskopie 

dargelegt werden, als auch der Weg zu den modernsten Mikroskopie- 

Verfahren, basierend auf linearer und nichtlinearer Optik. 

Die Vorlesung wird begleitet durch ein Seminar, in dem die entsprechenden 

hochrangigen Veröffentlichungen zu dem jeweiligen Thema der Vorlesungsstunde 

diskutiert werden. 

Neben den physikalischen Grundlagen und Wissen bzgl. der jeweiligen Optik- 

Verfahren erwerben die Studierenden dabei spezielle, interdisziplinäre Kenntnisse 

auf dem Gebiet der Lasermikroskopie und deren Anwendung in Medizin 

und Lebenswissenschaften. 

Neben dem reinen Stoff-Vermitteln soll diese Vorlesung das Verstehen und 

Interpretieren von Original-Literatur vermitteln. Daher wird für jedes Themenfeld 

anhand von aktuellen wissenschaftlichen Veröffentlichungen ein Thema 

(oder eine internationale Arbeitsgruppe) beispielhaft dargestellt und das betreffende 

Themengebiet in der darauf folgenden Vorlesung vertieft. 

Die jeweilige Veröffentlichung wird jeweils eine Woche vor der folgenden 

Vorlesung an die Studierenden weitergeleitet und besteht meist aus einer 

kurzen Veröffentlichung in den hochrangingen Journals wie „Natur“, 

„Science“ o.ä.


gen) 

Voraussetzung für die 

Vergabe von Leistungspunkten 

(Prüfungsform): 

Medienformen: 

Literatur: 

Prüfungsleistung: mündliche Prüfung 

Basic Methods in Microscopy, Spector, Goldman


Nichtphysikalisches Wahlfach 

Mathematik 

1. Semester; Stochastik I für Physiker 

Modulnummer 



Dozent(in): 

Stochastik I für Physiker: Wahrscheinlichkeitstheorie 

PD Dr. Werner Nagel 


Sprache: 

Deutsch 

Zuordnung zu den Studiengängen: Wahlmodul als nichtphysikalisches Nebenfach für B.Sc. oder M.Sc. 

Physik im Wintersemester, 

Voraussetzung für Stochastik II und Stochastik III 

Häufigkeit des Angebotes (Zyklus) Wintersemester 



1 Semester 










Analysis und Lineare Algebra empfohlen 

Vermittlung der Grundbegriffe, der Methoden und der 

Denkweisen. Entwicklung von Fähigkeiten zur Anwendung von Modellen 

der Wahrscheinlichkeitstheorie. 

Inhalt: 

Wahrscheinlichkeitsraum, bedingte Wahrscheinlichkeit, Unabhängigkeit, 

zufällige Variablen und Vektoren, wichtige Familien von 

Verteilungen, Transformation von Zufallsgrößen, Erwartungswert 

und Varianz, Grenzwertsätze, Simulation von Zufallszahlen. 





Medienformen: 

Literatur: 

Aktive Teilnahme am den Übungen, schriftliche Lösung von 

Übungsaufgaben. 

Abschlussklausur 

Tafel und Kreide 

Lehrbücher wie die von Georgii, Krengel, Bosch, Lehn/Wegmann


1. Semester; Stochastik III für Physiker 

Modulnummer 



Dozent(in): 

Stochastik III für Physiker: Zufällige Prozesse 



Sprache: 

Zuordnung zu den Studiengängen: 

Deutsch 

Wahlmodul als nichtphysikalisches Nebenfach für B.Sc. oder M.Sc. 

Physik im Wintersemester 

Häufigkeit des Angebotes (Zyklus) Wintersemester 



1 Semester 










Stochastik I dringend empfohlen 

Vermittlung der Grundbegriffe, der Methoden und der 

Denkweisen. Entwicklung von Fähigkeiten zur Anwendung von Modellen 

für zufällige Prozesse. 

Inhalt: 

Zufälliger Prozess, endlichdimensionale Verteilungen, 

Stationarität, Markovsche Prozesse, Chapman-Kolmogorov- 

Gleichung, Fokker-Planck-Gleichung, Poisson-Prozess, Wiener- 

Prozess, Ornstein-Uhlenbeck-Prozess 





Medienformen: 

Literatur: 





Lehrbücher wie die von Georgii, Gardiner, Fisz.


2. Semester; Stochastik II für Physiker 

Modulnummer 



Stochastik II für Physiker: Mathematische Statistik 


Dozent(in): 


Sprache: 

Deutsch 

Zuordnung zu den Studiengängen: Wahlmodul als nichtphysikalisches Nebenfach für B.Sc. oder 

M.Sc. Physik im Sommersemester 

Häufigkeit des Angebotes (Zyklus) Sommersemester 


1 Semester 










Stochastik I für Physiker dringend empfohlen 

Lernziele / Kompetenzen: Vermittlung der Grundbegriffe, der Methoden und der 

Denkweisen. Entwicklung von Fähigkeiten zur Anwendung von 

Modellen der Mathematischen Statistik bei der Auswertung von 

Stichproben und Messergebnissen. 

Inhalt: 

Stichproben, statistischer Raum, Punktschätzungen, Konfidenz- 

Intervallschätzungen, Tests, Lineare Regression. 





Medienformen: 

Literatur: 





Lehrbücher wie die von Georgii, Krengel, Bosch, Lehn/Wegmann

Philosophie 

1. Semester; Logik und Argumentationslehre 


Modulnummer BA-Phil 1.2 



Logik und Argumentationslehre 

Prof. Dr. Gottfried Gabriel 

Dozent(in): 

Sprache: 

deutsch 

Zuordnung zu den Studiengängen: Nichtphysikalisches Wahlfachmodul für den Studiengang MA Physik 



Vorlesung, Übung und Selbststudium 

Arbeitsaufwand: Präsenzstunden: Vorlesung: 45, Seminar: 15 

Selbststudium einschließlich Prüfungsvorbereitung: 240 



1 Semester 




Inhalt: 



keine 

Einübung in formales Schließen und Argumentieren. Überblick über 

die Möglichkeiten logischer Sprachanalyse im Vergleich mit 

rhetorischer und poetischer Sprachanalyse. Studierende erhalten 

eine methodische Orientierung über die Stellung ihrer jeweiligen 

Fächer in der Landschaft der Wissenschaften. Unterstützt wird so 

die kritische Selbstbesinnung der Disziplinen in ihren eigenen 

Einführungsveranstaltungen. 

Die Studierenden erhalten in der Vorlesung eine Einführung in die 

logische Sprachanalyse und in die Prüfung von Argumentationen. 

Dabei finden im Vergleich mit den logischen Strukturen auch 

rhetorische und poetische Elemente der Sprache wie insbesondere 

Metaphern Berücksichtigung. 

Bearbeitung von Übungsaufgaben 



Medienformen: 

Klausur zur Vorlesung (90 Min., unbenotet) 

Literatur: G. Gabriel, Einführung in die Logik, IKS, 2. Aufl. Jena 2006


1. Semester; Bildtheorie und Ästhetik 

Modulnummer MA-Phil 1.3 



Dozent(in): 

Sprache: 

Bildtheorie und Ästhetik 

Prof. Dr. Lambert Wiesing 

deutsch 


im 1. Semester, die Teilnehmerzahl in den Seminaren ist begrenzt 


Zwei Graduiertenseminare oder Vorlesung und Graduiertenseminar 

sowie Selbststudium 






Inhalt: 





Medienformen: 

Literatur: 



1 Semester 

keine 

Die Fähigkeit zur eigenständigen Behandlung und Bewertung 

bildtheoretischer und ästhetischer Fragestellungen unter 

historischen und systematischen Gesichtspunkten, einschließlich 

der Kompetenz, deren Relevanz sowohl für die 

kulturwissenschaftliche Forschung als auch für die Entwicklung der 

modernen Gesellschaft in interdisziplinärer Hinsicht vermitteln zu 

können. Das Modul qualifiziert in methodischer und inhaltlicher 

Hinsicht, sich eigenständig in wissenschaftliche 

Forschungsprojekte auf dem Gebiet der Bildtheorie und Ästhetik 

einarbeiten zu können 

Gegenstand des Moduls ist das gesamte Themenspektrum der 

Bildtheorie und Ästhetik. Es werden systematische Fragen und 

historische Zusammenhänge aus den Bereichen der Philosophie 

der Medien besonders des Bildes, Philosophie der Wahrnehmung, 

des Schönen und der Kunst behandelt; dies geschieht unter 

Berücksichtigung sowohl der aktuellen Forschungsergebnisse wie 

auch gegenwärtiger Entwicklungen auf dem Gebiet der Medien 

und der Kunst. 

Regelmäßige Teilnahme; zusätzlich können vom Dozenten 

Referat, Protokoll, Kurzessay o.ä. verlangt werden (wird zu Beginn 

des Seminars bekannt gegeben) 

Klausur zur Vorlesung oder zu einem der beiden 

Graduiertenseminare (90 Min., bewertet mit „bestanden“/„nicht 

bestanden“); Abschlussprüfung

2. Semester; Geschichte der Philosophie 





Dozent(in): 

Sprache: 

Geschichte der Philosophie 

Prof. Dr. Christoph Halbig 

deutsch 


im 2. Semester, die Teilnehmerzahl in den Seminaren ist begrenzt 









Inhalt: 





Medienformen: 

Literatur: 



1 Semester 

keine 

Exemplarische Vertiefung philosophiegeschichtlicher Kenntnisse; 

Sensibilisierung für die geschichtliche Entwicklung und 

interdisziplinäre Vernetzung philosophischer Problemlagen im 

kulturellen Kontext; Förderung eines reflektierten Bewusstseins für 

den historisch-systematischen Zusammenhang philosophischen 

Denkens; Befähigung zur eigenständigen Erschliessung 

paradigmatischer Texte/Autoren; Ausbildung grundlegender 

hermeneutischer Kompetenzen des kritischen Urteilens und 

Argumentierens. 

Das Modul „Geschichte der Philosophie“ vermittelt einen vertieften 

Einblick in eine ausgewählte Epoche und ihre ideen- und 

kulturgeschichtlichen Konstellationen. Dabei geht es insbesondere 

darum, die disziplinenübergreifende Vernetzung der Problemfelder 

aufzuzeigen und deren jeweils zentrale Fragestellungen, 

Innovationen und Konfliktpotentiale anhand der Entwürfe 

verschiedener Autoren zu analysieren. (Genauere Erläuterungen 

finden sich im Veranstaltungskommentar.) 

regelmäßige Teilnahme; zusätzlich können vom Dozenten Referat, 

Protokoll, Kurzessay o.ä. verlangt werden (wird zu Beginn des 

Seminars bekannt gegeben) 



bestanden“); Hausarbeit (ca. 20 Seiten, benotet) oder Klausur (90 

Min, benotet) zum Seminar . Die Bewertung geht zu gleichen 

Teilen in die Modulnote ein 

s. Veranstaltungskommentar


2. Semester; Theoretische Philosophie 




Dozent(in): 

Sprache: 

Theoretische Philosophie 

Prof. Dr. Wolfgang Welsch 

deutsch 


im 2. Semester, jährlich, Winter- oder Sommersemester 









Inhalt: 





Medienformen: 

Literatur: 



1 Semester 

keine 

Vertiefte Auseinandersetzung mit Themen und Fragestellungen 

der theoretischen Philosophie. Befähigung zur eigenständigen 

Erschließung klassischer Texte sowie zur Durchdringung 

komplexer Fragestellungen, Ausbildung grundlegender 

Kompetenzen des Urteilens und Argumentierens. Erwerb von 

Orientierungswissen und Reflexionskompetenz sowie von analytischer 

und dialogischer Kompetenz. Zusätzlich: 

Forschungskompetenz und Transferkompetenz. 

Gegenstand des Moduls sind Themen aus den Bereichen 

Ontologie, Metaphysik, Epistemologie, Sprachphilosophie, 

Wissenschaftstheorie, Anthropologie, Naturphilosophie, 

Kulturphilosophie und Ästhetik in systematischer und historischer 

Perspektive. Es findet eine vertiefte Auseinandersetzung mit 

ausgewählten Problemfeldern unter Berücksichtigung aktueller 

Forschungsliteratur statt. Im Selbststudium erfolgt eine zusätzliche 

Auseinandersetzung mit Texten aus dem Gebiet der theoretischen 

Philosophie. (Genauere Erläuterungen dazu finden sich im 

Veranstaltungskommentar.) 

regelmäßige Teilnahme; zusätzlich können vom Dozenten Referat, 

Protokoll, Kurzessay o.ä. verlangt werden (wird zu Beginn des Seminars 




bestanden“); Hausarbeit (ca. 20 Seiten, benotet) oder Klausur (90 

Min., benotet) Die Bewertung geht zu gleichen Teilen in die 

Modulnote ein 

s. Veranstaltungskommentar


Übergreifende Inhalte 

3. Semester; Einführung in das wissenschaftliche Arbeiten 

Modulnummer 


Einführung in das wissenschaftliche Arbeiten 


Prof. Dr. K.-H. Lotze 

Dozent(in): 

Betreuender Hochschullehrer der jeweiligen Arbeit 

Sprache: 

Deutsch oder englisch 

Zuordnung zu den Studiengängen Pflichtmodul im Studiengang MA Physik im 3. Semester 


12 SWS, Praktische kreative wissenschaftliche Arbeit unter Anleitung 

des betreuenden Hochschullehrers, der die Arbeit ausgibt, 

und eines wissenschaftlichen Mitarbeiters. 


Literaturstudium: 110 h 

Wissenschaftliche Tätigkeit: 300 h 

Präsentation anfertigen: 40 h 




keine 

Lernziele / Kompetenzen: Selbständiges Erarbeiten von Kenntnissen aus der internationalen 

Fachliteratur 

Kritisches Auseinandersetzen mit wissenschaftlichen Ergebnissen 

und Ableitung von Schlussfolgerungen für eigene Zielsetzungen 

Kennenlernen der Methodik des wissenschaftlichen Arbeitens 

durch aktive Mitarbeit an Forschungsaufgaben 

Präsentation wissenschaftlicher Ergebnisse 

Inhalt: 

Die möglichen Themen des Moduls können aus allen Teilgebieten 

der Physik ausgewählt werden. Es muss ein betreuender Hochschullehrer 

für das jeweilige Thema an der Physikalisch- 

Astronomischen Fakultät gefunden werden. 

Erarbeitung der wissenschaftlichen und technischen Grundlagen 

für die Masterarbeit. 





Medienformen: 

Literatur: 

Bericht über die durchgeführte wissenschaftliche Arbeit, beispielsweise 

als Präsentation 

Positive Bewertung der Präsentation (ca. 20 Minuten) mit anschließender 

Diskussion 

Medienunterstützte Präsentation der Ergebnisse 

Einschlägige Lehrbücher sowie relevante internationale Fachliteratur 

in englischer und deutscher Sprache


3. Semester; Projektplanung zur Masterarbeit 

Modulnummer 



Dozent(in): 

Sprache: 

Projektplanung zur Masterarbeit 






12 SWS, Praktische kreative wissenschaftliche Arbeit unter Anleitung 

des betreuenden Hochschullehrers, der die Arbeit ausgibt 





Präsentation anfertigen: 40 h 




keine 

Lernziele / Kompetenzen: Selbständiges Erarbeiten von Kenntnissen aus der internationalen 

Fachliteratur 

Kritisches Auseinandersetzen mit wissenschaftlichen Ergebnissen 

und Ableitung von Schlussfolgerungen für eigene Zielsetzungen 

Ausarbeitung eines wissenschaftlichen Arbeitsplans mit Arbeitszielen 


Inhalt: 

Das Modul Projektplanung dient der Definition des Inhaltes der 

Masterarbeit. Dazu muss mindestens ein Arbeitsthema auf wissenschaftliche 

Relevanz und Durchführbarkeit analysiert werden. 

Die möglichen Themen der Projektplanung können aus allen Teilgebieten 

der Physik ausgewählt werden. Es muss ein betreuender 

Hochschullehrer für das jeweilige Thema an der Physikalisch- 

Astronomischen Fakultät gefunden werden. 



Abgabe eines Arbeitsplanes für die Masterarbeit, beispielsweise 

als Präsentation 



Medienformen: 

Literatur: 

Positive Bewertung einer Präsentation (ca. 20 Minuten) des Arbeitsplanes 

mit anschließender Diskussion 

Medienunterstützte Präsentation der Ergebnisse der Projektplanung 




Masterarbeit 

4. Semester; Masterarbeit 

Modulnummer 



Dozent(in): 

Sprache: 

Masterarbeit 






25 SWS praktische kreative wissenschaftliche Arbeit unter Anleitung 

des betreuenden Hochschullehrers, der die Arbeit ausgibt 





Masterarbeit anfertigen: 250 h 

Präsentation: 50 h 




Einführungsprojekt zur Masterarbeit 

Lernziele / Kompetenzen: Selbständiges Erarbeitung von Kenntnissen aus der internationalen 

Fachliteratur 

Wissenschaftliche Arbeit in einem Forscherkollektiv nach einem 

Plan 

Zusammenfassende Darstellung wissenschaftlicher Ergebnisse in 

der Masterarbeit 


Inhalt: 

Das Thema der Materarbeit wird mit dem Einführungsprojekt festgelegt 

und kann aus allen Teilgebieten der Physik ausgewählt 

werden, die an der Physikalisch-Astronomischen Fakultät von 

Hochschullehrern vertreten werden. 

Erarbeitung neuer wissenschaftlicher Kenntnisse auf einem Teilgebiet 

der Physik unter Anleitung. 



Abgabe der Masterarbeit 




Medienformen: 

Literatur: 

Positive Bewertung der Masterarbeit und der Präsentation der 

Ergebnisse (ca. 20 Minuten) mit anschließender Diskussion, wobei 

sich die Modulnote zu gleichen Teilen aus den beiden Gutachten 

und der mündlichen Präsentation ergibt 

Medienunterstützte Präsentation der Ergebnisse der Masterarbeit

Modulkatalog - Die Physikalisch-Astronomische FakultÃ¤t - Friedrich ...

Sie wollen auch ein ePaper? Erhöhen Sie die Reichweite Ihrer Titel.

Template löschen?

Als Template speichern?