Lecturer from Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems (ISE)
The lecture addresses applications of solar energy meteorology. As a basis, most important physical laws for solar energy meteorology as well as models for solar resource assessment and forecasting are introduced. A special emphasis will be on evaluation concepts and applications.
The students will learn about:
• requirements for solar resource data from different applications
• models and measurement devices for solar resource assessment and forecasting
• benefits and drawbacks of different models
• methods to assess the quality of solar resource data
The lectures are combined with short exercises.
In the last - seminar type - part of the course the students are asked to get a better understanding of lessons learnt by studying and presenting publications related to solar energy meteorology.

Die Exkursion findet statt vom 27.05. bis 01.06.2024.
Termine für Vor- und Nachbesprechung werden noch bekannt gegeben.

Voraussetzung für die Teilnahme ist eine Anmeldung zu Beginn des dem Praktikum vorangehenden Semesters (Formular hier ).

Ort des Praktikums: Labore der Physik.

Die Studierenden erwerben fortgeschrittene Kenntnisse auf dem Gebiet der nichtlinearen Dynamik experimenteller Systeme. Sie erlangen Fertigkeiten zum sicheren und selbstständigen Umgang mit modernen Konzepten und Methoden der Analyse von Messdaten komplexer Systeme. Sie erweitern ihre Kompetenzen hinsichtlich der Fähigkeiten zur erfolgreichen Bearbeitung anspruchsvoller Probleme mit modernen analytischen und numerischen Methoden, zur selbstständigen Erarbeitung aktueller Fachveröffentlichungen sowie der Bedeutung stochastischer Differentialgleichungen im Kontext unterschiedlicher Anwendungen.

Inhalte:
Theoretische Grundlagen stochastischer Differentialgleichungen und der Bestimmung ihrer Parameter. Darstellung verschiedener Beispiele für die Schätzung der Parameter stochastischer Differentialgleichungen aus experimentellen Daten unter Berücksichtigung der Besonderheiten der jeweils untersuchten experimentellen Systeme.

Angestrebte Lernergebnisse:
Die Studierenden lernen die Grundlagen physikalischen Experimentierens, den Umgang mit moderner Messtechnik sowie Grundlagen der Datenerfassung und -analyse durch Anwendung geeigneter Hard- und Software. Sie vertiefen Vorlesungsstoff durch eigenes Experimentieren. Sie erwerben die Fertigkeiten zur selbstständigen Planung, Durchführung, Auswertung, Analyse und Protokollierung physikalischer Experimente sowie zur Präsentation der Ergebnisse unter Verwendung multimedialer Werkzeuge. Durch Arbeit in Gruppen erwerben sie Kompetenzen in den Bereichen Teamfähigkeit und Kommunikation. Im Begleitseminar erwerben sie neben erweiterten Kenntnissen zum Experimentieren durch Einordnung der gesellschaftlichen Konsequenzen physikalischer Forschungsergebnisse Kompetenzen auf dem Gebiet des verantwortlichen wissenschaftlichen Handelns und Engagements.

Inhalt:
Einführung in Soft- und Hardware zur technisch-wissenschaftlichen Datenverarbeitung und -erfassung; Umgang mit moderner Messtechnik; Analyse und Bewertung von Messunsicherheiten; Anpassung von Funktionen an Messdaten; Durchführung von Versuchen
aus den Gebieten Mechanik, Elektrizitätslehre, Optik, Kernstrahlung, Elektronik, Signalerfassung und -verarbeitung.


Learning outcomes:
Students will learn the basics of physical experimentation, the use of modern instrumentation, data collection, and analysis using appropriate hardware and software. They deepen lecture material through their own experiments. They acquire the skills for planning, implementation, evaluation, analysis, and reporting of physical experiments and presenting of results using multimedia tools. By working in groups, they gain competencies in the areas of teamwork and communication.

Content:
Introduction to software for scientific data analysis, analysis and assessment of measurement uncertainties, analysis and verification of measured data, fitting of functions to measured data, dealing with modern measurement techniques, carrying out experiments in the fields of mechanics, electricity, optics, nuclear radiation, electronics, signal acquisition, signal processing.

The students get an insight into the current research topics in the field of gravity. They get to know new investigation methods and research results and expand their skills in the critical discussion of scientific methods and results.

Engineering Physics: Alternative für Signal- und Systemtheorie

The students will deepen their knowledge on mathematical models of data and sensory signals. Building up on the previously acquired Machine Learning models and methods, the students will be lead closer to current research topics and will learn about models that currently represent the state-of-the-art. Based on these models, the students will be exposed to the typical theoretical and practical challenges in the development of current Machine Learning algorithms. Typical such challenges are analytical and computational intractabilities, or local optima problems. Based on concrete examples, the students will learn how to address such problems. Applications to different data will teach skills to use the appropriate model for a desired task and the ability to interpret an algorithm’s result as well as ways for further improvements. Furthermore, the students will learn interpretations of biological and artificial intelligence based on state-of-the-art Machine Learning models.

Contents:
This course builds up on the basic models and methods introduced in introductory Machine Learning lectures. Advanced Machine Learning models will be introduced alongside methods for efficient parameter optimization. Analytical approximations for computationally intractable models will be defined and discussed as well as stochastic (Monte Carlo) approximations. Advantages of different approximations will be contrasted with their potential disadvantages. Advanced models in the lecture will include models for clustering, classification, recognition, denoising, compression, dimensionality reduction, deep learning, tracking etc. Typical application domains will be general pattern recognition, computational neuroscience and sensory data models including computer hearing and computer vision.

Schwerpunkte: Historische physikalische Experimente und ihr didaktischer Kontext; Analyse physikalischer Inhalte und empirische Untersuchung ihrer Vermittlung; Experimentelle Fragestellungen

Here is a list of the topics covered in the lecture:


Fundamentals of optics and theoretical models of light
Ray optics, geometrical optics, validity range and applications
Behaviour and properties of EM waves and applications
Optical imaging
Imaging construction elements
Microscopy
Colours
Set-up and function of selected optical systems for illumination and metrology
Optical Fibers

The students attending the course will have the possibility to expand and sharpen of their knowledge about wind turbine design from the basic courses. The lectures include topics covering the whole spectrum from early design phase to the operation of a wind turbine. Students will learn in exercises how to calculate and evaluate design aspects of wind energy converters.
At the end of the lecture, they should be able to:
+ estimate the site specific energy yield,
+ calculate the aerodynamics of wind turbines using the blade element momentum theory,
+ model wind fields to obtain specific design situations for wind turbines,
+ estimate the influence of dynamics of a wind turbine, especially in the context of fatigue loads,
+ transfer their knowledge to more complex topics such as simulation and measurements of dynamic loads,
+ assess economic aspects of wind turbines.

Introduction to industrial wind turbine design,
+ rotor aerodynamics and Blade Element Momentum (BEM) theory,
+ dynamic loading and system dynamics,
+ wind field modelling for fatigue and extreme event loading,
+ design loads and design aspects of onshore wind turbines,
+ simulation and measurements of dynamic loads,
+ design of offshore wind turbines.

Content:
- Introduction to the term sustainability
- Strategies and dimensions in sustainability research and discussion: efficiency, consistency and sufficiency, as well as related concepts (e.g. rebound)
- Growth/De-growth and decoupling of growth and emission
- Life-cycle analysis
- Thermodynamic methods: exergy, EROI and related approaches
- Social indicators and their relation to energy use
- Economic indicators and related paradigms in the context of energy consumption
- Case study on the real life renewable energy project DESERTEC

After successful completion of the seminar students should be able to:
- analyse, and critically compare and evaluate selected sustainability concepts and strategies addressing renewable energy systems
- critically appraise and analyse the principles and implications of selected scientific methods and theories for a sustainable energy supply
- critically evaluate the suitability and meaningfulness of different sustainability indicators, theories, methods and practices regarding their role and impact for developed countries, on the one hand, and developing countries, on the other
- perform an integral assessment, involving several relevant aspects related to the sustainability of a particular real-life renewable energy project as well as identify the main barriers, potentials and driving factors for improving it
- perform a literature review on selected sustainability approaches to a professional standard and extract the main related conclusions, and arguing critically on them
- present data and information both verbally and in the written form, including quotation to a professional standard

aim/ learning outcomes
To obtain advanced knowledge in application of mathematical methods to solve problems in physics and engineering

content
Matrices and vector spaces (linear vector spaces, basis, norm, matrices, matrix operations, determinant, inverse matrix, eigenvalue decomposition)
Quadratic forms
Linear equations (Gauss elimination, least-squares solution)
Functions of multiple variables (stationary points, constrained optimisation using Lagrange multipliers)
Fourier series

Fortsetzung aus dem Wintersemester.
Das Modul ist der Gruppe IV - Stoff - zugeordnet.

The students will deepen their knowledge on mathematical models of data and sensory signals. Building up on the previously acquired Machine Learning models and methods, the students will be lead closer to current research topics and will learn about models that currently represent the state-of-the-art. Based on these models, the students will be exposed to the typical theoretical and practical challenges in the development of current Machine Learning algorithms. Typical such challenges are analytical and computational intractabilities, or local optima problems. Based on concrete examples, the students will learn how to address such problems. Applications to different data will teach skills to use the appropriate model for a desired task and the ability to interpret an algorithm’s result as well as ways for further improvements. Furthermore, the students will learn interpretations of biological and artificial intelligence based on state-of-the-art Machine Learning models.

Contents:
This course builds up on the basic models and methods introduced in introductory Machine Learning lectures. Advanced Machine Learning models will be introduced alongside methods for efficient parameter optimization. Analytical approximations for computationally intractable models will be defined and discussed as well as stochastic (Monte Carlo) approximations. Advantages of different approximations will be contrasted with their potential disadvantages. Advanced models in the lecture will include models for clustering, classification, recognition, denoising, compression, dimensionality reduction, deep learning, tracking etc. Typical application domains will be general pattern recognition, computational neuroscience and sensory data models including computer hearing and computer vision.

The students receive an overview of the current research activities in turbulence transition and complex systems. They work out a specific research topic and present it in the seminar. The scientific content will be discussed and feedback will be provided regarding the layout of the slides and the style of the presentation

Voraussetzung für die Teilnahme ist eine Anmeldung zu Beginn des dem Praktikum vorangehenden Semesters (Formular hier ).

Ort des Praktikums: Labore der Physik.

The functionality of biomimetic reversable adhesives, ultra-high strength nanocomposites, piezoelectric nanogenerators, electromechanical contact switches, mechanical resonators, as well as ultra-sensitive force and chemical sensors is dependent on nanomechanical phenomena. To experimentally investigate nanomechanical phenomena, nanorobotics and microscopy tools are combined and exploited.
A variety of topics within the field of nanomechanics and related experimental methods and tools are presented in an introductory lecture. Students select a topic that they are most interested in to carry out individual work. Topics can be more theoretically or practically orientated depending on the curiosity of the student. Students can also propose their own topics. Students can also be provided with the opportunity to conduct laboratory work, including carrying out nanomanipulation using optical or scanning electron microscopes. In the second half of semester, each student will give a lecture or presentation on their selected topic, and will be provided feedback on both their content and communication skills.

Learning objectives:
• Acquire knowledge in the field of nanomechanics, including:
o fundamental concepts in the mechanic properties of materials,
o the advantages, challenges, and application of nanomaterials,
o microscopy and nanohandling basics and their application towards studying the mechanics of nanomaterials
o insights into the state of the art in nanomechanics research.
• Further develop research and communication skills through self-directed reading and presentations.

Die Praktika finden jeweils 14täglich statt.

In der Veranstaltung wird eine Einführung in die Grundlagen der Theoretischen Physik und der dabei benötigten besonderen mathematischen Werkzeuge gegeben.

Inhalte:
Analysis, Vektoranalysis, Newtonsche Mechanik, C Programmierung, Differentialgleichungen, Drehimpuls, Zentralkräfte, höherdimensional Analysis, Distributionen, Maxwell-Gleichungen, Randwertprobleme, Grenzflächen, Magnetostatik.

Voraussetzung für die Teilnahme ist eine Anmeldung zu Beginn des dem Praktikum vorangehenden Semesters (Formular hier ).

Diese Veranstaltung findet als Blockveranstaltung statt.

Ort des Praktikums: Labore der Physik.

Wer im Seminar 2.06.181 eingetragen ist, nimmt automatisch am Seminar 2.06.182 teil.

Das Modul tec180 wird im SS 24 der Gruppe 3 (Ethik) zugeordnet.

Das Modul findest erst ab einer Mindestteilnehmerzahl von 5 Personen statt.

Hinweis: die Einteilung der Versuche und Vorträge findet am ersten Termin des Seminars statt.

Hinsichtlich der Zuordnung der Veranstaltung zum Modul "Fortgeschrittenenpraktikum" bzw. zum "Praxismodul" des Professionalisierungsbereiches beachten Sie die Modulbeschreibung des Praxismoduls Physik.

Blockveranstaltung nach Vereinbarung. Die erfolgreiche Teilnahme entspricht drei Versuchen im Fortgeschrittenenpraktikum des Fach-Bachelor Studiengangs Physik (FPR-B), das im kommenden WiSe stattfindet.

Teilnehmer/innen an diesem Block-Praktikum müssen bei der Anmeldung zum FPR-B des WiSe (Formular hier. ) unter der Rubrik "Mitteilung" angeben, dass sie am "Blockpraktikum Psychophysik, Neurosensorik und auditorische Signalverarbeitung" teilgenommen haben.

Themen der Veranstaltung sind endliche Zahlendarstellung und numerische Fehler, grundlegende numerische Methoden (Differentiation und Integration), lineare und nichtlineare Gleichungssysteme, Funktionenminimierung, Modellierung von Messdaten, diskrete Fouriertransformation, gewöhnliche und partielle Differentialgleichungen, sowie weitere grundlegende numerische Methoden.
In der Übung werden die in der Vorlesung erlernten numerischen Methoden teilweise selbst implementiert (programmiert) und auf physikalische Problemstellungen aus Mechanik, Elektrodynamik etc. angewandt. Die Studierenden erlangen theoretische Kenntnisse der grundlegenden numerischen Methoden sowie praktische Fertigkeiten zur Anwendung dieser theoretischen Kenntnisse zur Modellierung und Simulation physikalischer Phänomene auf dem Computer.

Vorstellung und Diskussion eigener Forschungspläne, sowie eigener Forschungsergebnisse.
Vorstellung und Diskussion fremder publizierter Forschungsarbeiten.
Schwerpunktthemen sind binaurales Hören, Cochlea Implantate, subkortikale neuronale Verarbeitung, modellbasierte Diagnostik von Hörstörungen, Signalentdeckungstheorie, Psychophysik

Voraussetzung für die Teilnahme ist eine Anmeldung zu Beginn des dem Praktikum vorangehenden Semesters (Formular hier ).

Ort des Praktikums: Labore der Physik.

Teaching and learning in this component will be through "hands on" demonstration. This form of teaching and learning is important in acquiring competence and skills and advancing understanding by practical experience. The students learn to consider specific key instrument types in current usage in the field of photonics, laser and optics. This will be delivered in a lab course study format with each instrument being evaluated in terms of operating principle, design, and signal processing.

Content:
Laser design and concepts in photonics, solid state lasers, tunable laser systems, gas lasers, industrial laser systems, laser material processing, micromachining, diode lasers, mode locked fiber lasers, microscopy and photonics instrumentation.

Important:
This is a practical lab course which is not offered in Oldenburg, but at the Universtity of Applied Sciences in Emden.
Laboratory experiments are performed in groups of two students each.

In order to be able to participate in this course, it is mandatory to have a laser safety training. I will post time and location of the laser safety training and send an additional mail.

Voraussetzung für die Teilnahme ist eine Anmeldung zu Beginn des dem Praktikum vorangehenden Semesters (Formular hier ).

Ort des Praktikums: Labore der Physik.

In dieser Vorlesung werden Inhalte der menschlichen und maschinellen Sprachverarbeitung behandelt. Das Themenspektrum reicht dabei von technischen Lösungen zur Erkennung oder Kompression von Sprachsignalen bis zu neurophysiologischen Themen, z.B. die kortikale Repräsentation von Sprache.

Unter anderem werden folgende Fragen untersucht:

• Wie funktioniert die menschliche Spracherzeugung?
• Welche Methoden sind zur automatischen Sprachverarbeitung wichtig?
• Wie kann man effektiv Sprachsignale darstellen (z.B. zur effektiven Übermittlung nötig)?
• Was wissen über Sprachwahrnehmung beim Menschen, insbesondere mit Hinblick auf Neurophysiologie?

Es handelt sich um eine integrierte Veranstaltung, in der sich Vorlesungs- und Übungselemente abwechseln. Teilnehmer sollen optimalerweise einen Rechner dabei haben, um das Erlernte nachzuvollziehen, Algorithmen selbst anzuwenden und teilweise selbst zu implementieren.

Hinsichtlich der Zuordnung der Veranstaltung zum Modul "Fortgeschrittenenpraktkum" bzw. zum "Praxismodul" des Professionalisierungsbereiches beachten Sie die Modulbeschreibung des Praxismoduls Physik.

Blockveranstaltung: nach Vereinbarung. Die erfolgreiche Teilnahme entspricht drei Versuchen im Fortgeschrittenenpraktikum des Fach-Bachelor Studiengangs Physik (FPR-B).

Teilnehmer/innen an diesem Block-Praktikum müssen bei der Anmeldung zum FPR-B des WiSe (Formular hier. ) unter der Rubrik "Mitteilung" angeben, dass sie am "Blockpraktikum Dosimetrie am Beschleuniger" teilgenommen haben.

Neben den aktuellen Themen der Strahlenphysik (wie IMRT, NMR, PET, SPECT usw.) erlernen die Studierenden den Umgang mit meist englischsprachigen Fachzeitschriften aus dem Bereich. Darüber hinaus werden Präsentationstechniken durch eigene Vorträge erlernt. Parallel zu der Veranstaltung wird die Verwendung eines Monte-Carlo Strahlungstransport-Codes (EGS) erlernt und somit die Fähigkeit vertieft, komplexe physikalische Modelle in eine Software umzusetzen.

The students acquire broad experimental knowledge of the application of intense light from femtosecond and high power laser systems. They should be acquainted with the interaction of intense light with matter in general and with respect to important scientific and technical applications (in industry) such as laser material processing, high field physics (i.e. laser matter interaction at high intensity), laser generated particle and radiation sources of ultrashort duration and/or ultrashort wavelength etc.

Content:
Femtosecond and high power laser systems and its application, absorption of intense laser light, basics of laser matter interaction at high intensity, diagnostics, applications in micro machining, laser generated ultrashort radiation such as high-order laser harmonics and femtosecond K-alpha-sources and keV and MeV electron and ion sources and their application to micro fabrication micro and nano analysis.; atto physics, strong field physics

Die Studierenden erlernen die physikalischen Grundlagen und die Funktionsweise der wichtigsten bildgebenden Verfahren in der Medizin zur Abbildung biologischer Strukturen und Prozesse, erwerben Fertigkeiten zur selbständigen Vertiefung diese Fachkenntnisse und Kompetenzen für eine Anwendung dieser Fachkenntnisse im Rahmen von Facharbeiten und Projekten in verschiedenen Bereichen der biomedizinischen Physik.

Inhalt:
Überblick über Verfahren der medizinischen Bildgebung ("ionisierende / nicht-ionisierende" Verfahren, anatomische / funktionelle Bildgebung); Physikalischen Grundlagen (Abbildungsprinzipien, Prinzipien der Kontrastbildung, Mathematische Grundlagen der Tomographie); Einführung in Computertomographie (CT); Nuklearmedizin (Single Photon- und Positronen-Emissionstomographie (SPECT/PET)); Ultraschall; Magnetresonanztomographie (MRT); funktionelle MRT, Elektro- und Magnetoencephalographie (EEG/MEG); Medizinische Anwendungen, mögliche Nebenwirkungen, relative Vor- und Nachteile; Forschungsanwendungen

The goal of this lecture is to get acquainted with prevalent concepts for dynamic systems. Particular emphasis lies on the interpretation of certain non-linear deterministic systems with respect to their fixed points (stationary or equilibrium solutions) as well as their sensitivity with respect to initial conditions (characterization via Lyapunov exponents). The evolution of fixed point leads to the catastrophe theory. The time evolution of non-stationary and non-linear system leads to chaos. Different routes to chaotic regimes will be discussed and put into the context of applications such as coupled generators in wind energy systems. The concept of fractal measures will be discussed at selected examples (Cantor set, Koch curves, etc.), which serves for the characterisation of chaotic attractors but also for fractal geometries like boarder lines, surfaces, turbulence or boundaries of basins of attraction.

Ziel dieser Vorlesung ist es, gängige Konzepte für dynamische Systeme kennenzulernen. Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der Interpretation bestimmter nichtlinearer deterministischer Systeme hinsichtlich ihrer Fixpunkte (stationäre oder Gleichgewichtslösungen) sowie ihrer Empfindlichkeit gegenüber Anfangsbedingungen (Charakterisierung über Ljapunov-Exponenten). Die Entwicklung von Fixpunkten führt zur Katastrophentheorie. Die zeitliche Entwicklung von nicht-stationären und nicht-linearen Systemen führt zum Chaos. Verschiedene Wege zu chaotischen Regimen werden diskutiert und in den Kontext von Anwendungen gestellt (z. B. gekoppelte Generatoren in Windenergieanlagen). An ausgewählten Beispielen (Cantor-Menge, Koch-Kurven, etc.) wird das Konzept der fraktalen Maße diskutiert, das zur Charakterisierung von chaotischen Attraktoren, aber auch von fraktalen Geometrien wie Grenzlinien, Flächen, Turbulenzen oder Grenzen von Anziehungsgebieten dient.

Das Praktikum findet im Wind Lab statt.

Lecturer from German Aerospace Center (DLR) - Institute of Networked Energy Systems - Department Energy Analysis - Team Energy Meteorology:

The lecture addresses applications of solar energy meteorology. As a basis, most important physical laws for solar energy meteorology as well as models for solar resource assessment and forecasting are introduced. A special emphasis will be on evaluation concepts and applications.
• requirements for solar resource data from different applications
• models and measurement devices for solar resource assessment and forecasting
• benefits and drawbacks of different models
• methods to assess the quality of solar resource data
The lectures are combined with practical excercises in data handling, analysis and quality control of meteorological and solar radiation data. The exercises are based on Python programming language. Therefore basic skills of the programming language are required.

The course examination is done in project work and a short presentation of results in the last lecture of the course. The project work is strongly linked to daily applications in solar energy meteorology and based on research data from DLR institute.

Die Studierenden erwerben die Kompetenzen, die Anwendungssituationen der Quantenmechanik zu erkennen und Standardprobleme lösen sowie den Stoff (unter anderem an der Schule) geeignet vermitteln zu können.

Inhalt:
Grundlegende Konzepte und Strukturen der nicht-relativistischen Quantenmechanik (Superpositions-prinzip, Wellenfunktion, Operatoren, Eigenwertproblem, Wahrscheinlichkeitsinterpretation, Schrödinger-Gleichung, Hilbert-Raum sowie aktuelle Themen wie Wechselwirkungsfreie Quantenmessung, Bellsche Ungleichung, Dekohärenz), Deutungs- und Interpretationsprobleme sowie Fragen der Vermittlung von Quantenmechanik, unter anderem an der Schule.

Wer im Seminar 2.06.181 eingetragen ist, nimmt automatisch am Seminar 2.06.182 teil.

Voraussetzung für die Teilnahme ist eine Anmeldung zu Beginn des dem Praktikum vorangehenden Semesters (Formular hier ).

Ort des Praktikums: Labore der Physik.

Vorbereitung der Abschlussarbeiten. Unterstützung bei der Durchführung der Abschlussarbeiten. Training von Vorträgen/Präsentation eigener Forschungsergebnisse vor der AG. Diskussion aktueller Fachliteratur in der Form von Vorträgen.

Angestrebte Lernergebnisse:
Die Studierenden lernen die Grundlagen physikalischen Experimentierens, den Umgang mit moderner Messtechnik sowie Grundlagen der Datenerfassung und -analyse durch Anwendung geeigneter Hard- und Software. Sie vertiefen Vorlesungsstoff durch eigenes Experimentieren. Sie erwerben die Fertigkeiten zur selbstständigen Planung, Durchführung, Auswertung, Analyse und Protokollierung physikalischer Experimente sowie zur Präsentation der Ergebnisse unter Verwendung multimedialer Werkzeuge. Durch Arbeit in Gruppen erwerben sie Kompetenzen in den Bereichen Teamfähigkeit und Kommunikation. Im Begleitseminar erwerben sie neben erweiterten Kenntnissen zum Experimentieren durch Einordnung der gesellschaftlichen Konsequenzen physikalischer Forschungsergebnisse Kompetenzen auf dem Gebiet des verantwortlichen wissenschaftlichen Handelns und Engagements.

Inhalt:
Einführung in Soft- und Hardware zur technisch-wissenschaftlichen Datenverarbeitung und -erfassung; Umgang mit moderner Messtechnik; Analyse und Bewertung von Messunsicherheiten; Anpassung von Funktionen an Messdaten; Durchführung von Versuchen
aus den Gebieten Mechanik, Elektrizitätslehre, Optik, Kernstrahlung, Elektronik, Signalerfassung und -verarbeitung.


Learning outcomes:
Students will learn the basics of physical experimentation, the use of modern instrumentation, data collection, and analysis using appropriate hardware and software. They deepen lecture material through their own experiments. They acquire the skills for planning, implementation, evaluation, analysis, and reporting of physical experiments and presenting of results using multimedia tools. By working in groups, they gain competencies in the areas of teamwork and communication.

Content:
Introduction to software for scientific data analysis, analysis and assessment of measurement uncertainties, analysis and verification of measured data, fitting of functions to measured data, dealing with modern measurement techniques, carrying out experiments in the fields of mechanics, electricity, optics, nuclear radiation, electronics, signal acquisition, signal processing.

Voraussetzung für die Teilnahme ist eine Anmeldung zu Beginn des dem Praktikum vorangehenden Semesters (Formular hier ).

Ort des Praktikums: Labore der Physik.

Organization via Seminar: 5.04.4669 Workshop Management. Please register there.

This seminar is dedicated ONLY to the (mainly PhD) students of the DLR Institute of Networked Energy Systems which are registered at the University of Oldenburg under Carsten Agert's supervision.

Introduction to Software for the Simulation of Renewable Energy Systems

Application of atomic and molecular spectroscopy at a wide range of fields, e.g. industrial, biosciences, microscopy, pharmaceutical, environmental, trace analysis:

1. Explain the mechanisms of and fundamental distinctions between molecular and atomic spectroscopy
2. Recognise the issues regarding sensitivity and selectivity of molecular and atomic spectroscopy
3. Evaluate the limitations and analytical issues associated with each method
3. Demonstrate analytical application of these atomic and molecular absorption and emission techniques
4. Discriminate the analytical challenges that can be appropriately solved by these spectroscopic techniques

The Laser-Safety Instructions are mandatory to everyone who is working in the optical laboratories in Emden.
A refreshment is needed every year. Usually, the instructions are offered twice in a semester, usually at the beginning. The instructions are not specific for a certain course, but we try to implement it there. Make sure, that you join one of the courses. You can even join it a semester ahead if you don't know when you are starting a project. In-between instructions are not offered.

The introductions are required:
Summer semester
5.04.632 Basic Laboratory II (BA)
5.04.4671 - Tools in Advanced Photonics (MA)

Winter Semester
5.04.6570 Fundamentals of Optics (MA)
5.04.637 Laboratory Project I (BA)
5.04.646a Laboratory Project II - Laser & Optics (BA)

General
Internships
Bachelor's Theses in the field of Laser & Optics
Master's Theses in the field of Laser & Optics

Effiziente Monte Carlo Algorithmen, Clusteralgorithmen, Optimierungsalgorithmen, Phasenübergänge in Optimierungsproblemen, Clusteranalyse, Algorithmen für Netzwerke, fortgeschrittenes Finite-Size Scaling, Quanten-Monte Carlo, Neuronale Netze

Wer im Seminar 2.06.161 eingetragen ist, nimmt automatisch am Seminar 2.06.162 teil.

Die Studierenden erlernen die grundlegenden Prinzipien der phänomenologischen Thermodynamik einschließlich der Anwendungen auf dem Gebiet der Maschinen, sowie der mikroskopischen Thermodynamik und Statistik. Die Grundprinzipien werden auch anhand von Schlüsselexperimenten vermittelt. Die Veranstaltung bereitet auch den Besuch des Moduls Theoretische Physik III (Thermodynamik/Statistik) vor.

Inhalte:
Thermodynamische Zustandsgrößen, Hauptsätze der Thermodynamik, ideale und reale Gase, Potentialfunktionen aus der Legendre-Transformation, irreversible Zustandsänderungen, Kreisprozesse, Aggregatzustände, offene Systeme und Phasenübergänge, Wärmeleitung und Diffusion, statistische Ansätze für Gleichverteilung im Volumen, Entropieänderungen, kinetische Gastheorie, Boltzmann-, Fermi-Dirac- und Bose-Einstein-Statistik, Maxwell Verteilung, Planckscher Strahler, Zustandsänderungen in Quantensystemen.

Es wird die Kompetenz entwickelt, außerschulische Lernorte in den regulären Physikunterricht zu integrieren und die Einbettung in Unterrichtsgänge fachdidaktisch zu reflektieren. Wissenschaftshistorische und interdisziplinäre naturwissenschaftlichtechnische Sichtweisen, die über den Rand des eigenen Faches reichen, werden entwickelt. Das Modul hat im Studiengang die Funktion der Integration fachlichen und fachdidaktischen Wissens.

Inhalte:
Es werden didaktische Konzeptionen für die Integration außerschulischer Lernorte (Science Center, Museen, Schülerlabore, industrietechnische Denkmäler etc.) in den Physikunterricht entwickelt, erprobt und reflektiert. Außerdem wird die Bedeutung außerschulischer Lernumgebungen für Lernprozesse und motivationale Aspekte diskutiert. Eine Exkursion bildet den Praxisanteil der Veranstaltung.

Angestrebte Lernergebnisse:
Die Studierenden lernen die Grundlagen physikalischen Experimentierens, den Umgang mit moderner Messtechnik sowie Grundlagen der Datenerfassung und -analyse durch Anwendung geeigneter Hard- und Software. Sie vertiefen Vorlesungsstoff durch eigenes Experimentieren. Sie erwerben die Fertigkeiten zur selbstständigen Planung, Durchführung, Auswertung, Analyse und Protokollierung physikalischer Experimente sowie zur Präsentation der Ergebnisse unter Verwendung multimedialer Werkzeuge. Durch Arbeit in Gruppen erwerben sie Kompetenzen in den Bereichen Teamfähigkeit und Kommunikation. Im Begleitseminar erwerben sie neben erweiterten Kenntnissen zum Experimentieren durch Einordnung der gesellschaftlichen Konsequenzen physikalischer Forschungsergebnisse Kompetenzen auf dem Gebiet des verantwortlichen wissenschaftlichen Handelns und Engagements.

Inhalt:
Einführung in Soft- und Hardware zur technisch-wissenschaftlichen Datenverarbeitung und -erfassung; Umgang mit moderner Messtechnik; Analyse und Bewertung von Messunsicherheiten; Anpassung von Funktionen an Messdaten; Durchführung von Versuchen
aus den Gebieten Mechanik, Elektrizitätslehre, Optik, Kernstrahlung, Elektronik, Signalerfassung und -verarbeitung.


Learning outcomes:
Students will learn the basics of physical experimentation, the use of modern instrumentation, data collection, and analysis using appropriate hardware and software. They deepen lecture material through their own experiments. They acquire the skills for planning, implementation, evaluation, analysis, and reporting of physical experiments and presenting of results using multimedia tools. By working in groups, they gain competencies in the areas of teamwork and communication.

Content:
Introduction to software for scientific data analysis, analysis and assessment of measurement uncertainties, analysis and verification of measured data, fitting of functions to measured data, dealing with modern measurement techniques, carrying out experiments in the fields of mechanics, electricity, optics, nuclear radiation, electronics, signal acquisition, signal processing.

Case study like problems based on real wind data will be solved on at least four important aspects in wind physics. The course will comprise lectures and assignments as well as self-contained work in groups of 3 persons.
The content consist of the following four main topics, following the chronological order of the work process:

Data handling:

• measurements
• measurement technology
• handling of wind data
• assessment of measurement artefacts in wind data
• preparation of wind data for further processing

Energy Meteorology:

• geographical distribution of winds
• wind regimes on different time and length scales
• vertical wind profile
• distribution of wind speed
• differences between onshore and offshore conditions.

Measure – Correlate – Predict (MCP):

• averaging of wind data
• bin-wise averaging of wind data
• long term correlation and long term correction of wind data
• sources of long term wind data.

LIDAR (Light detection and ranging):

• analyses and conversion of data from LIDAR measurements

Die Studierenden erlernen im ersten Teil die grundlegenden Prinzipien der phänomenologischen Thermodynamik einschließlich der Anwendungen auf dem Gebiet der Maschinen, sowie der mikroskopischen Thermodynamik und Statistik. Die Grundprinzipien werden auch anhand von Schlüsselexperimenten vermittelt, die auch in ihrer späteren Berufspraxis in der Schule eine Rolle spielen. Im zweiten Teil erwerben die Studierenden Kenntnisse über Phänomene der Festkörperphysik (Halbleiterphysik, Photovoltaik, Tieftemperaturphysik, Supraleitung). Sie erlangen Fertigkeiten zur Anwendung grundlegender Methoden und Prinzipien der Beschreibung von Festkörperphänomenen (Symmetrien, reziproker Raum, Modenspektren, Wechselwirkungen, starke und schwache Elektronenbindung, makroskopische Quantenphänomene, Beschreibung der Störung der periodischen Gitterstruktur). Sie bauen Kompetenzen zur Erfassung der Funktion von technisch relevanten Bauteilen als eine Grundlage der Vermittlung im Berufsfeld Schule. Außerdem erlangen sie Kompetenzen zur gesellschaftspolitischen Einordnung der Konsequenzen von physikalischer Forschung.

Teil 1: Thermodynamische Zustandsgrößen, Hauptsätze der Thermodynamik, ideale und reale Gase, irreversible Zustandsänderungen, Kreisprozesse, Aggregatzustände, offene Systeme und Phasenübergänge, Wärmeleitung und Diffusion, statistische Ansätze für Gleichverteilung im Volumen, Entropieänderungen, kinetische Gastheorie, Boltzmann-, Fermi-Dirac- und Bose-Einstein-Statistik, Maxwell Verteilung, Planckscher Strahler.

Teil 2: Kristallstrukturen und Symmetrien, Bravais-Gitter, Translationssymmetrie und reziprokes Gitter, Bindungsenergien und Bindungstypen (kovalente, ionische, van der Waals, metallische und Wasserstoffbrücken-Bindung), Dynamik der Kristallgitter, Phononen, spez. Wärme, Wärmeleitung und Umklapp-Prozesse, Elektronen in Festkörpern, quasifreies Elektronengas, Zustandsdichten und Ferminiveau, Elektronen im periodischen Potential, Blochtheorem, Bänderschema, Metalle/Isolatoren, „neue Materialien“

Es werden berufsbezogene Kompetenzen zukünftiger Physiklehrerinnen und -lehrer im Umgang mit empirischen (physikdidaktischen und physikhistorischen) Forschungsmethoden und den Ergebnissen empirischer Forschung entwickelt. Die Beurteilung und Umsetzung für eigene Unterrichtsprozesse wird geschult.

Inhalte:
Empirische physikdidaktische Forschung hat in den letzten 20 Jahren das Bild von den Lern- und Lehrprozessen im Physikunterricht weitreichend verändert; in der Veranstaltung werden die empirischen Forschungsmethoden der Physikdidaktik vorgestellt und angewendet: Forschungsergebnisse werden auf der Basis physikdidaktischer Modelle analysiert und auf Unterrichtsprozesse bezogen, physikhistorische Methoden und Erkenntnisse werden vorgestellt und diskutiert. Themenfelder wie Diagnostik im Physikunterricht oder der Beitrag physikalischer Bildung zu einer Bildung für nachhaltige Entwicklung wird thematisiert.

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Anmeldung: "prx108_110_Berufsfeldbezogenes_Praktikum_Praxismodul_Engineering_Physics.xlsx" (siehe Dateien) ausfüllen.

Übliche Termine:
-1. Vorlesungswoche im Wintersemester

• 2. Vorlesungswoche im Sommersemester.

Hinweise zur Praxisphase:

1. Vor Antritt der Praxisphase eine Betreuerin / einen Betreuer an den beteiligten Hochschulen suchen. Liste siehe: https://uol.de/fk5/studium/studiengaenge/pruefungsberechtigte
2. Praxisstelle suchen. Die thematische und zeitliche Verknüpfung mit der Bachelor Thesis ist möglich. Es sind zwei getrennte Prüfungsleistungen erforderlich. Genauere Absprache erfolgt mit den jeweiligen Betreuenden.
3. Durchführung (Dauer: 2 Monate)
4. Anerkennung:

• Erforderliche Unterlagen lt. Prüfungsordnung (Bericht/Poster…) erstellen und Betreuerin/Betreuer zur Benotung vorlegen. Das Poster kann zeitlich unabhängig von der Präsentation bewertet werden.
• Anmeldung zur Posterpräsentation unter Stud IP: 5.04.709 Berufsfeldbezogenes Praktikum Engineering Physcis, Datei prx108_110 Berufsfeldbezogenes Praktikum_Praxismodul Engineering Physics ausfüllen
• (Falls die Veröffentlichung erlaubt ist: Hochladen der Poster-Datei unter Stud IP 5.04.709 (Dateiname: Name_Betreuer_Semester_Titel))
• Präsentation des Posters Termine i.d.R. jeweils im April (Sommersemester) und im Oktober (Wintersemester). Poster direkt mit zur Veranstaltung bringen und anschließend abgeben. Erläuterung des Inhalts (ca. 5 min) und Diskussion erfolgt am Poster in wechselnden Einzel- oder Kleingruppen. (Es ist keine extra PowerPoint Präsentation nötig.) Betreuerinnen und Betreuer der Hochschulen und Firmen sind herzlich eingeladen.
• Minimale Angeben auf dem Poster: Titel, Name, Email-Adresse, Studiengang, Betreuer Hochschule & Firma, Logo’s beider Hochschule & Firma, Größe 70cm x 100cm. Poster, die schon auf Konferenzen präsentiert worden sind, können abweichen.

Ablauf der Posterpräsentation:
PRÄSENZ (Ringebene)

• Poster aufhängen (Pinnwand und Nadeln sind vorhanden)
• Kurze Erläuterung vorbereiten (ca. 5 min)
• Evtl. Handout/Poster in A4 zum Verteilen erstellen
• In lockerer Atmosphäre das eigene Poster einzelnen Personen oder Kleingruppen erläutern und selbst andere Poster ansehen.
• Die Poster werden am Ende der Veranstaltung eingesammelt.

Recognition of the module prx108:
-> Prepare the required documents according to the examination regulations

• “Report”
• Poster for the “Short Presentation” on the EP poster session

-> Submit the documents to the supervisor for grading (before or after the poster session
-> Register for the poster presentation by sending the xlsx file from Stud IP: 5.04.709 to sandra.koch@hs-emden-leer.de .
-> Upload the poster file (if publication is allowed) to Stud IP 5.04.709 (file name: Name_Betreuer_Semester_Title)

• >Present the poster

Usual dates for the poster presentation:

• Winter semester: 1st week of lectures
• Summer semester: 2nd week of lectures

-> Campus Wechloy, Ringebene, 5 – 7 PM
The participation is mandatory.
-> Mandatory information on the poster:

• Topic of the internship
• Name and email address of the presenting student
• Internship B.Eng. Engineering Physics: Summer Term 20XX or Winter Term 20XX/XX
• Supervisor university & company
• Logos of both universities (U OL & HS EL) and company (if any)
• Size: 70 cm x 100 cm (Posters that have already been presented at conferences may differ)

Bring the printed poster with you to the poster session. They will be collected afterwards.

Das Seminar ist die Standardveranstaltung in der Forschung. Im Hauptstudium sollte man in der Lage sein, auf Grund der gehörten Vorlesungen sich eigenständig in eine Thematik aktueller Forschungsarbeiten einzuarbeiten, diese umfassend zu verstehen, verständlich zusammenzufassen und in einem Vortrag den anderen Seminarteilnehmern nahebringen zu können und sich einer Diskussion zu stellen. Ebenso soll das Formulieren von wissenschaftlichen Fragen zu einem neuen Thema erlernt werden.

Inhalte:
Inhalt des Seminars ist die Vermittlung von Grundlagen ultraschneller Lasertechniken und ihrer Anwendung in verschiedenen Gebieten der Femtosekundenspektroskopie: Nichtlineare Optik, spektrale Pulsformung, Charakterisierung ultrakurzer Laserpulse, Licht-Materie-Wechselwirkung, molekulare Wellenpakete, Steuerung chemischer Reaktionen, Laser-Mikroskopie, Materialbearbeitung, ultraschnelle Elektronenbeugung und Photoelektronenspektroskopie.

Wer im Seminar 2.06.121 eingetragen ist, nimmt automatisch am Seminar 2.06.122 teil.

Aneignen vertiefter Kenntnisse auf dem Feld der Licht-Materie Wechselwirkung sowie der Kavitäts-Quantenelektrodynamik mit Quantenmaterialien.
Es werden Kenntnisse der grundlegenden, und der kontemporären Fachliteratur im Rahmen von gezielten Diskussionen von- und Arbeiten mit Wissenschaftsartikeln erarbeitet:
Vorträge vor der Gruppe, offene Diskussion aktueller Themen, Analyse wissenschaftlichen Arbeitens.

Aktuelle Forschungsarbeiten aus folgenden Gebieten der medizinischen Physik; Signalverarbeitung und Akustik:
Audiologie, Neurosensorik (EEG,MEG, fMRI, OAE,…), Psychoakustik, Sprachakustik, Sprachtechnologie, Signalverarbeitung für Hörgeräte und Multimedia

Dies ist die Bachelor-Veranstaltung. Das Modul "Hyperloop Systems" wird für Studenten ab dem 3. Semester empfohlen, obwohl es auch einige Projekte für frühere Semester gibt.
Das erste Treffen findet nach Absprache per Mail statt. Die Kommunikation erfolgt virtuell. Ab dem 12.04.2021 findet das Vacuum Transport Research Seminar statt (https://www.vacuumtransport.org).
Für den Masterstudiengang suchen Sie bitte nach "Advanced Hyperloop Studies".

Psychoakustische Bewertungs- und Analysemethoden für Untersuchungen der Geräuschqualität und für Sound Design. Messmethoden und Skalen. Überschwellige Empfindungsgrößen wie Tonhaltigkeit, Rauigkeit und Lautheit inklusive Modellierung. geräuschbewertungen und Lästigkeit. Kontextvariablen, Berechnungsmethoden und Subjektivurteile.

Die Studierenden erwerben Kenntnisse über die grundlegenden Konzepte und Methoden der nichtrelativistischen Quantenmechanik. Sie erlangen Fertigkeiten zur Anwendung dieser Kenntnisse auf fundamentale Beispiele wie Zustände in Potentialtöpfen, den harmonischen Oszillator, Zentralfeldprobleme und periodische Potentiale. Sie erwerben Kompetenzen zur selbstständigen Bearbeitung quantenmechanischer Probleme, zur Präsentation der Lösungswege, zum Erkennen von Zusammenhängen zwischen Mechanik und Quantenmechanik sowie zur Interpretation des abstrakten mathematischen Formalismus.

Inhalte:
Schrödingergleichung, Unschärferelation, Messprozess, Darstellungstheorie, Drehimpulse, Spin, Wasserstoffatom, Systeme identischer Teilchen, Störungstheorie

Die Studierenden wiederholen und vertiefen fundamentale Aspekte der Licht-Materie Wechselwirkung. Sie erwerben darauf aufbauend ein erweitertes Verständnis von Vielteilchen-anregungen (z.B. Exzitonen) in nanostrukturierter Materie. Die Studierenden lernen experimentelle und theoretische Werkzeuge kennen, um die Kopplung von optischen Anregungen an magnetische und mechanische Freiheitsgrade (Phononen, Opto-mechanik) zu beschreiben.
Die Kopplung von Licht und Materie in Mikrokavitäten wird tiefgehend diskutiert. Hierbei erlernen die Studierenden Konzepte wie die normale Modenkopplung, die Thermalisierung von Quasiteilchen sowie deren Kopplung an mechanische Freiheitsgrade.

Der Kurs vermittelt die ingenieurmäßigen Werkzeuge für die moderne Sprachsignalverarbeitung. Die vermittelten Grundlagen ergänzen die physiologischen Aspekte der Spracherzeugung und die psychoakustischen Aspekte der Sprachwahrnehmung aus dem "Einführungskurs" um die technische Repräsentation von Sprache in Algorithmen, Hardware und Software. Dabei wird ein besonderes Augenmerk auf die Aufgabenstellung der Sprachsignalverbesserung in mehreren Facetten gelegt, wie etwa Geräuschfilterung, Hallreduktion und Echokompensation. Die benötigten Werkzeuge der modernen Sprachverarbeitung werden hier elementar und intuitiv vermittelt. Die mathematischen Anforderungen sind moderat bis gering. Die Übungen werden von den Studierenden selbst oder im Team und ggfs. mit komponentenweiser Unterstützung durch die Lehrenden in Software oder an der Tafel implementiert. Die Studierenden gewinnen so einen Voreinblick in die wissenschaftliche Arbeitsweise bei studentischen Qualifikationsarbeiten, wie etwa der Bachelorarbeit, sowie die ingenieurmäßige Arbeitsweise im industriellen Umfeld von Sprachverarbeitung.

1. Technische Repräsentation von Sprachsignalen

• Bandbreite und Abtastrate, Abtastratenfehler, Digitale Auflösung
• Einkanal-, Mehrkanal-, Binauralsignale
• Akustisches Sensornetzwerk
• Datenbanken für Sprache und Störung
• Raumsimulation mit Spiegelquellen-Methode

2. Aufgabenstellung der Sprachsignalverbesserung

• Organisationform wissenschaftlicher Signalverarbeitungswettbewerbe
• Problemstellungen mit Störsignal, Raumhall oder Interferenz
• Evaluationsmetriken: PESQ, STOI, SegSNR, POLQA und ViSQOL
• Modellbasierte Verarbeitungsweise: Wiener-Filter, adaptive Methoden
• DNN-basierte Verarbeitungsweise: FNN, CNN, RNN, LSTM

3. Hardware- und Softwarewerkzeuge für die Sprachverarbeitung

• Entwicklungsumgebungen: Matlab, Python, TensorFlow
• Kommerzielle Lösungen und Analyse: Nvidia, Krisp, Solicall, etc.
• Geräte für die Sprachsignalerfassung und Verarbeitung: PC, Handy, R-Pi, Hearing Aid

4. Sprachkommunikation

• Systeme zur Sprachkommunikation: Voice over IP, Telekonferenzen
• Prinzipielle Funktion von Sprachcodecs: Quellen- und Kanal-Kodierung
• Aktuelle Entwicklungen für die Sprachübertragung: WebRTC, Speex, EVS
• Eigenschaften der Codecs: Abtastrate, Bitrate, Latenz, SNR, Komplexität im Vergleich
• Übertragungsverluste und ihre Kompensation: Statistische Modellierung und Verschleierung

Die Studierenden erwerben grundlegende Kenntnisse auf dem Gebiet der theoretischen Quantenoptik. Sie lernen zwischen den Eigenschaften klassischer und quantisierter Lichtfelder zu unterscheiden. Im Mittelpunkt stehen vor allem die Quanteneigenschaften des Lichts, sowie dessen Wechselwirkung mit Materie. Die erworbenen Kenntnisse sollen eine solide Grundlage für zukünftige selbständige wissenschaftliche Arbeiten bilden.

Inhalte:
Die Veranstaltung richtet sich an Studierende mit Interesse an theoretischen Fragestellungen der Quantenoptik. Die notwendigen Kenntnisse der klassischen Elektrodynamik werden zu Beginn wiederholt. Im Zentrum der Lehrveranstaltung stehen vor allem: die Quantisierung des elektromagnetischen Feldes, die Photonenstatistik verschiedener Quantenzustände, quantenmechanische Kohärenz, die Auswirkungen der Vakuumfluktuationen am Beispiel der Casimir-Kraft und die quantenmechanische Beschreibung der Licht-Materie-Wechselwirkung.

Den Studierenden werden Kenntnisse über grundlegende Sachverhalte aus Elektrizitätslehre, Magnetismus und Optik sowie der Feldbegriff vermittelt. Sie erlangen Fertigkeiten zur Anwendung des Formalismus der Vektoranalysis zur Behandlung von Feldeigenschaften, zur Beschreibung grundlegender Eigenschaften von Wechselstromkreisen und Wellenausbreitung sowie zur Anwendung komplexer Zahlen zur Lösung von physikalischen Problemen. Sie erwerben Kompetenzen zur Integration von Kenntnissen aus der Experimentalphysik und mathematischen und theoretischen Fertigkeiten zum Verständnis der Wechselwirkung von Experiment und Theorie am Beispiel von Phänomenen der Elektrodynamik. Außerdem erlangen sie Kompetenzen zur gesellschaftspolitischen Einordnung der Konsequenzen von physikalischer Forschung.

Inhalte:
Elektrostatik; Materie im elektrischen Feld; das Magnetfeld; Bewegung von Ladungen in elektrischen und magnetischen Feldern; magnetische Eigenschaften der Materie; Induktion; Elektromagnetische Wellen; Licht als elektromagnetische Welle, grundlegende Phänomene der Optik

Übung für BetreuerInnen und TutorInnen der Einführung in die Theoretische Physik

Aufbauend auf der Vorlesung Nano-Optik I werden den Studierenden werden vertiefte Kenntnisse im Bereich der Optik mit dem Schwerpunkt der Optik nanoskopischer Strukturen vermittelt. Dabei wird ein besonderer Schwerpunkt auf die neuen Phänomene, die im Rahmen einer quantenmechanischen Beschreibung von Materie und/oder Licht auftreten. Die Studierenden werden mit den bei der Wechselwirkung von Licht und Materie auftretenden Energie- und Ladungstransportphänomen und der lichtinduzierten Dynamik von in offenen Quantensystemen vertraut gemacht. Die aktuellen Forschungsergebnissen auf diesem Gebiet werden diskutiert und die Studierenden erwerben Fertigkeiten zum selbständigen Umgang mit entsprechender Fachliteratur. Sie erlangen Kompetenzen zur wissenschaftlichen Analyse komplexer physikalischer Sachverhalte sowie zur selbständigen Einordnung neuer Forschungsergebnisse einschließlich ihrer gesellschaftspolitischen Bedeutung

Die Studierenden erlangen fundierte Kenntnisse in der biomedizinischen Physik mit Überblick über die (Neuro)-Physiologie, erwerben Fertigkeiten zur selbständigen Vertiefung diese Fachkenntnisse und erwerben Kompetenzen für eine Anwendung dieser Fachkenntnisse im Rahmen von Facharbeiten und Projekten in verschiedenen Bereichen der Neurosensorik.

Inhalte:
Anatomie, Physiologie und Pathophysiologie des Zentralen Nervensystems, Physiologie von Neuronen, Neuronenmodelle, Modelle von Neuronenverbänden und neuronaler Netze, Neuronale Kodierung und Merkmalsextraktion, Neurosensorik (Methoden, Experimente und Modelle neurosensorischer Verarbeitung), Neurokognition (Methoden, Experimente und Modelle neuronaler Verarbeitung bei kognitiven Funktionen), höhere Hirnfunktionen (Handlungssteuerung, Emotionen,...) , aktuelle Forschungsansätze in der Neurokognition aus Sicht der Physik.

Für die Bachelorarbeit werden 12 KP angerechnet, für die Begleitveranstaltung. 3 KP

The course is 2 hours per week taken together in 7 appointments from the second week on.
You have to book the desired date of your course via StudIP by checking into "Participants", ticking in the left hand menu "Groups" and proceed with the date of your choice. Get yourself registered by clicking the second button from the right "Become a memeber of group..." (cf. Documents).

E.g. a lab project in the morning means group A (recommanded if you don't participate at a language corse) or group C. If you are taking a language course you definetly have to choose group C

Aim/ learning outcome:
Achieving basic knowledge in reading, understanding and production of technical drawings, getting and overview about the features of CAD-Software, knowing about the basic principles of designing and dimensioning of machine elements.

Content:
Rules and Standards for Technical Drawings,
Design Phases:
• Functional requirements, performance specifications
• Design methodology
• Decision processes
• Detailing
• Manufacturing Drawings
• Grouping of parts
Basic Machine Elements:
• Frames
• Joints
• Bearings
• Sealing

Charakterisierung und Bearbeitung von Messsignalen (lineare Signalanalyse, Filterung), Charakterisierung und Beseitigung von Störeinflüssen (empirische Statistik, Rauschen in physikalischen Systemen, Korrelationsanalyse, phasensensitiver Verstärker, Methoden der Mittelung), Signaldigitalisierung, digitale Signalverarbeitung (u.a. zeitvariante Filterung, komplexe Verarbeitungsalgorithmen)

Sensoren zur Messung unterschiedlicher physikalischer Größen (z.B. Kraft, Temperatur, Ladung, elektrische und magnetische Felder, Energien von Teilchen und Strahlung), hoch aufgelöste Messungen kleiner Signale, Einfluss von Störsignalen, Linearisierung und Reduktion von Störgrößen durch Kompensationsmethoden, Rauschreduktion, phasensensitiver Detektor (Lock-In), Komplexe Messsysteme wie z.B. Kernresonanz, Elektronenresonanz, Lasermesstechnik (u.a. Pump/Probe-Systeme), räumlich aufgelöste Messmethoden wie z.B. Kernspintomographie, Elektronen- und Rastersondenmikroskopie.

Introduction to Software for the Simulation of Renewable Energy Systems

Die Studierenden erwerben Kenntnisse über die grundlegenden Prinzipien und messtechnischen Methoden der Kern- und Elementarteilchenphysik sowie der dazugehörigen theoretischen Modelle (Feldtheorien). Sie erlangen Fertigkeiten zur Analyse kern- und teilchenphysikalischer Probleme, zur Einordnung neuer Experimente und Publikationen sowie zur selbständigen Beurteilung neuerer Entwicklungen. Sie erwerben Kompetenzen zur fundierten Einordnung der neuen Entwicklungen im Bereich der Kern- und Elementarteilchenphysik sowie zur Vernetzung mit den Kenntnissen aus den bisherigen Vorlesungen zur Experimental- und theoretischen Physik. Außerdem erlangen sie Kompetenzen zur gesellschaftspolitischen Einordnung der Konsequenzen von physikalischer Forschung.

Inhalte:
Phänomenologie der Kerne und Kernmodelle, Kernstrahlung, Teilchendetektoren, Beschleunigungsprinzipien, Teilchenzoo, Standardmodell der Elementarteilchenphysik, Einführung in die Physik jenseits des Standardmodells (GUT und Superstringtheorien). Studierende, die einen tiefergehenden Einblick in die Materie erwerben möchten, wird zusätzlich der Besuch der Vorlesung "Einführung in die Astrophysik" empfohlen. Aufgrund der hohen Dynamik der Forschungsergebnisse in beiden Bereichen wird in der Vorlesung mehrfach ein Überblick über neuere Publikationen gegeben.

2 SWS Vorlesung als Blockveranstaltung + Praktikum (Block nach Absprache)

Dozent: Prof. Dr. rer. nat. Thorsten Schmidt, thorsten.schmidt1@uni-oldenburg.de

Voraussetzung für die Teilnahme ist eine Anmeldung zu Beginn des dem Praktikum vorangehenden Semesters (Formular hier ).

Ort des Praktikums: Labore der Physik.

Wer im Seminar 2.06.151 eingetragen ist, nimmt automatisch am Seminar 2.06.112 teil.

Die Praktika finden jeweils 14täglich statt.

Es werden berufsbezogene Kompetenzen zukünftiger Physiklehrerinnen und -lehrer im Umgang mit empirischen (physikdidaktischen und physikhistorischen) Forschungsmethoden und den Ergebnissen empirischer Forschung entwickelt. Die Beurteilung und Umsetzung für eigene Unterrichtsprozesse wird geschult.

Inhalte:
Empirische physikdidaktische Forschung hat in den letzten 20 Jahren das Bild von den Lern- und Lehrprozessen im Physikunterricht weitreichend verändert; in der Veranstaltung werden die empirischen Forschungsmethoden der Physikdidaktik vorgestellt und angewendet: Forschungsergebnisse werden auf der Basis physikdidaktischer Modelle analysiert und auf Unterrichtsprozesse bezogen, physikhistorische Methoden und Erkenntnisse werden vorgestellt und diskutiert. Themenfelder wie Diagnostik im Physikunterricht oder der Beitrag physikalischer Bildung zu einer Bildung für nachhaltige Entwicklung wird thematisiert.

Alle Zeiten s.t.

Wer im Seminar 2.06.161 eingetragen ist, nimmt automatisch am Seminar 2.06.162 teil.

Die Studierenden erlernen, wie statistische Eigenschaften von Signalen zur Lösung von Problemen der Angewandten Physik, insbesondere der Klassifikation, parametrischen Modellierung und Übertragung von Signalen genutzt werden können. Theoretische Lernziele beinhalten damit eine Wiederholung und Festigung statistischer Grundlagen und eine Verständnis von deren Nutzung für Algorithmen unterschiedlicher Zielsetzung und Komplexität. Im praktischen Teil werden Eigenschaften der behandelten Methoden selbständig erarbeitet sowie Algorithmen auf dem Rechner implementiert und auf reale Daten angewendet, so daß der Umgang mit theoretischen Konzepten und ihre praktische Umsetzung erlernt werden.

Inhalte:
Grundfragen der Informationsverarbeitung (Klassifikation, Regression, Clustering), Lösungsmethoden basierend auf Dichteschätzung und diskriminativen Ansätzen (z.B. Bayes Schätzung, k-nearest neighbour, Hauptkomponentenanalyse, support-vector-machines, Hidden-Markov- Modelle), Grundlagen der Informationstheorie, Methoden der analogen und digitalen Nachrichtenübertragung, Prinzipien der Kanalcodierung und Kompression

Die Vorlesung vermittelt weiterführende Kenntnisse auf dem Gebiet der Differentialgeometrie. Neben den fortgeschrittenen geometrischen Begriffen wie Finsler-Geometrie, Cartan-Geometrie, Spin-Struktur, werden insbesondere die Anwendungen dieser und anderer geometrischer Strukturen, die aus der Einführung in die Differentialgeometrie bekannt sind, in der theoretischen Physik erläutert. Zu diesen Anwendungen gehören Lagrange- und Hamilton-Theorie sowie Eichtheorie.

Basics of Electrostatics
Matter in an electric field
The magnetic field
Electrical circuits
Motion of charges in electric and magnetic fields Magnetism in matter
Induction
Electromagnetic waves
Light as electromagnetic wave

Wer im Seminar 2.06.111 eingetragen ist, nimmt automatisch am Seminar 2.06.112 teil.

The students acquire an advanced knowledge in the field of wind energy applications. Special emphasis is on connecting physical and technical skills with the know-how in the fields of logistics, management, environment, finances, and economy. Practice-oriented examples enable the students to assess and classify real wind energy projects. Special situations such as offshore wind farms and wind farms in non-European foreign countries are included to give the students an insight into the crucial aspects of wind energy also relating to non-trivial realizations as well as to operating wind farm projects.

Contents:
Assessment of the resource wind energy:
Weibull distribution, measurement of wind speeds to determine the energy yield, fundamentals of the WAsP method, partial models of WAsP, MCP method for long-term correction of measured wind data in correlation with long-term reference data, conditions for stable, neutral and instable atmospheric conditions, wind yield assessments from wind distribution and power curve, fundamentals of determining the annual wind yield potentials of individual single-turbine units.

Tracking effects and wind farms:
Recovery of the original wind field in tracking flow of wind turbines, fundamentals of the Risø model, distance spacing and efficiency calculation of wind turbines in wind farms, fundamentals of offshore wind turbines, positive and negative effects of wind farms.

Operating wind farms:
Influences on the energy yield of the power efficiency of wind farms, three-column model of sustainability: “magic triangle”, profit optimization for increased energy production

Aim/learning outcomes:
Today micro-electro-mechanical systems (MEMS) and micro opto-electro-mechanical systems (MOEMS) and components are important in daily life and industry. The students get introduced to the modern field of micro technology. In addition this is also of relevance for those who are interested in sensors, in manufacturing of micro electronic components or in special applications of optics and lasers, e.g. laser processing for the micro and nano world. The students get also prepared to make use of tha tknowledge industry. Some practical work is demontrated in the laboratory.

Content:
Basic technology & methods, processes, materials, thin layers, deposition (e.g., evaporation, sputtering, CVD, diffusion, doping etc.), etching; particular emphasis is put on optical methods such as lithography, deep lithography, LIGA, laser micro machining, femtosecond laser applications.

To prove or disprove a theory an experiment is always needed. The deeper the theoretical question is behind an experiment the more complex it becomes.
Engineering physics is exactly that working field, where you can realise experimental setups that are capable of answering the questions moving science today. Therefore you need understanding of the physics of the experiment and instruments but also the engineering to really set-up such an experiment. But how can this be done? How can you set-up a large project? How can you down flow the physical design of an experiment from the theoretical question?
This will be answered within this lecture. As an example, the HIRES project will be presented. And then, we will start to work out an own project (the size depend on the number of students) with simulation, design, management and instrument development.

Die Praktika finden jeweils 14täglich statt.

Radiotherapy is a medical domain characterized by close cooperation between physics and medicine. In the vast majority of cases, patients are irradiated with a linear accelerator. The goal here is to irradiate the target region as precisely as possible and to affect as little surrounding tissue as possible. Each patient receives an individual treatment plan. The process by which the linear accelerator is configured for the radiation treatment is called radiation treatment planning.
The aim of the module is to provide students with a basic understanding of the theoretical principles of radiation treatment planning as well as to demonstrate different treatment planning techniques using practical examples. The module includes 8 lectures and 2 practical sessions. The practical sessions take place at Saturdays.

Angestrebte Lernergebnisse:
Die Studierenden lernen die Grundlagen physikalischen Experimentierens, den Umgang mit moderner Messtechnik sowie Grundlagen der Datenerfassung und -analyse durch Anwendung geeigneter Hard- und Software. Sie vertiefen Vorlesungsstoff durch eigenes Experimentieren. Sie erwerben die Fertigkeiten zur selbstständigen Planung, Durchführung, Auswertung, Analyse und Protokollierung physikalischer Experimente sowie zur Präsentation der Ergebnisse unter Verwendung multimedialer Werkzeuge. Durch Arbeit in Gruppen erwerben sie Kompetenzen in den Bereichen Teamfähigkeit und Kommunikation. Im Begleitseminar erwerben sie neben erweiterten Kenntnissen zum Experimentieren durch Einordnung der gesellschaftlichen Konsequenzen physikalischer Forschungsergebnisse Kompetenzen auf dem Gebiet des verantwortlichen wissenschaftlichen Handelns und Engagements.

Inhalt:
Einführung in Soft- und Hardware zur technisch-wissenschaftlichen Datenverarbeitung und -erfassung; Umgang mit moderner Messtechnik; Analyse und Bewertung von Messunsicherheiten; Anpassung von Funktionen an Messdaten; Durchführung von Versuchen
aus den Gebieten Mechanik, Elektrizitätslehre, Optik, Kernstrahlung, Elektronik, Signalerfassung und -verarbeitung.


Learning outcomes:
Students will learn the basics of physical experimentation, the use of modern instrumentation, data collection, and analysis using appropriate hardware and software. They deepen lecture material through their own experiments. They acquire the skills for planning, implementation, evaluation, analysis, and reporting of physical experiments and presenting of results using multimedia tools. By working in groups, they gain competencies in the areas of teamwork and communication.

Content:
Introduction to software for scientific data analysis, analysis and assessment of measurement uncertainties, analysis and verification of measured data, fitting of functions to measured data, dealing with modern measurement techniques, carrying out experiments in the fields of mechanics, electricity, optics, nuclear radiation, electronics, signal acquisition, signal processing.

The students acquire basic competences to set-up and analyze digital and analog electronic circuits; furthermore basic knowledge for measurement methods as well as for handling measurement systems are imparted.

content:
logic functions and gates, digital circuit analysis and synthesis, flip-flops, digital counters and memories, A/D- and D/A converters, programmable logic devices , impedances, inductances and capacitances, complex alternating electric quantities, RCL-filter circuits, semiconductor circuits, rectifier circuits, operational amplifier circuits

The students gain a broad operational perspective for the design of speech adaptive systems and respective algorithms with a particular focus on adaptive digital filters. The important NLMS, RLS, FDAF and Kalman-Filter algorithms can be derived from fundamental principles. Diverse applications from speech and acoustic signal processing deliver practical insight into the utilization of the fundamentals, for instance, in acoustic noise reduction, echo cancellation, dereverberation, acoustic channel estimation and equalization. However, the acquired knowledge allows for a broader interpretation in the context of engineering and physics. The computer exercises of larger scale will teach the students to argue, select and evaluate algorithms for the problem at hand. By discussion in the panel, students learn to demonstrate, defend and trade their solution against others. Theoretical exercises finally deliver the ability to argue and prove a speech processing design with the appropriate vocabulary.

Die Studierenden erlangen grundlegende Kenntnisse im Gebiet des Strahlenschutzes. Sie erwerben Fähigkeiten der Bewertung von zivilisatorischen und natürlichen Strahlenexpositionen und deren Vergleich mit Anwendungen in der Medizin. Sie erweitern ihre Kompetenzen im Bereich der Präsentationstechnik durch die Betreuung von kleinen Praktikumsversuchen zum Strahlenschutz.

Inhalt:
Strahlenphysik, Grundlagen der Dosimetrie, Strahlenschutzgrundsätze, Strahlenschutzverordnung, Natürliche und zivilisatorische Strahlenbelastung, Praktikum im Bereich der Strahlenschutzmesstechnik

Michael Komorek, Rajinder Singh,

Schwerpunkte: Historische physikalische Experimente und ihr didaktischer Kontext; Analyse physikalischer Inhalte und empirische Untersuchung ihrer Vermittlung; Experimentelle Fragestellungen

In this lecture the basic background of Radiooncology for Medical Physics will be covered. The lecture will be held at the Pius-Hospital Oldenburg in several blocks. Detailed schedule will be announced in May,

Voraussetzung für die Teilnahme ist eine Anmeldung zu Beginn des dem Praktikum vorangehenden Semesters (Formular hier ).

Ort des Praktikums: Labore der Physik.

Alle Zeiten s.t.

Das zentrale Thema dieser Vorlesung sind turbulente Strömungen. Es werden Aspekte der numerischen Modellierung als auch der statistischen Charakterisierung behandelt (Reynolds-Gleichung, Schließungsproblem und Schließungsansätze, Turbulenzmodelle: Kaskadenmodelle - Stochastische Modelle)
Lehrsprache: "This course will be held in English. If no international students should participate, the course language can also be switched to German."

Das Blockpraktikum vermittelt Theorie und Praxis digitaler Signalverarbeitung in der Akustik und Audio-Signalverarbeitung anhand von Experimenten mit Computern und mit akustischen Signalen.

This lab course is intended for students with limited signal processing knowledge/experience (although the courses "Physikalische Messtechnik/Signalverarbeitung" and "Numerische Methoden/Numerical Methods" are a prerequisite). It consists of lectures in the morning and practical computer experiments (Matlab) in the afternoon. The following topics are covered:

• Day 1: General signal theory and AD/DA-conversion
• Day 2: Spectral analysis and Discrete Fourier Transform
• Day 3: Digital filters
• Day 4: Stochastic signals and Wiener Filter
• Day 5: Signal processing project

The students are expected to hand in a report, describing the results of the computer experiments and the project.

More information: Prof. Dr. Simon Doclo (simon.doclo@uni-oldenburg.de).

1. Bachelor Physik
==============
Hinsichtlich der Zuordnung der Veranstaltung zum Modul "Fortgeschrittenenpraktikum" bzw. zum "Praxismodul" des Professionalisierungsbereiches beachten Sie die Modulbeschreibung des Praxismoduls Physik.

Blockveranstaltung nach Vereinbarung. Die erfolgreiche Teilnahme entspricht drei Versuchen im Fortgeschrittenenpraktikum des Fach-Bachelor Studiengangs Physik (FPR-B), das im kommenden WiSe stattfindet.

Teilnehmer/innen an diesem Block-Praktikum müssen bei der Anmeldung zum FPR-B des WiSe (Formular hier. ) unter der Rubrik "Mitteilung" angeben, dass sie am Blockpraktikum teilgenommen haben.

2. Bachelor Engineering Physics (EP)
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This lab course (6 CP) can be credited to the modules Laboratory Project II (pb271) or Projektpraktikum (pb224) in "Professionalisierungsbereich".

3. Bachelor Physik, Technik und Medizin (PTM)
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Dieses Blockpraktikum ist Teil des Fortgeschrittenenpraktikums PTM, dass aus drei Teilen besteht:

(1) Blockpraktikum Psychophysik, Neurosensorik und auditorische Signalverarbeitung (5.04.4103a)
(2) Blockpraktikum Digitale Signalverarbeitung (5.04.4103b)
(3) ein Einzelversuch aus dem semesterbegleitenden F-Praktikum BSc-Phase der Physik-Studiengänge.

Wer im Seminar 2.06.121 eingetragen ist, nimmt automatisch am Seminar 2.06.122 teil.

Aktuelle Forschungsarbeiten aus folgenden Gebieten der Signal- und Sprachverarbeitung: Ein- und mehrkanalige Sprachverbesserung, Sensornetzwerke, Sprachmodellierung, Sprachtechnologie, Signalverarbeitung für Hörgeräte und Multimedia.

Our energy society has not only caused environmental effects and questions of the finiteness of resources but has become also an urgent political issue. In this seminar we want approach this subject from the perspective of physics/ natural science.
The aim is to work out schemes of many public and political statements to achieve a more objective classification.

An example is the new gas field in the North Sea close to the island of Borkum. How can we relate this to new wind farms?
The seminar is also open for other ideas of the participants and it is a flow- up of a seminar in the winter term - there are no problems for new participants.

This lecture with exercises is intended as introduction into physics and engineering of wind energy utilisation. Nevertheless also social, historical and political aspects are regarded. The lecture gives a deeper understanding of physical effects, methods, calculations and parameters into the field of wind energy utilisation, wind physics and wind energy science. Experiments and exhibits are used to deliver deeper insights into the subjects of the lectures. The appointments on Thurday are dedicated to a tutorial part. Here, an an introduction into the common and professional software WindPro ® is given and project-oriented work on a design of a wind farm is perfomed. Also, calculation exercises, which have to be solved as homework, are explained.
Students who have attended »Wind Energy Utilisation« in the Bachelor phase should be able to directly enrol for advanced wind energy lectures in the Master phase (without attending 5.04.4061 – Wind Energy).

Content:
• The wind: generation, occurence, measurement, profiles etc.;
• Energy and power in the wind;
• Drag driven converters;
• Principle of lift driven converters;
• Dimensionless parameters and characteristic diagrams of wind turbines;
• Optimum twist and horizontal plan of the rotor blade;
• Rotor power losses;
• Power control;
• Generator concepts and grid interaction;
• Loads;
• Mechanical design and components of a wind turbine;
• Calculation of energy yield;
• Economics;
• Wind farms, wakes and wind farm efficiency;
• Environmental effects;
• Unconventional converters;
• Prepared discussion about social and political aspects;
• Use of wind farm calculation software WindPro

Die Studierenden erlernen die grundlegenden Prinzipien der phänomenologischen Thermodynamik einschließlich der Anwendungen auf dem Gebiet der Maschinen, sowie der mikroskopischen Thermodynamik und Statistik. Die Grundprinzipien werden auch anhand von Schlüsselexperimenten vermittelt. Die Veranstaltung bereitet auch den Besuch des Moduls Theoretische Physik III (Thermodynamik/Statistik) vor.

Inhalte:
Thermodynamische Zustandsgrößen, Hauptsätze der Thermodynamik, ideale und reale Gase, Potentialfunktionen aus der Legendre-Transformation, irreversible Zustandsänderungen, Kreisprozesse, Aggregatzustände, offene Systeme und Phasenübergänge, Wärmeleitung und Diffusion, statistische Ansätze für Gleichverteilung im Volumen, Entropieänderungen, kinetische Gastheorie, Boltzmann-, Fermi-Dirac- und Bose-Einstein-Statistik, Maxwell Verteilung, Planckscher Strahler, Zustandsänderungen in Quantensystemen.

Alle Zeiten s.t. !
Die Verteilung der Plätze findet per Losverfahren am 1. Termin des Seminars zum Praktikum statt (siehe dort).

Die Praktika finden jeweils 14täglich statt.

Die Vorlesung führt in die allgemeine Relativitätstheorie ein. Zuächst wird kurz an die Spezielle Relativitaetstheorie einschließlich der relatistischen Mechanik und Elektrodynamik erinnert. Danach werden das Äquivalenzprinzip und die Bewegung im Zentralfeld diskutiert. Anschließend wird die Tensor Analysis eingeführt. Damit können dann die Einstein Gleichungen formuliert werden. Als Anwendungsbeispiele werden Schwarze Löcher, Neutronensterne und Wurmlöcher behandelt.

Themen:
Äquivalenzprinzip, Bewegung im Gravitationsfeld, Metrik, Tensoren, Kovariante Ableitung, Riemannscher Krümmungstensor, Einsteinsche Feldgleichungen, Erhaltungsgrößen, Schwarzschild Lösung, Schwarze Löcher, Gravitationsstrahlung, Experimentelle Tests, Kosmologie, Friedmann-Gleichungen

Charakterisierung und Bearbeitung von Messsignalen (lineare Signalanalyse, Filterung), Charakterisierung und Beseitigung von Störeinflüssen (empirische Statistik, Rauschen in physikalischen Systemen, Korrelationsanalyse, phasensensitiver Verstärker, Methoden der Mittelung), Signaldigitalisierung, digitale Signalverarbeitung (u.a. zeitvariante Filterung, komplexe Verarbeitungsalgorithmen)

Vermittlung grundlegender und fortgeschrittener Kenntnisse mathematischer Methoden der Physik und Erwerb praktischer Fähigkeiten zur Anwendung dieser Methoden auf physikalische Probleme. Diese Kenntnisse bieten die Grundlage zur Lösung mathematischer Probleme in allen Bereichen der theoretischen, experimentellen und angewandten Physik.

Inhalte:
Es werden für den 3-dimensionalen Raum Integralsätze und (in verschiedenen Koordinatensystemen) Gradient, Rotation und Divergenz sowie Potential- und Wellengleichungen behandelt. In den Übungen werden die Methoden auf Probleme u.a. aus Geometrie, Mechanik, Elektrodynamik angewendet.

Lecture from 8 am, s.t. to 10 am s.t.
Achieving basic knowledge in applied mechanics, especially in statics and elasticity theory.

Content:
Static equilibrium (mainly 2D), frame works, friction (Coulomb), Hooke's law (3D including lateral contraction and thermal expansion), bending and torsion with planar cross sections, Mohr's theory

Voraussetzung für die Teilnahme ist eine Anmeldung zu Beginn des dem Praktikum vorangehenden Semesters (Formular hier ).

Ort des Praktikums: Labore der Physik.

Es werden berufsbezogene Kompetenzen zukünftiger Physiklehrerinnen und -lehrer im Umgang mit empirischen (physikdidaktischen und physikhistorischen) Forschungsmethoden und den Ergebnissen empirischer Forschung entwickelt. Die Beurteilung und Umsetzung für eigene Unterrichtsprozesse wird geschult.

Inhalte:
Empirische physikdidaktische Forschung hat in den letzten 20 Jahren das Bild von den Lern- und Lehrprozessen im Physikunterricht weitreichend verändert; in der Veranstaltung werden die empirischen Forschungsmethoden der Physikdidaktik vorgestellt und angewendet: Forschungsergebnisse werden auf der Basis physikdidaktischer Modelle analysiert und auf Unterrichtsprozesse bezogen, physikhistorische Methoden und Erkenntnisse werden vorgestellt und diskutiert. Themenfelder wie Diagnostik im Physikunterricht oder der Beitrag physikalischer Bildung zu einer Bildung für nachhaltige Entwicklung wird thematisiert.

Es werden berufsbezogene Kompetenzen zukünftiger Physikleh-rerinnen und -lehrer vermittelt: Rezeption, Reflexion und Anwendung physikdidaktischer Forschungsergebnisse mit Bezug zur Planung von Physikunterricht und zum Handeln als Physiklehrerin und -lehrer; grundlegende physikdidaktische Ausbildung im Studiengang.

Inhalte:
Physikspezifische Unterrichtsmethoden: u.a. entdeckender, forschender, kontextorientierter Physikunterricht, Experimente und Medien im Physikunterricht, Didaktische Rekonstruktion und Unterrichtsplanung, Methoden, um Bildung für nachhaltige Entwicklung durch Physikunterricht zu realisieren, Energiebildung, Anwendung empirischer Ergebnisse der Physikdidaktik

Es werden berufsbezogene Kompetenzen zukünftiger Physiklehrerinnen und -lehrer im Umgang mit empirischen (physikdidaktischen und physikhistorischen) Forschungsmethoden und den Ergebnissen empirischer Forschung entwickelt. Die Beurteilung und Umsetzung für eigene Unterrichtsprozesse wird geschult.

Inhalte:
Empirische physikdidaktische Forschung hat in den letzten 20 Jahren das Bild von den Lern- und Lehrprozessen im Physikunterricht weitreichend verändert; in der Veranstaltung werden die empirischen Forschungsmethoden der Physikdidaktik vorgestellt und angewendet: Forschungsergebnisse werden auf der Basis physikdidaktischer Modelle analysiert und auf Unterrichtsprozesse bezogen, physikhistorische Methoden und Erkenntnisse werden vorgestellt und diskutiert. Themenfelder wie Diagnostik im Physikunterricht oder der Beitrag physikalischer Bildung zu einer Bildung für nachhaltige Entwicklung wird thematisiert.

You can find a list of books to buy and our syllabus here: https://wiki.angl-am.uni-oldenburg.de/index.php/2024_AM_Physics_and_Fiction

Schwerpunkte: Historische physikalische Experimente und ihr didaktischer Kontext; Analyse physikalischer Inhalte und empirische Untersuchung ihrer Vermittlung; Experimentelle Fragestellungen

Die Praktika finden jeweils 14täglich statt.

The students will learn the current research directions and challenges of the Machine Learning research field. By presenting examples from Machine Learning algorithms applied to sensory data tasks including task in Computer Hearing and Computer Vision the students will be taught the current strengths and weaknesses of different approaches. The presentations of current research papers by the participants will make use of computers and projectors. Programming examples and animations will be used to support the interactive component of the presentations. In scientific discussions of the presented and related work, the students will deepen their knowledge about current limitations of Machine Learning approaches both on the theoretical side and on the side of their technical and practical realizations. Presentations of interdisciplinary research will enable the students to carry over their Machine Learning knowledge to address questions in other scientific domains.

Contents:
Building up on advanced Machine Learning knowledge, this seminar discusses recent scientific contributions and developments in Machine Learning as well as recent papers on applications of Machine Learning algorithms. Typical application domains include general pattern recognition, computer hearing, computer vision and computational neuroscience. Typical tasks include auditory and visual signal enhancements, source separation, auditory and visual object learning and recognition, auditory scene analysis, data compression and inpainting. Applications to computational neuroscience will discuss recent papers on the probabilistic interpretation of neural learning and biological intelligence.

Schwingungen und Wellen, physikalische Grundlagen der Akustik, Erzeugung und Ausbreitung von Schall, Messung und Bewertung von Schall, Verarbeitung und Analyse akustischer Signale, Akustik von Stimme und Sprache, Sprachpathologie, Schalldämmung und –dämpfung, Raum- und Bauakustik, Elektroakustik, Stoßwellen, Photoakustischer Effekt; ausgesuchte Kapitel der Akustik, der Vibrationen und des Ultraschalls.

The students will deepen their knowledge on mathematical models of data and sensory signals. Building up on the previously acquired Machine Learning models and methods, the students will be lead closer to current research topics and will learn about models that currently represent the state-of-the-art. Based on these models, the students will be exposed to the typical theoretical and practical challenges in the development of current Machine Learning algorithms. Typical such challenges are analytical and computational intractabilities, or local optima problems. Based on concrete examples, the students will learn how to address such problems. Applications to different data will teach skills to use the appropriate model for a desired task and the ability to interpret an algorithm’s result as well as ways for further improvements. Furthermore, the students will learn interpretations of biological and artificial intelligence based on state-of-the-art Machine Learning models.

Contents:
This course builds up on the basic models and methods introduced in introductory Machine Learning lectures. Advanced Machine Learning models will be introduced alongside methods for efficient parameter optimization. Analytical approximations for computationally intractable models will be defined and discussed as well as stochastic (Monte Carlo) approximations. Advantages of different approximations will be contrasted with their potential disadvantages. Advanced models in the lecture will include models for clustering, classification, recognition, denoising, compression, dimensionality reduction, deep learning, tracking etc. Typical application domains will be general pattern recognition, computational neuroscience and sensory data models including computer hearing and computer vision.

Engineering Physics: Alternative für Signal- und Systemtheorie

Students will learn the basics of physical experimentation, the use of modern instrumentation, data collection, and analysis using appropriate hardware and software. They deepen lecture material through their own experiments. They acquire the skills for planning, implementation, evaluation, analysis, and reporting of physical experiments and presenting of results using multimedia tools. By working in groups, they gain competencies in the areas of teamwork and communication.

Content:
Introduction to software for scientific data analysis, analysis and assessment of measurement uncertainties, analysis and verification of measured data, fitting of functions to measured data, dealing with modern measurement techniques, carrying out experiments in the fields of mechanics, electricity, optics, nuclear radiation, electronics, signal acquisition, signal processing.

Die Studierenden erwerben grundlegende Kenntnisse auf dem Gebiet der theoretischen Quantenoptik. Sie lernen zwischen den Eigenschaften klassischer und quantisierter Lichtfelder zu unterscheiden. Im Mittelpunkt stehen vor allem die Quanteneigenschaften des Lichts, sowie dessen Wechselwirkung mit Materie. Die erworbenen Kenntnisse sollen eine solide Grundlage für zukünftige selbständige wissenschaftliche Arbeiten bilden.

Inhalte:
Die Veranstaltung richtet sich an Studierende mit Interesse an theoretischen Fragestellungen der Quantenoptik. Die notwendigen Kenntnisse der klassischen Elektrodynamik werden zu Beginn wiederholt. Im Zentrum der Lehrveranstaltung stehen vor allem: die Quantisierung des elektromagnetischen Feldes, die Photonenstatistik verschiedener Quantenzustände, quantenmechanische Kohärenz, die Auswirkungen der Vakuumfluktuationen am Beispiel der Casimir-Kraft und die quantenmechanische Beschreibung der Licht-Materie-Wechselwirkung.

Students are expected to gain an overview of bio-medical physics. They shall understand the activities of physicists in medicine and be able to analyse current research topics of medical physics.

Content:
Medical bases: Anatomy and physiology of humans, sense and neuro physiology, Psychophysics, pathophysiology of select organ systems, pathology of select diseases, physics in the biomedicine: Methods of biophysics and neuro physics, Roentgen diagnostics, radiotherapy, nuclear medicine, tomography, the medical acoustics/ultrasonic, medical optics and laser applications, Audiology

The course will explore physical models and computational approaches used for the simulations of macromolecular systems. A mixture of lectures and hands-on tutorials will serve to provide a roadmap for setting investigations of macro-molecular structure and dynamics at the atomic level of detail. The course is based on practical exercises with the biophysical programs NAMD and VMD. In particular, the case studies of various biological systems will be discussed. Relevant physical concepts, mathematical techniques, and computational methods will be introduced, including force fields and algorithms used in molecular modeling and molecular dynamics on parallel computers

The course covers the main techniques used in wind turbine and wind farm control. The course is structured in five sections:
Section I: Introduction to control in wind energy
• Introduction to the governing physics
• Control objectives in wind energy
• Overview of the control system

Section II: Control oriented modelling
• Modelling in time domain
• Modelling in frequency domain
• Time and frequency response

Section III: Standard wind turbine control
• Torque and pitch control
• Tuning of a PI controller
• Stability analysis
• Control of coupled systems

Section IV: Advanced wind turbine control
• Advanced control design approaches
• State space control
• Estimation techniques

Section V: Wind farm control
• Wake control strategies
• Active power control
• Power maximization

Voraussetzung für die Teilnahme ist eine Anmeldung zu Beginn des dem Praktikum vorangehenden Semesters (Formular hier ).

Ort des Praktikums: Labore der Physik.

Für die Masterarbeit werden 15 KP angerechnet, für die Begleitveranstaltung 3 KP.

Part I: The students get a deeper knowledge about the fundamental physical processes of light-matter interaction. They are furthermore enabled to build advanced optical resonators that emit short and ultrashort laser pulses. They are trained to distinguish between the different laser types and designs for industrial, and scientific purposes as well as consumer electronics. The students will additionally get a basic knowledge on beam guiding techniques and safety requirements.

Please subscribe as well in 5.04.4667 Vorlesung: Biophotonics to get necessary documents and information.
The seminar "Modern Methods in Optical Microscopy" is part of "Advanced Metrology" and might be offered parallel with the seminar of "Biophotonics" (depending on the amount of participants). Examination: presentation in each part.

• Demonstrate knowledge, fundamental understanding and critical awareness of current research fields in state-of-the-art optical microscopy.
• Personal development through practice of communication, presentation, time management, teamwork, problem solving, project management, critical evaluation, numeracy, and IT skills.
• Students are able to prepare a written scientific report on their own and present their results in an appropriate way to the group; in particular to understand, analyze, classify and work on an advanced microscopy topic, thoroughly study the recommended (and further) literature; find and critically check relevant literature make and incorporate their own thoughts, write down and present their results in a mathematically correct and comprehensible way, finish in time.

Topics to be covered will include: microscopy, wave optics, optical imaging, spatial/temporal coherence, light generation/detection, e.g.:

• Confocal microscopy
• Superresolution microscopy
• Single Molecule Imaging
• Imaging of living tissue
• Raman microscopy
• Stochastic microscopy

Die Studierenden sollen einführende Kenntnisse der Astronomie und Astrophysik erlangen. Sie erwerben Kompetenzen zum Erkennen vieler neuer Zusammenhänge und des generellen Transfers von physikalischen Ansätzen in unterschiedliche Gebiete der modernen Physik. Im Rahmen von Vorträgen und Postern zu ausgewählten Themen sollen die Fertigkeit der Präsentation und Zusammenfassung wissenschaftlicher Arbeiten erlernt werden. Im Tutorium werden die Verwendung von robotischen Teleskopen, sowie grundlegende Auswertetechniken erlernt. Die Orientierung am Nachthimmel wird eingeübt.

Die Veranstaltung vermittelt neben fachlicher Kompetenz im Bereich von Chaos und nichtlinearer Dynamik die Fähigkeit sich in eine Thematik anhand akuteller Veröffentlichungen einzuarbeiten und in Form eines wissenschaftlichen Vortrags zu präsentieren. Fachlich werden Grundlagen der dynamischen Systeme, Methoder zur Charakterisierung, unterschiedliche experimentelle Systeme mit ihren Besonderheiten, Rauschen im dynamischen System, Steuerung und Regelung chaotischer Systeme sowie Synchronisationseffekte eingeführt und somit die Aufmerksamkeit für diese Phänomene geschärft. Es werden den Studierenden Fähigkeiten zur Analyse, Charakterisierung und Modellierung nichtlinear dynmischer Systeme vermittlet, die ein komplexes zeitliches und/oder räumliches Verhalten zeigen.

Acquire in-depth knowledge in the field of nonlinear optics, fundamentals and selected effects of nonlinear optics. The students will acquire knowledge in nonlinear optics and deepen their understanding of general optics. They will get to know fundamental nonlinear optical effects and their applications as well as the fundamental light-matter interaction that enable them. Specific competence goals are understanding and describing the effect of basic nonlinear optical phenomena in terms of the optical susceptibility, fundamental second-order and third-order nonlinear optical effects.

Aneignen vertiefter Kenntnisse auf dem Gebiet der nichtlinearen Optik, Grundlagen und ausgewählte Effekte der nichtlinearen Optik. Die Studierenden werden Kenntnisse in der nichtlinearen Optik erwerben und ihr Verständnis für die allgemeine Optik vertiefen. Sie werden nichtlineare optische Effekte und deren Anwendungen sowie die grundlegende Licht-Materie Wechselwirkung kennenlernen. Spezifische Ziele sind: Verständnis und Beschreibung grundlegender nichtlinearer optischer Phänomene im Hinblick auf die optische Suszeptibilität, grundlegender nichtlinearer optischer Effekte zweiter und dritter Ordnung.

The aim is that the students learn how to approach all kinds of real numerical problems in CFD and solve them. Everyone is supposed to be set up to date on the current problems and challenges of CFD in aerodynamics and their solutions.

Content:
CFD wake modeling, grid generators and computational stability, developing fluid structure interaction solvers, detached eddy simulations (DES), turbulent inflow field generation

Phasenübergänge sind allgegenwärtig in der Natur und sogar auch in technischen Systemen oder gesellschaftlichen Gruppen. Beispiele sind das Verdampfen von Wasser, der Verlust der Magnetisierung eines Magneten bei Erhitzung, Verlust der Stabilität eines elektrischen Netzwerks von regenerativen Energieerzeugern oder plötzliche Ausbreitung von Krankheiten.

In diesem Seminar werden Grundlagen der Phasenübergänge dargestellt, Methoden zu Ihrer Analyse erklärt und Beispiele für Phasenübergänge in Natur und Modellsystemen untersucht.

Themenstichpunkte: Einführung in Phasenübergänge, Ordnungsparameter, kritische Exponenten, Universalität, Renormalisierung, finite-size scaling, Computersimulationen, Perkolation, negative-weight percolation, Ising Modell, Spingläser, Zufallsfeldsysteme, Optimierungsprobleme, Netzwerke, Krankheitsausbreitung, dynamische Phasenübergänge, Gläser.

Im Seminar werden aktuelle Forschungsfragen und -Ergebnisse der Abteilung Hör-, Sprach- und Audiotechnologie des Fraunhofer-Institut für Digitale Medientechnologie vorgestellt und diskutiert. Dabei werden neben den im Rahmen von PhD- und Masterarbeiten erzielten Ergebnisse auch die in verschiedenen anwendungsorientierten Projekten eingesetzten Technologien und deren Anwendung vorgestellt. Beiträge von Partnern aus dem Netzwerk der Fraunhofer Abreitsgruppe erfolgen auf Einladung.
Inhaltliche Themen kommen aus den Bereichen der Hör- und Audioforschung, der Sprachtechnologie, der Neurotechnologie sowie der KI / machine Learning.

Studierenden wird somit ein interessanter Einblick in die Anwendungsfroschung und den Forschungstransfer bei Fraunhofer HSA gegeben.

Studierende haben die Gelegenheit, eigene Seminarbeitrag aus dem Themenspektrum der Abteilung zu erarbeiten und vorzustellen.

The participants are actually making a distance from their daily own research thread and implementation towards a wider perspective. They pursue other topics of colleagues and related scientists, which seem to be outside the personal scope or interest, and will yet contribute useful commentary and suggestions. To this, we shall seek literature and pursue intrinsically-motivated study in neighboring and overarching fields of research and education. The results of the study will be grouped systematically and presented in the seminar accordingly. The participants cooperatively work on consensus regarding the scientific merit of publications in terms fundamental relevance or potential utility for own scientific generalization. The themes of the seminar comprise the whole bandwidth of scientific literature on signal processing, machine learning and acoustics with applications in speech technology and hearing aids, for instance, single- and multichannel noise reduction, acoustic sensor networks, digital speech communication, binaural transmission and perception. The graduate participants prove the enhanced perspective obtained by the seminar by enhanced motivation and practice for proposal writing. The undergraduate participants can deliver an oral examination or contribute a formal presentation on a given topic.

Ultrafast optical and electronic excitations in nanostructures (e.g. electron-hole-pair and plasmonic modes)
Strong field effects in the physics of nanostructures
Role of quantum coherence for charge and energy transfer processes
Development of new experimental schemes to probe the nanoscale dynamics
Development of new theoretical approaches to analyze nanoscale dynamics

Es werden aktuelle wissenschaftliche Artikel aus dem Bereich computerorientierte statistische Physik vorgestellt und diskutiert. Die Präsentation ist formlos an der Tafel bzw. online (aber auch Nutzung von Präsentationsfolien möglich). Jede Teilnehmerin und jeder Teilnehmer stellt genau einen Artikel vor und schreibt eine kurze Zusammenfassung (LaTeX Format)

Übung für Betreuer und Tutoren für das Physikpraktikum im Modul Physik I

Participation: 1st -3rd semester.
Presentation: Master thesis work in progress or finished; at least one successfully completed specialization module.
Bachelor students are welcome as well.

Maschinelle Lernalgorithmen finden zunehmend breite Anwendung in verschiedensten insbesondere auch sicherheitskritischen Anwendungsbereichen, doch die Qualität dieser Algorithmen wird in den seltensten Fällen systematisch untersucht. Der Schwerpunkt dieser Veranstaltung liegt auf verschiedensten Qualitätsdimensionen für maschinelle Lernalgorithmen, insbesondere tiefe neuronale Netzwerke, angefangen von der Messung der Leistungsfähigkeit, über Interpretierbarkeit/Erklärbarkeit (XAI), Robustheit (adversarial robustness, Robustheit gegen Störung im Input), Unsicherheitsquantifizierung, Distribution Shift, Domain Adaptation, Fairness/Bias bis hin zu Privacy. Die Methoden werden in der Vorlesung theoretisch eingeführt und in den Übungen praktisch implementiert und angewendet. Inhaltliche Voraussetzungen sind grundlegende theoretische Kenntnisse im Bereich des maschinellen Lernens, praktische Programmierkenntnisse in Python und im Idealfall Grundkenntnisse im Training tiefer neuronaler Netzwerke.

Die Praktika finden jeweils 14täglich statt.

Basics of Electrostatics
Matter in an electric field
The magnetic field
Electrical circuits
Motion of charges in electric and magnetic fields Magnetism in matter
Induction
Electromagnetic waves
Light as electromagnetic wave

Course topics:

• Information processing in the brain, neurons, receptive fields
• Simple classification models, the perceptron, linear discriminant analysis, regression approach to classification
• Generative approaches, k-nearest neighbour classification, Bayes equation
• Model selection and cross-validation
• Logistic regression, binary cross-entropy loss function, gradient descent
• Gradient descent optimization and regularization, multi-layer perceptron and error backpropagation
• Convolutional networks, deep neural networks, receptive fields in deep netoworks
• Reinforcement learning
• Sequence modeling, speech recognition, markov chains, hidden markov model (HMMs)
• Transformer deep networks, large language models (LLMs), from HMMs to LLMs
• Information theory, measuring information, entropy
• Information theory continued, entropy bound for coding, compression

The course language is English or German, with English used by default and German used in case of only German native language speakers taking the course.

Die Anmeldung für den Theorieteil ist gesperrt. An dieser Veranstaltung nehmen ausschließlich die Studierenden teil, die sich für den praktischen Teil eingetragen haben. Die Übertragung in den Theorieteil wird dann manuell übernommen.

Seminar für BetreuerInnen und TutorInnen im Grundpraktikum Physik I

This course is aimed to provide an overview of the advanced methods of quantum mechanics for the study of many-particle problems in condensed-matter physics. The formalism of the single-particle and two-particle Green’s functions will be introduced and their connections with state-of-the-art numerical methods for electronic-structure theory will be disclosed.
The course is primarily aimed to graduate students with a study and/or research profile in theoretical physics. However, the participation of graduate students and young researchers with an experimental background is equally welcome.
Solid knowledge of quantum mechanics is a must to attend this course. Familiarity with theoretical solid-state physics and with the electronic-structure theory methods is a plus.

Die Studierenden erwerben Kenntnisse über weiterführende Kapitel der theoretischen Mechanik und Elektrodynamik und zum Zusammenhang mit den erworbenen Kenntnissen aus den Modulen Theoretische Physik I-III. Außerdem findet eine Abrundung und Systematisierung der Kenntnisse in theoretischer Physik statt. Sie erlangen Fertigkeiten zur Anwendung fortgeschrittener Methoden der klassischen theoretischen Physik und zur Kombination analytischer und numerischer Näherungsverfahren. Sie erwerben die Kompetenzen zum Erkennen übergreifender Zusammenhänge der theoretischen Physik und zur Entwicklung einer theoretisch-physikalischen Denk- und Arbeitsweise und werden damit auf ein Masterstudium in Physik vorbereitet.

Inhalte:
In der Vorlesung werden theoretische Konzepte aus vorherigen Vorlesungen weitergeführt und ausgebaut. Dabei geht es speziell um folgende Themen: (i) Vertiefung der Dynamik von Punktteilchen. Außerdem werden wir auch die Molekulardynamiksimulation kennen lernen, mit denen viele dynamische Systeme gelöst werden können. Auch werden die Begriffe Stabilität und Chaos, poincare schnitte, Attraktoren, Liaponov Exponenten und Fraktale eingeführt. (ii) Der Hamiltonsche Formalismus, der ausgehend vom Lagrange-Formalismus hergeleitet wird und mit dem man eine weitere sehr effektive Methode zur Hand hat, dynamische Probleme zu lösen. Außerdem stellt dieser Formalismus den Übergang zur Feldtheorie und ganz besonders zur Quantentheorie dar. (iii) Rotation starrer Körper. (iV) Spezielle Probleme der Elektrodynamik wie die elektromagnetische Felder in Medien und elektromagnetische Wellen.

Die Übungen zur Vorlesungen enthalten einen großen Anteil numerischer Übungen in der Programmiersprache C.

Bei kleiner TeilnehmerInnenzahl findet anstatt einer Klausur eine mündliche Prüfung statt.

Lecture from 8 am, s.t. to 10 am s.t.
Achieving basic knowledge in applied mechanics, especially in statics and elasticity theory.

Content:
Static equilibrium (mainly 2D), frame works, friction (Coulomb), Hooke's law (3D including lateral contraction and thermal expansion), bending and torsion with planar cross sections, Mohr's theory

Angestrebte Lernergebnisse:
Die Studierenden lernen die Grundlagen physikalischen Experimentierens, den Umgang mit moderner Messtechnik sowie Grundlagen der Datenerfassung und -analyse durch Anwendung geeigneter Hard- und Software. Sie vertiefen Vorlesungsstoff durch eigenes Experimentieren. Sie erwerben die Fertigkeiten zur selbstständigen Planung, Durchführung, Auswertung, Analyse und Protokollierung physikalischer Experimente sowie zur Präsentation der Ergebnisse unter Verwendung multimedialer Werkzeuge. Durch Arbeit in Gruppen erwerben sie Kompetenzen in den Bereichen Teamfähigkeit und Kommunikation. Im Begleitseminar erwerben sie neben erweiterten Kenntnissen zum Experimentieren durch Einordnung der gesellschaftlichen Konsequenzen physikalischer Forschungsergebnisse Kompetenzen auf dem Gebiet des verantwortlichen wissenschaftlichen Handelns und Engagements.

Inhalt:
Einführung in Soft- und Hardware zur technisch-wissenschaftlichen Datenverarbeitung und -erfassung; Umgang mit moderner Messtechnik; Analyse und Bewertung von Messunsicherheiten; Anpassung von Funktionen an Messdaten; Durchführung von Versuchen
aus den Gebieten Mechanik, Elektrizitätslehre, Optik, Kernstrahlung, Elektronik, Signalerfassung und -verarbeitung.


Learning outcomes:
Students will learn the basics of physical experimentation, the use of modern instrumentation, data collection, and analysis using appropriate hardware and software. They deepen lecture material through their own experiments. They acquire the skills for planning, implementation, evaluation, analysis, and reporting of physical experiments and presenting of results using multimedia tools. By working in groups, they gain competencies in the areas of teamwork and communication.

Content:
Introduction to software for scientific data analysis, analysis and assessment of measurement uncertainties, analysis and verification of measured data, fitting of functions to measured data, dealing with modern measurement techniques, carrying out experiments in the fields of mechanics, electricity, optics, nuclear radiation, electronics, signal acquisition, signal processing.

Basics of Electrostatics
Matter in an electric field
The magnetic field
Electrical circuits
Motion of charges in electric and magnetic fields Magnetism in matter
Induction
Electromagnetic waves
Light as electromagnetic wave

Students in Master Engineering Physics planning to specialize in the field of Renewable Energy have to register here until 23rd of December to receive a seat in the lecture Advanced Laboratories in Renewable Energy for Eng. Physics.
Lab seats in summer term will be distributed accordingly to registratation. Seats will be given given to full Master students first.

Deeper understanding of the fundamental equations of fluid dynamics.
Overview of numerical methods for the solution of the fundamental equations of fluid dynamics.
Confrontation with complex problems in fluiddynamics.
To become acquainted with different, widely used CFD models that are used to study complex problems in fluid dynamics.
Ability to apply these CFD models to certain defined problems and to critically evaluate the results of numerical models.

Content:
CFD II: RANS, URANS, LES, DNS, filtering / averaging of Navier- Stokes equations,
Introduction to different CFD models, Application of these CFD models to defined problems from rotor aerodynamics and the atmospheric boundary layer.


Lehrsprache: "This course will be held in English. If no international students should participate, the course language can also be switched to German."

Themen der Veranstaltung sind endliche Zahlendarstellung und numerische Fehler, grundlegende numerische Methoden (Differentiation und Integration), lineare und nichtlineare Gleichungssysteme, Funktionenminimierung, Modellierung von Messdaten, diskrete Fouriertransformation, gewöhnliche und partielle Differentialgleichungen, sowie weitere grundlegende numerische Methoden.
In der Übung werden die in der Vorlesung erlernten numerischen Methoden teilweise selbst implementiert (programmiert) und auf physikalische Problemstellungen aus Mechanik, Elektrodynamik etc. angewandt. Die Studierenden erlangen theoretische Kenntnisse der grundlegenden numerischen Methoden sowie praktische Fertigkeiten zur Anwendung dieser theoretischen Kenntnisse zur Modellierung und Simulation physikalischer Phänomene auf dem Computer.

Dies ist die Master-Veranstaltung. Das erste Treffen findet nach Absprache per Mail statt. Die Kommunikation erfolgt virtuell.

Diese Vorlesung auf dem Gebiet der Photonik beschäftigt sich mit der Wechselwirkung ultrakurzer Laserpulse mit Materie. Speziell wird die Erzeugung, Manipulation und Charakterisierung ultrakurzer Laserpulse beschrieben und die Wechselwirkung geformter Femtosekunden Laserpulse mit Atomen und Molekülen diskutiert. Zudem werden Anwendungen ultrakurzer Laserpulse vorgestellt.

The Laser-Safety Instructions are mandatory to everyone who is working in the optical laboratories in Emden.
A refreshment is needed every year. Usually, the instructions are offered twice in a semester, usually at the beginning. The instructions are not specific for a certain course, but we try to implement it there. Make sure, that you join one of the courses. You can even join it a semester ahead if you don't know when you are starting a project. In-between instructions are not offered.

The introductions are required:
Summer semester
5.04.632 Basic Laboratory II (BA)
5.04.4671 - Tools in Advanced Photonics (MA)

Winter Semester
5.04.6570 Fundamentals of Optics (MA)
5.04.637 Laboratory Project I (BA)
5.04.646a Laboratory Project II - Laser & Optics (BA)

General
Internships
Bachelor's Theses in the field of Laser & Optics
Master's Theses in the field of Laser & Optics

The “Wind Physics Student's Lab" aims to foster the learning process by own research activities of the students in wind physics and additionally to build up skills for scientific and experimental work and scientific writing. Therefore, this course is also intended as preparation for the master thesis.
The course is organized as seminar with integrated work in the laboratory. The students will investigate an individual, self-formulated research question and will be guided by the supervisors through the research-based learning process. The work in groups and discussion of solutions aims to improve skills in team working.
In order to introduce the students to current wind energy research, the course is offered in different versions. These versions represent the work of different research groups at ForWind -University Oldenburg. The seminars will be offered in subsequent semesters or in parallel.
The seminar “Wind turbine rotor in turbulent inflow" is connected to the scientific work of the research group Turbulence, Wind Energy and Stochastics (TWIST).
In this seminar, turbulent wind fields and their effects on wind turbines will be investigated. Students learn to measure wind flows in high resolutions and how turbulence can be described, investigated and evaluated for different purposes. The students gain a deep understanding of the phenomenon of turbulence. They perform own experiments in a wind tunnel with an active turbulence grid. They learn to establish their own research questions and are encouraged to develop own methods.
The seminar consists of three main phases:
1st phase: Preparational learning
• building up basic competences
• introduction to current research
• practical measurements of flows with different sensors in the wind tunnel
• evaluation methods of data of turbulent wind flows
2nd phase: Research-based learning
• defining own research questions
• defining an experimental strategy
• planning the experiment
• set-up, execution, data acquisition and decommissioning of experiments
3rd phase: Evaluation and documentation
• evaluating the experiments
• documentation with a short report (paper)
• presentation.

This is part two of a two-part python course. Successful completion of the first part (5.04.4243 a Python Programming in Energy Science I) or equivalent is required to enroll in this course! This will be checked during the first lecture.
The course will be in English.

The course will consist of a few lectures on advanced topics, followed by final group project on a topic related to wind energy.

Rastertunnel- und Rasterkraftmikroskopie liefern seit 25 Jahren faszinierende Einblicke in die atomare Welt von Oberflächen. In der Veranstaltung wird eine umfassende Einführung in die physikalischen Grundlagen und die Funktionsweise dieser Messmethoden vermittelt. Zusätzlich sollen die vielfältigen Anwendungsgebiete beider Techniken als Ausgangspunkt dienen, mit verschiedenen Phänomenen der Oberflächenphysik vertraut zu werden. Die Studierenden erhalten einen Einblick in die strukturellen und elektronischen Eigenschaften von Oberflächen, in das Bindungsverhalten von Molekülen und Atomen, in magnetische und optische Prozesse an Oberflächen, jeweils untersucht auf einer atomaren Größenskala. Viele der vorgestellten Effekte werden mit Hilfe der Originalliteratur diskutiert, um den Umgang mit englischsprachigen Fachzeitschriften zu erleichtern.

Inhalte:
Einführung in Rastertunnel- und Rasterkraftmikroskopie, Aufbau von Festkörperoberflächen, Adsorption an Oberflächen, Elektronische, magnetische und optische Eigenschaften von Oberflächen, atomare Manipulation

Die Praktika finden jeweils 14täglich statt.

The module “Sustainability of RE Systems” provides the theoretical background for understanding main concepts and interdisciplinary scientific methods from the context as well as their role in the sustainability debate.
Main topics and methods which are focus of the course are:
- Strategies and dimensions in sustainability research and discussion: efficiency, consistency and sufficiency, as well as related concepts (e.g. rebound)
- Growth/De-growth and decoupling of growth and emission
- Life-cycle analysis
- Thermodynamic methods: exergy, EROI and related approaches
- Social indicators and their relation to energy use
- Economic indicators and related paradigms in the context of energy consumption
- Resilience and its operationalisation for energy systems
- Methods for developing and assess socio-technical scenarios

After successful completion of the module students should be able to:
- analyse, and critically compare and evaluate selected sustainability concepts and strategies addressing renewable energy systems
- critically appraise and analyse the principles and implications of selected scientific methods and theories for a sustainable energy supply
- critically evaluate the suitability and meaningfulness of different sustainability indicators, theories, methods and practices regarding their role and impact for developed countries, on the one hand, and developing countries, on the other
- perform an integral assessment, involving several relevant aspects related to the sustainability of a particular real-life renewable energy project as well as identify the main barriers, potentials and driving factors for improving it
- perform a literature review on selected sustainability approaches to a professional standard and extract the main related conclusions, and arguing critically on them
- present data and information both verbally and in the written form, including quotation to a professional standard

Wer im Seminar 2.06.111 eingetragen ist, nimmt automatisch am Seminar 2.06.112 teil.

Deeper understanding of the fundamental equations of fluid dynamics.
Overview of numerical methods for the solution of the fundamental equations of fluid dynamics.
Confrontation with complex problems in fluiddynamics.
To become acquainted with different, widely used CFD models that are used to study complex problems in fluid dynamics.
Ability to apply these CFD models to certain defined problems and to critically evaluate the results of numerical models.

Content:
CFD I: The Navier-Stokes equations, introduction to numerical methods, finite- differences, finite-volume methods, linear equation systems, turbulent flows, incompressible flows, compressible flows, efficiency and accuracy

Wer im Seminar 2.06.151 eingetragen ist, nimmt automatisch am Seminar 2.06.152 teil.

Effiziente Monte Carlo Algorithmen, Clusteralgorithmen, Optimierungsalgorithmen, Phasenübergänge in Optimierungsproblemen, Clusteranalyse, Algorithmen für Netzwerke, fortgeschrittenes Finite-Size Scaling, Quanten-Monte Carlo, Neuronale Netze

Alle Zeiten s.t.

Es werden experimentelle Fertigkeiten entwickelt sowie berufsbezogene Kompetenzen für die Planung, Durchführung und Reflexion von Experimenten und Kompetenzen der Diagnose von Experimentierprozessen von Schülerinnen und Schülern aufgebaut. Ebenso wird die Kompetenz der didaktischen Reflexion des Einsatzes und der unterrichtlichen Einbettung von Experimenten entwickelt. Zielbereich ist der Physikunterricht im Sekundarbereich I in der Haupt-, Real- und Förderschule. Das Praktikum stellt eine weiterführende experimentelle Ausbildung im Studiengang dar. Die Experimente und die Kontexte, in den sie Bedeutung haben, werden in den Zusammenhang einer Bildung für nachhaltige Entwicklung gestellt.

Inhalte:
Es werden exemplarisch Experimente zu verschiedenen Themenbereichen der Physikunterrichts des Sekundarbereichs I aus den Feldern Mechanik, Optik, Wärmelehre, Magnetismus, Elektrizitätslehre, Elektromagnetismus, Atomphysik und auch der Halbleiterphysik selbst entwickelt und zunächst selbst erprobt und optimiert. Die Experimente werden dann im Rahmen von besuchen von Schülerinnen und Schülern im Schülerlabor oder eigener Besuche in der Schule erprobt. Die Experimente sollen an das besondere Fähigkeitsspektrum von Haupt-, Real- und Förderschülern angepasst sein. Sie sollen Erkenntnisgewinnung und den Nutzen physikalischer Erkenntnisse z. B. in Form einfacher Maschinen verdeutlichen. Modelldenken und die Simulation physikalischer Prozesse am Computer ergänzen das Praktikum.