Modulhandbuch Master of Science Engineering Physics · Robotik und Automation Seminar fortgeschrittene Themen in EP (3) Spezialisierung Design of Wind Energy Systems (3) Advanced

-1-

Carl v. Ossietzky Universität Oldenburg

Hochschule Emden/Leer

Version vom 12.05.2014

Modulhandbuch

Master of Science

Engineering Physics

Inhaltsverzeichnis

Empfohlene Studienverlaufspläne ........................................................................................................... 5

Physik/Mathematik:............................................................................................................................... 12 Simulation/Modellierung – MM 1 .................................................................................................... 12 Quantenmechanik – MM 2 .............................................................................................................. 14 Festkörperphysik – MM 3 ................................................................................................................ 15 Beschleuniger, Kern- und Teilchenphysik – MM 4 ......................................................................... 17

Ingenieurwissenschaften: ...................................................................................................................... 18 Ingenieurwissenschaften I – MM 7 ................................................................................................... 18 Ingenieurwissenschaften II – MM 8 ................................................................................................. 19 Ingenieurwissenschaften III – MM 9 ................................................................................................ 20 Werkstoffkunde – MM 5 ................................................................................................................... 21 Seminar fortgeschrittene Themen in EP – MM 6 ............................................................................. 22

Spezialisierung: ..................................................................................................................................... 23 Spezialisierung I – MM 10 ................................................................................................................ 23 Spezialisierung II – MM 11 .............................................................................................................. 24 Spezialisierung III (Vorbereitung Master Thesis) – MM 12............................................................. 25

Labor: .................................................................................................................................................... 26 Projekt – MM 14 .............................................................................................................................. 26

Management/BWL: ............................................................................................................................... 27 Management/BWL – MM 13 ............................................................................................................ 27

Master Thesis: ....................................................................................................................................... 29 Master Thesis – MM 15 .................................................................................................................... 29

Fächermatrix:......................................................................................................................................... 30 Signal- und Systemtheorie ................................................................................................................ 33

Anhang B2 Modulhandbuch M.Sc.

Übersicht

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Grundkurs im Strahlenschutz ............................................................................................................ 34 Medizinische Optik ........................................................................................................................... 35 Fundamentals of Optics .................................................................................................................... 36 Optische Materialien ......................................................................................................................... 37 Fluiddynamik I .................................................................................................................................. 38

Veranstaltungen in den Ingenieurwissenschaften II: ............................................................................. 39 F-Praktikum ...................................................................................................................................... 39 Grundkurs im Strahlenschutz ............................................................................................................ 40 Akustik .............................................................................................................................................. 41 Informationsverarbeitung und Kommunikation ................................................................................ 42 Laser Technology .............................................................................................................................. 43 High-Power-Laser-Physics ............................................................................................................... 44 Fuzzy-Regelung und kuenstliche neuronale Netze in Robotik und Automation .............................. 45 Fluiddynamik II................................................................................................................................. 47 Regenerative Energieversorgung eines Verbrauchers....................................................................... 48 Wind Physics Measurement Project.................................................................................................. 49

Veranstaltungen in den Ingenieurwissenschaften III: ........................................................................... 51 Physiologie der Tiere und Menschen ................................................................................................ 51 Spezialkurs Strahlenschutzseminar ................................................................................................... 52 Angewandte Psychophysik ............................................................................................................... 53 Medizintechnik.................................................................................................................................. 54 Standard und Systeme für die Kommunikation in der Medizin ........................................................ 55 Spectrophysik .................................................................................................................................... 57 Aeroelastic Simulation of Wind Turbine .......................................................................................... 58 Wind Turbine Design Project ........................................................................................................... 60

Veranstaltungen in der Spezialisierung I: .............................................................................................. 62 Strahlentherapie und Dosimetrie ....................................................................................................... 62 Psychophysik und Audiologie (PPAA) ............................................................................................. 63 Fiber Technology / Integrated Optics ............................................................................................... 64 Kohärente Optik ................................................................................................................................ 65 Laserphysik ....................................................................................................................................... 66 Biomass Energy I .............................................................................................................................. 67 Wind Energy ..................................................................................................................................... 69 Energy Storage I................................................................................................................................ 70 Solar Energy Systems – Electric and Thermal .................................................................................. 71 Energiemeteorologie ......................................................................................................................... 73 Energy Systems I .............................................................................................................................. 74 Physikalische Grundlagen der Photovoltaik ..................................................................................... 76 Dezentrale Energiesysteme ............................................................................................................... 77

Veranstaltungen in der Spezialisierung II: ............................................................................................ 78 Selected Topics on Medical Radiation Physics ................................................................................ 78 Neurophysik ...................................................................................................................................... 79 Bildgebende Verfahren ..................................................................................................................... 80 Advanced Topics Speech and Audio Processing .............................................................................. 81 Akustische Messtechnik II ................................................................................................................ 82 Bestrahlungsplanung und Brachytherapie......................................................................................... 83 Klinische Anwendung von Lasern .................................................................................................... 84 Solid-State Laser Design ................................................................................................................... 85 Optische Messtechnik ....................................................................................................................... 86 Design of Wind Energy Systems ...................................................................................................... 87 Energy Systems II ............................................................................................................................. 88 Wind Energy II.................................................................................................................................. 89 Solar Energy II .................................................................................................................................. 90 Quantensolarenergiewandlung .......................................................................................................... 92


Übersicht

-3-

Ultrakurze Laserimpulse ................................................................................................................... 93

Weiter Vorlesungen sind im Modulhandbuch ‘Master of Science in Physik’ und im

Vorlesungsverzeichnis‚ Wahlpflichtmodul Physik im Studiengang Master of Science in Physik’

aufgeführt. Auch Vorlesungen (keine Praktika) aus dem Studiengang Postgraduate Programme

Renewable Energy (PPRE) sowie Hörtechnik und Audiologie können gewählt werden. Weiter

Vorlesungen sind ggf. nach vorheriger Rücksprache mit den Programmverantwortlichen möglich.


Übersicht

-4-

Master of Science in Engineering Physics (M.Sc.)

Studienbeginn im Wintersemester: Field 1 st Semester 2 nd Semester 3 rd Semester 4 th Semester CP

Physik / Mathematik

Simulation/

Modellierung

(6)

Quantenmechanik (6)

Festkörperphysik (6)

Thesis

(30)

18

30

Ingenieurwissen- schaften

Ingenieurwissen- schaften I

(9) Ingenieurwissen-

schaften II

(9)

Ingenieurwissen- schaften III

(6) 33

Werkstoffkunde (6)

Seminar fortgeschrittene

Themen in EP

(3)

Spezialisierung Spezialisierung I

(9)

Spezialisierung II

(9)

Spezialisierung III

(Vorbereitung Master

Thesis)

(6)

24

Labor

Projekt (in einer

Forschungseinrichtung oder einer Firma)

(9)

9

Management Management/BWL

(6) 6

CP 30 30 30 30 120

Lehrveranstaltung (Kreditpunkte)

Es können die Schwerpunkte Biomedizinische Physik & Akustik (Biomedical Physics & Acoustics),

Laser & Optik (Laser & Optics), Erneuerbare Energie (Renewable Energy) gewählt werden.

Die Module aus dem Wahlpflichtbereich sind eine Auswahl von Veranstaltungen, die in der Regel

nicht ausschließlich für EP angeboten werden, sondern mit dem Angebot der Vertiefungsrichtungen in

Physik übereinstimmen. Die Veranstaltungen werden in der Regel nicht jedes Semester angeboten.


Übersicht

-5-

Empfohlene Studienverlaufspläne

Schwerpunkt Biomedizinische Physik Der Studienplan ist für die "Fachanerkennung Medizinische Physik" durch die Deutsche Gesellschaft

für Medizinische Physik (DGMP) verbindlich. Wird die Fachanerkennung nicht angestrebt, können in

dem Schwerpunkt anstelle der kursiv geschriebenen Fächer auch Angebote aus anderen Modulen

gewählt werden, siehe Fächermatrix (Seite 29ff.). Eine Studienberatung von dem/ der

Verantwortlichen für den angestrebten Schwerpunkt der Masterthesis wird dringend empfohlen.

Studienbeginn im Wintersemester: Field 1 st Semester 2 nd Semester 3 rd Semester 4 th Semester CP

Physik /

Mathematik

Standard und Systeme für die Kommunikation der

Medizin

(6)

Quantenmechanik

(6)

Festkörperphysik

(6)

Thesis

(30)

18

30

Ingenieurwissen- schaften

Signal- und Systemtheorie

(6)

Neurophysik

(3)

Physiologie (6)

33

Werkstoffkunde

(Medizintechnik)

(6)

Med. Optik (3)

Grundkurs im

Strahlenschutz (3)

F-Praktikum

(3)


Themen in EP (3)

Spezialisierung

Selected Topics on Medical

Radiation Physics

(3)

Spezialisierung

(Wahlpflicht) (3)

24

Strahlentherapie u.

Dosimetrie (3)

Bildgebende Verfahren

(3)

Psychophysik und Audiologie

(Physiologische,

psychologische und audiologische Akustik)

(6)

Klin. Anwendung von Lasern

(3)

Medizinische

Strahlenphysik

(3)

Labor

Projekt (in einer


(9)

9


(6) 6

CP 30 33 27 30 120


Wahlpflicht in der gewählten Spezialisierung


Übersicht

-6-

Studienbeginn im Sommersemester: Field 1 st Semester 2 nd Semester 3 rd Semester 4 th Semester CP

Physik / Mathematik

Quantenmechanik (6)

Thesis (30)

18

30

Standard und Systeme für die Kommunikation der

Medizin

(6)

Festkörperphysik

(6)

Ingenieurwissen-

schaften

Grundkurs im

Strahlenschutz (3)

Signal- und Systemtheorie

(6)

Neurophysik

(3)

33 F-Praktikum

(3)

Physiologie

(6)

Med. Optik

(3)

Werkstoffkunde

(Medizintechnik)

(6)


Themen in EP

(3)

Spezialisierung


Radiation Physics (3)

Strahlentherapie u.

Dosimetrie (3)

Spezialisierung

(Wahlpflicht) (3)

24 Bildgebende Verfahren

(3) Psychophysik und

Audiologie

(Physiologische,

psychologische und audiologische Akustik)

(6)

Medizinische Strahlenphysik

(3) Klin. Anwendung von

Lasern (3)

Labor

Projekt (in einer


(9)

9


(6) 6

CP 30 33 27 30 120




Übersicht

-7-

Schwerpunkt Erneuerbare Energie

Der Studienplan gibt einen beispielhaften Studienverlauf im Schwerpunkt wieder. Es können auch

andere Module gewählt werden. Je nach Auswahl aus dem Modulangebot der Natur- und

Ingenieurwissenschaften für die Spezialisierung kann die Summe der Kreditpunkte geringfügig von 30

pro Semester nach oben oder unten abweichen. In der Summe dürfen 120 Kreditpunkte nicht

unterschritten werden. Um die Breite bei hinreichender fachlicher Vielfalt im jeweiligen Schwerpunkt

zu gewährleisten, werden die Module in kleinen thematischen Einheiten angeboten, die mindestens

aus einer Vorlesung mit Seminar, Übung, Praktikum oder ähnlicher praxisnaher und

prüfungsrelevanter Veranstaltung bestehen. Es wird dringend empfohlen, die Wahl des Schwerpunkts

der angestrebten Masterthesis mit einer Studienberatung zu verbinden.

Studienbeginn im Wintersemester:



Field 1 st Semester 2 nd Semester 3 rd Semester 4 th Semester CP

Physik /

Mathematik

Simulation/

Modellierung (6)

Quantenmechanik

(6)

Festkörperphysik

(6)

Thesis

(30)

18

30

Ingenieurwissen-

schaften

Fluiddynamik I

(3)

and Energy Informatics

(3)

or Sustainability Economics

and Management (6)

Fuzzy-Regelung und künstliche

neuronale Netze in Robotik und Automation

(6)

Dynamical Systems (num.

& exp. analysis)

(3)

33

Fluiddynamik II

(3)

Advanced Topics in Wind

Energy (6)

Werkstoffkunde

(6)


Themen in EP (3)

Spezialisierung

Biomass Energy I(3)

or Wind Energy I (3)

Energy Storage I (3) or

Solar Energy Systems -

Electric & Thermal(3)

Energy Meteorology(3)

or Energy Systems I

(3)

or Physikalische Grundlagen

der Photovoltaik

(3)

Design of Wind Energy Systems

(3) or

Energy Systems II (3)

Elective courses (6)

Wind Energy II (wind farms)

(3) Solar Energy II (3)

Quantensolarenergiewandlung

(3)

Spezialisierung


Thesis) (6)

z.B.:

Dezentrale Energiesysteme (6)

24

Labor

Projekt (in einer

Forschungseinrichtung

oder einer Firma) (9)

9


(6) 6

CP 30 30 30 30 120


Übersicht

-8-

Studienbeginn im Sommersemester:




Physik / Mathematik

Quantenmechanik (6)

Simulation/

Modellierung (6)

Thesis

(30)

18

30

Festkörperphysik

(6)

Ingenieurwissen-

schaften

Aeroelastic Simulation

(3)

Fluiddynamik I

(3) Wind Farm Planning

(3)

33

Energy Meteorology

(3)

Wind Physics Measuremen

Projects

(6)

Werkstoffkunde (6)

Fuzzy-Regelung und

künstliche neuronale Netze in

Robotik und Automation (6)

Seminar fortgeschrittene Themen in EP

(3)

Spezialisierung

Design of Wind Energy

Systems (3)

Advanced Topics in Wind Energy

(6)

Energy Systems II

(3)

24

Numerical Modeling (3)

Energy Systems I

(3)

Spezialisierung (Vorbereitung Master Thesis)

(6)

Labor

Projekt (in einer Forschungseinrichtung oder

einer Firma)

(9)

9


(6) 6

CP 27 33 30 30 120


Übersicht

-9-

Schwerpunkt Erneuerbare Energie (EWEM)

Der Studienplan gibt den abgesprochenen Studienverlauf im Schwerpunkt wieder. Es können auch











Studienbereich 1. Semester

Partneruniversität

2. Semester

Oldenburg

3. Semester

Partneruniversität

4. Semester

Oldenburg und / oder Partneruniversität

CP

Physik / Mathematik

Statistical Physics (6)

Computational Fluid Dynamics

I & II

(6)

Turbulence Theory (6)

Thesis

(30)

18

30

Ingenieurwissen-

schaften

Ingenieurwissenschaften 1

(9)

Wind Physics Measurement

Project (6)

und Seminar fortgeschrittene

Themen in EP

(3)


(3) und


(6)

33

Fluid Dynamic II

(3)

und Wind Energy Meteorology

(3)

Spezialisierung Spezialisierung 1

(9)

Spezialisierung 2 (9)

und

Spezialisierung 3 (Vorbereitung Master

Thesis)

(6)

24

Labor


einer Firma)

(9)

9


(6) 6

KP 30 30 30 30 120


Übersicht

-10-

Schwerpunkt Laser & Optik Der Studienplan gibt einen beispielhaften Studienverlauf im Schwerpunkt wieder. Es können auch









Studienbeginn im Wintersemester:




Physik / Mathematik

Simulation/

Modellierung

(6)

Quantenmechanik (6)


Thesis

(30)

18

30

Ingenieurwissen-

schaften

Fundamentals of Optics

(6)

Laser Technology

(3)

High-Power-Laser-Physics

(6)

Spectrophysics

(6)

33 Optische Materialien

(3)

Werkstoffkunde

(6)


Themen in EP (3)

Spezialisierung

Fiber Technology/ Integrated Optics

(3)

Kohärente Optik (3)

Laserphysik

(3)

Klinische Anwendung von

Lasern (3)

Solid-State Laser Design

(3) Optische Messtechnik (3)

Spezialisierung


Thesis)

(6)

24

Labor


einer Firma)

(9)

9


(6) 6

CP 30 30 30 30 120


Übersicht

-11-

Studienbeginn im Sommersemester:




Physik /

Mathematik

Quantenmechanik

(6)

Simulation/

Modellierung

(6)

Thesis

(30)

18

30


Ingenieurwissen-

schaften

Laser Technology

(3) Fundamentals of Optics

(6)

Laser Technology

(3)

33 High-Power-Laser-Physics

(6)

Spectrophysics

(6)

Werkstoffkunde

(6)


Themen in EP (3)

Spezialisierung


Lasern (3) Laserphysik

(3)

Modern Methods in Optical Microscopy

(3)

24 Solid-State Laser Design

(3)

Optische Messtechnik

(3)

Fiber Technology / Integrated Optics

(3)

Spezialisierung


Thesis) (6)

Labor


einer Firma)

(9)

9


(6) 6

CP 30 30 30 30 120


Physik/Mathematik

-12-

Physik/Mathematik:

Modulbezeichnung: Simulation/Modellierung – phy610, MM 1

Bereich Physik

Lehrveranstaltungen: Computerorientierte theoretische Physik oder CFD I + II oder

Numerical Modelling I + II

Studiensemester: Winter (CtP); Sommer (CFD, Numerical Modelling)

Modulverantwortliche(r): Prof. Dr. Kühn

Dozent(in): Prof. Dr. Hartmann, Prof. Dr. Peinke, Dr. Steinfeld, Dr.

Stoevesandt

Sprache: Englisch / Deutsch

Zuordnung zum Curriculum MSc Engineering Physics, 1. Semester

Lehrform/SWS: Vorlesung: 3 SWS

Übung: 1 SWS

Arbeitsaufwand: Präsenzzeit: 62 Stunden

Selbststudium: 118 Stunden

Kreditpunkte: 6

Voraussetzungen nach

Prüfungsordnung

Empfohlene Voraussetzungen:

Angestrebte Lernergebnisse: Computerorientierte theoretische Physik:

Erweiterung und Abrundung der Ausbildung in theoretischer

Physik durch den Erwerb solider und vertiefter Kenntnisse

fortgeschrittener Konzepte und Methoden der theoretischen

Physik. Die Studierenden erwerben Kenntnisse auf den Gebieten

Algorithmen und Datenstrukturen im wissenschaftlichen

Rechnen, Debugging. Sie erweitern ihre Kompetenzen zur

erfolgreichen Bearbeitung anspruchsvoller Probleme der

theoretischen Physik mit modernen analytischen und

numerischen Methoden, zur eigenständigen Erarbeitung von

Zugängen zu aktuellen Entwicklungen der theoretischen Physik

und zum Verständnis übergreifender Konzepte und Methoden

der theoretischen Physik und der Naturwissenschaften allgemein.

CFD:

The general course objective is to impart knowledge on the

numerical solution of the Navier-Stokes equations that is

required for doing a bachelor/master thesis in the field of

computational fluid dynamics.

Numerical Modelling:

This course focuses on describing and explaining the structure

and evolution of the marine atmospheric boundary layer. There is

an emphasis on cloud-topped boundary layers and the trade wind

boundary layer. Also the wind wave interaction and its modelling

treated, as well as the modelling of the marine atmospheric

boundary. The students will learn to deal with the state-of-the-art

mesoscale models in a weather prediction mode considering air-

sea-interactions.

Inhalt: Computerorientierte theoretische Physik:

Debugging, Datenstrukturen, Algorithmen, Zufallszahlen,

Datenanalyse, Perkolation, Monte-Carlo-Simulationen, Finite-

Size Scaling, Quanten-Monte-Carlo, Molekulardynamik-

Simulationen, ereignisgetriebene Simulationen, Graphen und

Algorithmen, genetische Algorithmen, Optimierungsprobleme


Physik/Mathematik

-13-

CFD:

The Navier-Stokes-equations will be derived. The students will

be introduced into the general concepts of Reynolds-averaged

Navier-Stokes simulation models, large-eddy simulation models

and direct numerical simulation models. Discretization

approaches to the Navier-Stokes equations such as finite

differences or finite volume methods will be presented. The

students will be introduced into state-of-the art CFD codes and

they will learn how to to solve certain initial and boundary

condition problems from aerodynamics and boundary-layer

meteorology numerically by applying these state-of-the art CFD

codes. Troubleshooting will also be learnt during the course.

Numerical Modelling:

understand and apply numerical models of the marine

boundary layer

explain differences in the concepts of global atmospheric

models, mesoscale models and large-eddy simulation models

understand state-of-the-art parameterisations used in

mesoscale models

apply state-of-the-art mesoscale models in a weather

prediction mode (forecast mode)

apply state-of-the-art mesoscale models in a wind ressource

assessment mode (downscaling mode)

apply verification methods to the results of mesoscale

models

Studien-/Prüfungsleistungen: Klausur oder mündliche Prüfung

Medienformen: Tafel, Folien, Beamerpräsentationen, Übungen am PC

Literatur: Computerorientierte theoretische Physik:

T. H. Cormen, S. Clifford, C.E. Leiserson, und R.L. Rivest:

Introduction to Algorithms. MIT Press, 2001

A. K. Hartmann: Practical guide to computer simulation. World-

Scientific, 2009

J. M. Thijssen: Computational Physics. Cambridge University

Press, 2007

M. Newman, G. T. Barkema: Monte Carlo Methods in Statistical

Physics. Oxford University Press, 1999

CFD:

J.H. Ferziger, M. Peric, Computational Methods for Fluid

Dynamics, Springer, 2002

C. Hirsch, Numerical Computation of Internal and External

Flows: Introduction to the Fundamentals of CFD, Vol 1:

Fundamentals of Computational Fluid Dynamics, 2nd edition,

Butterworth-Heinemann, Amsterdam, 2007

P. Sagaut, Large Eddy Simulation for Incompressible Flows,

Springer, Berlin, 1998

J. Fröhlich, Large Eddy Simulationen turbulenter Strömungen,

Teubner, Wiesbaden, 2006 (in German)


Physik/Mathematik

-14-

Modulbezeichnung: Quantenmechanik – phy440, MM 2

Bereich: Physik

Lehrveranstaltungen: Theoretische Physik III (Quantenmechanik), Vorlesung

Theoretische Physik III (Quantenmechanik), Übung

Studiensemester: Sommer

Modulverantwortliche(r): PD Dr. Lutz Polley

Dozent(in): PD Dr. Lutz Polley

Sprache: Deutsch

Zuordnung zum Curriculum Master Engineering Physics, Pflicht, 2. Semester

Master of Education, Pflicht, 2. Semester


Übung: 4 SWS



Kreditpunkte: 6


Prüfungsordnung


Angestrebte Lernergebnisse: 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 nichtrelativistischen

Quantenmechanik (Superpositionsprinzip, Wellenfunktion,

Operatoren, Eigenwertproblem,

Wahrscheinlichkeitsinterpretation, Schrödinger-Gleichung,

Hilbert-Raum sowie aktuelle Themen wie Bellsche Ungleichung,

Dekohärenz)

Studien-/Prüfungsleistungen: Zweistündige Klausur oder mündliche Prüfung von 30min Dauer

Medienformen: Tafel, Folien, Beamerpräsentationen

Literatur: C. Cohen-Tannoudji, et al.: introduction to quantum mechanics,

de Gruyter, 2004

W. Nolting: Grundkurs Theoretische Physik, 5

Quantenmechanik, Springer Verlag, 2007

B.H. Bransden, C.J., Joachain: Quantum Mechanics, Prentice

Hall

J. Audretsch: Verschränkte Systeme, Wiley, 2005

F. Selleri: Die Debatte um die Quantentheorie, Vieweg Verlag,

1990


Physik/Mathematik

-15-

Modulbezeichnung: Festkörperphysik – phy050, MM 3

Bereich: Physik

Lehrveranstaltungen: Experimentalphysik V (Festkörperphysik), Vorlesung

Experimentalphysik V (Festkörperphysik), Übung

Studiensemester: Winter

Modulverantwortliche(r): PD Dr. Achim Kittel

Dozent(in): PD Dr. Achim Kittel

Sprache: Deutsch

Zuordnung zum Curriculum Master Engineering Physics, 3. Semester


Übung: 2 SWS



Kreditpunkte: 6


Prüfungsordnung

Empfohlene Voraussetzungen: Experimentalphysik I-IV, Theoretische Physik

Angestrebte Lernergebnisse: Die Studierenden erwerben Kenntnisse über Phänomene der

Festkörperphysik und ausgewählter Spezialgebiete

(Halbleiterphysik, Photovoltaik, Tieftemperaturphysik,

Supraleitung). Sie erlangen Fertigkeiten zur Anwendung

grundlegender Methoden und Prinzipien der Beschreibung von

Festkörperphänomenen (Symmetrien, reziproker Raum,

Modenspektren, Bloch Gleichungen, Wechselwirkungen,

Extrembetrachtungen wie starke und schwache

Elektronenbindung, makroskopische Quantenphänomene,

Beschreibung der Störung der periodischen Gitterstruktur). Sie

erwerben Kompetenzen zur Erfassung der Funktion von

technisch relevanten Bauteilen, zur vertiefenden Einarbeitung in

weitergehende Bereiche und zur Entwicklung neuartiger

Bauelemente aufgrund des erlernten Wissens. Außerdem

erlangen sie Kompetenzen zur gesellschaftspolitischen

Einordnung der Konsequenzen von physikalischer Forschung.

Inhalt: Kristallstrukturen und Symmetrien, Bravais-Gitter,

Translationssymmetrie und reziprokes Gitter, Brillouin-Zone;

Bindungstypen und -energien (kovalente, ionische, van der

Waals, metallische und Wasserstoffbrücken-Bindung); Dynamik

der Kristallgitter, Phononen, Nichtlineare und anharmonische

Effekte, spez. Wärme, Wärmeleitung und Umklapp-Prozesse;

Elektronen in Festkörpern, quasifreies Elektronengas,

Zustandsdichten und Ferminiveau, Transportgleichung;

Elektronen im periodischen Potential, Blochtheorem,

Bänderschema, effektive Masse, Zustandsdichten und Besetzung,

Metalle/Isolatoren; Grundlagen der Halbleiter; Grundlagen der

Supraleitung; magnetische Eigenschaften, Dia-, Para-,

Ferromagnetismus, Austauschwechselwirkung, Spinwellen,

Spingläser;

Studien-/Prüfungsleistungen: 2-stündige Klausur oder mündliche Prüfung von maximal 45 min

Dauer


Literatur: N N.W. Ashcroft und N.D. Mermin: Solid State Physics,

(Sounders College, Philadelphia, 1988) /

N.W. Ashcroft und N.D. Mermin: Festkörperphysik, (R.

Oldenbourg Verlag, München, 2001);

S. Elliott: The Physics and Chemistry of Solids, (John Wiley &


Physik/Mathematik

-16-

Sons, West Sussex (UK), 1999);

H. Ibach & H. Lüth: Festkörperphysik, (Springer, Berlin, 2002);

K. Kopitzky: Einführung in die Festkörperphysik (Teubner-

Verlag, Stuttgart, 1993);


Physik/Mathematik

-17-

Modulbezeichnung: Beschleuniger, Kern- und Teilchenphysik – phy620, MM 4

Bereich: Physik

Lehrveranstaltungen: Kern- und Teilchenphysik


Modulverantwortliche(r): Prof. Dr. Björn Poppe

Dozent(in): Prof. Dr. Björn Poppe

Sprache: Deutsch


Master of Education, Pflicht, 2. Semester




Kreditpunkte: 6


Prüfungsordnung

Tiefergehende Kenntnisse der Quantenmechanik, Atomphysik.

Grundlegende Kenntnisse der Mechanik und Relativitätstheorie.


Angestrebte Lernergebnisse: 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

Inhalt: Phänomenologie der Kerne und Kernmodelle, Kernstrahlung,

Teilchendetektoren, Beschleunigungsprinzipien, Teilchenzoo,

Einführung in die Feldtheorien, Quantenchromodynamik,

Elektroschwache Wechselwirkung, Standardmodell der

Elementarteilchenphysik, Einführung in die Physik jenseits des

Standardmodells (GUT und Superstringtheorien), Grundlagen

der Astroteilchenphysik. Aufgrund der hohen Dynamik der

Forschungsergebnisse in beiden Bereichen wird in der Vorlesung

mehrfach ein Überblick über neuere Publikationen gegeben.

Studien-/Prüfungsleistungen: Zweistündige Klausur oder mündliche Prüfung von 30min Dauer


Literatur: 1. Jörn Bleck-Neuhaus, Elementare Teilchen, Springer Verlag,

BIS

2. Wolfgang Demtröder, Experimentalphysik IV, Kern-,

Teilchen und Astrophysik, Springer Verlag, BIS

3. Das & Ferbel, Introduction to Nuclear and Particle Physics

World, Scientific, BIS

4. historisch wichtige Original-Publikationen

5. ggf. aktuelle Publikationen aus dem Physik Journal, Physics

Today etc.

http://www.bis.uni-oldenburg.de/katalogsuche/freitext=bleck+elementare+teilchen

http://www.bis.uni-oldenburg.de/katalogsuche/freitext=demtroeder+experimentalphysik+astrophysik

http://www.bis.uni-oldenburg.de/katalogsuche/freitext=ferbel+nuclear+particle


Spezialisierung

-18-

Ingenieurwissenschaften:

Modulbezeichnung: Ingenieurwissenschaften I – phy650, MM 7

Bereich: Ingenieurwissenschaften

Lehrveranstaltungen: Wahlveranstaltungen Engineering Physics; VL, SE, Ü


Modulverantwortliche(r): Prof. Dr. Neu, Prof. Dr. Kühn, Prof. Dr. ir. Doclo

Dozent(in): Abhängig von den gewählten Veranstaltungen

Sprache: Deutsch oder Englisch


Lehrform/SWS: VL, SE, Ü

Arbeitsaufwand: Zusammen 270 Stunden

Kreditpunkte: 9


Prüfungsordnung

Empfohlene Voraussetzungen: Abhängig von den gewählten Veranstaltungen

Angestrebte Lernergebnisse: Die Studierenden erlernen grundlegende Konzepte und

Methoden auf unterschiedlichen Gebieten der

Ingenieurwissenschaften einschließlich ihrer exemplarischen

Anwendung. Darüber hinaus werden sie an spezielle Probleme

ausgewählter Gebiete der Physik herangeführt und lernen, sich

mit aktuellen Fachpublikationen auseinanderzusetzen.

Inhalt: Abhängig von den gewählten Veranstaltungen

Studien-/Prüfungsleistungen: Abhängig von den gewählten Veranstaltungen

Medienformen: Abhängig von den gewählten Veranstaltungen

Literatur: Abhängig von den gewählten Veranstaltungen


Spezialisierung

-19-

Modulbezeichnung: Ingenieurwissenschaften II – phy651, MM 8










Kreditpunkte: 9


Prüfungsordnung













Spezialisierung

-20-

Modulbezeichnung: Ingenieurwissenschaften III – phy652, MM 9










Kreditpunkte: 6


Prüfungsordnung













Spezialisierung

-21-

Modulbezeichnung: Werkstoffkunde – phy630, MM 5


Lehrveranstaltungen: Werkstoffkunde; VL, Ü


Modulverantwortliche(r): Dr. Ing.. Schüning

Dozent(in): Dr. Ing.. Schüning

Sprache: Deutsch


Lehrform/SWS: Vorlesung: 4 SWS inklusive Übungen



Kreditpunkte: 6


Prüfungsordnung

Empfohlene Voraussetzungen: Kenntnisse über Aufbau und Eigenschaften der Werkstoffe aller

Werkstoffgruppen

Angestrebte Lernergebnisse: Die Studierenden sollen aus aufgrund Ihrer Kenntnisse eine

Auswahl der wichtigsten Strukturwerkstoffe für unterschiedliche

Aufgaben treffen können

Inhalt: Vertiefende Physikalische Betrachtungen des Aufbaus von

Werkstoffen

Ableitung von Werkstoffeigenschaften aus deren Aufbau,

insbesondere für Eisen-, Kupfer- und Aluminiumwerkstoffe

Wärmebehandlung von Metallen

Eigenschaften, Herstellung und Anwendungen von Keramiken

Eigenschaften, Herstellung und Anwendungen von Polymeren

Studien-/Prüfungsleistungen: Klausur, 1 Stunde

Medienformen: Tafel, Folie, Vorlesungsunterlagen in elektronischer Form

Literatur: Hornbogen, E.; Eggeler, G.; Werner, E: Werkstoffe; Springer

Verlag Berlin, 2008

Bergmann, W.: Werkstofftechnik Teil 1, Grundlagen; Carl

Hanser Verlag München, Wien 2008;

Bergmann, W.: Werkstofftechnik Teil 2, Anwendungen; Carl

Hanser Verlag München, Wien 2008;

Gottstein, G.: Physikalische Grundlagen der Materialkunde;

Springer 2001

Callister, W. D.: Fundamentals of Materials Science and

Engineering; John Wiley & Sons 2007

Bargel, H-J.; Schulze, G.: Werkstoffkunde; Springer 2008


Spezialisierung

-22-

Modulbezeichnung: Seminar fortgeschrittene Themen in EP – phy640, MM 6

Bereich Ingenieurwissenschaften

Lehrveranstaltungen: Seminar fortgeschrittene Themen in EP

Studiensemester: Winter oder Sommer

Modulverantwortliche(r): Prof. Dr. Neu

Dozent(in): Prof. Dr. Neu, Prof. Dr. Teubner



Lehrform/SWS: Seminar / 2 SWS



Kreditpunkte: 3


Prüfungsordnung

Empfohlene Voraussetzungen: Mindestens ein erfolgreich abgeschlossenes Modul aus dem

Bereich Spezialisierung

Angestrebte Lernergebnisse: Vertiefung und Erwerb fachlicher Spezialkenntnisse durch

Darstellung und Vermittlung eigener Projektergebnisse der

Masterarbeit bzw. publizierter Forschungsergebnisse aus der

gewählten Spezialisierung unter Einbeziehung des aktuellen

Forschungsstands. Weiterhin soll der Einsatz moderner Medien

und Präsentationstechniken wie Beamer, Powerpoint und

elektronische Zeitschriften erlernt werden.

Inhalt: Aktuelle Seminarthemen

Studien-/Prüfungsleistungen: Seminarvortrag oder mündliche Prüfung (20 Minuten).

Regelmäßige aktive und dokumentierte Teilnahme am Seminar

verteilt über die ersten drei Semester


Literatur: Wird entsprechend der konkreten Themenauswahl angegeben


Spezialisierung

-23-

Spezialisierung:

Modulbezeichnung: Spezialisierung I – phy660, MM 10

Bereich: Spezialisierung









Kreditpunkte: 9


Prüfungsordnung


Angestrebte Lernergebnisse: Kennen lernen des aktuellen Forschungsstandes im Spezialgebiet

und Erwerb fachlicher Spezialkenntnisse.






Spezialisierung

-24-

Modulbezeichnung: Spezialisierung II – phy661, MM 11










Kreditpunkte: 9


Prüfungsordnung









Spezialisierung

-25-

Modulbezeichnung: Spezialisierung III (Vorbereitung Master Thesis) – phy662,

MM 12


Lehrveranstaltungen: Wissenschaftliche Anleitung zur Vorbereitung der Masterarbeit

Studiensemester: Sommer oder Winter

Modulverantwortliche(r): Betreuer der Masterarbeit

Dozent(in):




Übung: 2 SWS



Kreditpunkte: 6


Prüfungsordnung




Inhalt: Einarbeitung und wissenschaftliche Anleitung zum selbständigen

Arbeiten im speziellen Fachgebiet, in dem die Masterarbeit

geschrieben werden soll.

Studien-/Prüfungsleistungen: Werden entsprechend dem konkreten Thema spezifiziert

Medienformen: Tafel, Folie, Vorlesungsunterlagen in elektronischer Form

Literatur: Wird entsprechend dem konkreten Thema spezifiziert


Labor

-26-

Labor:

Modulbezeichnung: Projekt – phy690, MM 14

Bereich: Labor

Lehrveranstaltungen: Praxisphase


Modulverantwortliche(r): Jeweiliger Betreuer

Dozent(in): Jeweiliger Betreuer

Sprache: Deutsch / Englisch


Lehrform/SWS: Praktikum

Arbeitsaufwand: 6 Wochen

Kreditpunkte: 9


Prüfungsordnung

Voraussetzung zur Zulassung in die Praxisphase ist ein

erfolgreiches Studium von in der Regel 45 KP


Angestrebte Lernergebnisse: Während der Praxisphase sollen die Studierenden die

verschiedenen Aspekte betrieblicher Entscheidungsprozesse

kennen lernen und Einblicke in technische, organisatorische,

ökonomische, ökologische und soziale Zusammenhänge des

Betriebsgeschehens erhalten.

Inhalt: Für die Master-Studierenden wird in ausreichendem Maße die

Mitarbeit in den Forschungsprojekten innerhalb der jeweiligen

Spezialisierung angeboten Um den Praxisbezug zu fördern kann

ein Praktikum, an einer (außeruniversitären) Forschungs-

einrichtung oder in der Industrie absolviert und als Vorbereitung

der Master Thesis genutzt werden. Die Studierenden sollen

bereits während des Studiums an die berufspraktische Tätigkeit

im Berufsfeld “Engineering Physics” herangeführt werden. Sie

sollen lernen, wie wissenschaftliche Methoden und Erkenntnisse

in vorgegebenen Aufgabenstellungen eingesetzt werden können.

Studien-/Prüfungsleistungen: Bericht

Medienformen: Gemäß Erfordernis

Literatur: Gemäß Erfordernis


Spezialisierung

-27-

Management/BWL:

Modulbezeichnung: Management/BWL – phy680, MM 13

Bereich: Management

Lehrveranstaltungen: Production Management Systems

Studiensemester: Sommer oder Winter

Modulverantwortliche(r):

Dozent(in): Siebenhüner, Paech





Kreditpunkte: 6


Prüfungsordnung



und Erwerb fachlicher Grundkenntnisse in Management,

Personalführung und Entrepreneurship.

Inhalt: z.B.:

Sustainability Economics and Management:

This module consists of a one lecture and one seminar (2 weekly

contact hours per lecture/seminar) dealing with basic concepts

and strategies of sustainability management within corporations.

Both, lecture and seminar give an overview of current

sustainability strategies for companies and present a variety of

instruments to integrate and initiate sustainable development

within corporations. While the lecture focuses more on

theoretical approaches and introduces basic concepts of

corporate sustainability management, the seminar provides a

variety of case studies and business cases to demonstrate

different concepts and instruments of sustainability management.

The seminar provides the possibilities for inter- and trans-

disciplinary exchange and discussions.

Practical Project in Sustainability Economics and Management:

This module consists of two seminars (2 weekly contact hours

per seminar) dealing with several topics from the broad field of

sustainability, economics and management during term.

The module’s intention is to integrate current research activities

of the University from the research areas of sustainability,

economics and management into teaching activities. The Module

provides students the possibility to actively participate in current

research at Oldenburg University. The module’s seminars each

year deal with different projects and are thus designed each year

by a different group of Oldenburg located researchers.

This teaching concept provides the interface between theory and

application of scientific theories into research practise. Thus, this

module also introduces research work at universities in general.




Oder


Spezialisierung

-28-

Lehrveranstaltungen: Mar920 Wissenschaftliche Praxis

Studiensemester: Sommersemester

Dozent(in): B. Junge , G. Blödow, T. Brinkhoff, J. Busch, B. Engelen, F.

Esser, H. Giebel, M. Scholz, A. Schimpf, K. Trautwein, V.

Vanieken, M. Wietz, L. Wöhlbrand

Sprache: Deutsch

Lehrform/SWS: VL/SE: 3 SWS Ü:1SWS

Kreditpunkte: 6 ECTS


Angestrebte Lernergebnisse: Qualifikationsziel des Moduls ‚Wissenschaftliche Praxis‘ ist das

Aneignen von nicht-technischen Fähigkeiten im Bereich des

Schreibens wissenschaftlicher Veröffentlichungen und des

Projektmanagements. Die Veröffentlichung in einem

international anerkannten Fachmedium stellt einen zentralen

Aspekt der wissenschaftlichen Arbeit dar.

Hierfür werden die einzelnen Schritte im Schaffensprozess einer

wissenschaftlichen Veröffentlichung dargelegt. Neben

handwerklich-formalen Belangen bei der Textarbeit und der

graphischen Aufbereitung von Ergebnissen werden auch ethische

Aspekte wie Plagiarismus, Authentizität und Datenmanipulation

thematisiert. Der Prozess des wissenschaftlichen Schreibens wird

in Theorie und Praxis erarbeitet und in praktischen Übungen

vertieft.

Diese Veröffentlichungen sind oftmals ausschlaggebend für das

Einwerben von wichtigen Drittmittelprojekten. Hierzu werden

die Grundlagen der projektbasierten Arbeit im

wissenschaftlichen Umfeld vermittelt. Dies umfasst die

wichtigen Elemente der Schöpfungskette von der Ideenfindung

über die Recherche, Anbahnung, Mittelakquise,

Projektcontrolling, sowie die Berichte für Mittelgeber und

Projektneuauflagen.

Nach erfolgreichem Abschluss des Moduls ‚Wissenschaftliche

Praxis‘ besitzen die Studierenden das Handwerkszeug um eigene

Ergebnisse so aufzubereiten, dass sie in international

anerkannten peer-review Journals veröffentlicht werden können

und zentrale Aspekte der Projektmittelakquise beherrschen.

Inhalt: - Good Scientific Practice (GSP) & Good Laboratory Practice

(GLP) für marine Belange

- Wissenschaftliches Schreiben, Schreibstile

- Darstellen von Ergebnissen

- Zitieren und Referenzieren, Urheberrecht

- Veröffentlichen in Fachzeitschriften, peer-review Prozesse

- Kommunikation, Groupware

- Projektmanagement & Controlling

- Antragstellung (Themendefinition, Budgetierung, Mittelgeber,

Ressourcenplanung, Administration)

- Projektdurchführung (Zuwendungsbescheid,

Meilensteinverfolgung, Zielerreichung, Berichte)

- Projektmittelgeber (EU, Bund, Land, freie Wirtschaft,

Fundraising, Wirtschafts- und Forschungsförderung)

Studien-/Prüfungsleistungen: 1 Referat

Medienformen: Tafel, Beamer, Laptops

Literatur: t.b.a.


Spezialisierung

-29-

Master Thesis:

Modulbezeichnung: Master Thesis – mamMM 15

Bereich: Thesis

Lehrveranstaltungen: Master Thesis


Modulverantwortliche(r): Lehrende des Studienprogramms Engineering Physics

Dozent(in): N.A. Sprache: Deutsch oder Englisch

Zuordnung zum Curriculum Master Engineering Physics, 4. Semester

Lehrform/SWS: Seminar, Labor und Selbststudium

Arbeitsaufwand: gesamt: 900 Stunden

Kreditpunkte: 30 inkl. 3 KP begleitendes Seminar und

2 KP Abschlusskolloquium


Prüfungsordnung

Master Curriculum Engineering Physics


Angestrebte Lernergebnisse: Die erlernten Kenntnisse und Methoden sind auf ein konkretes

wissenschaftliches Problem anzuwenden und mit den

erworbenen Schlüsselqualifikationen wie Teamarbeit,

Projektmanagement und Präsentationstechniken zu kombinieren.

Inhalt: Die Masterarbeit bildet den Abschluss des Masterstudiums. In

ihrem Rahmen bearbeiten die Studierenden selbständig ein

aktuelles Thema aus den Forschungsgebieten der

Arbeitsgruppen. Begleitet wird die Arbeit durch ein Seminar zur

Darstellung und Überprüfung der Zwischenergebnisse und des

Fortgangs der Arbeit. Die Ergebnisse werden in einem

Abschlusskolloquium verteidigt und sollen in der Regel zu einer

wissenschaftlichen Publikation beitragen.

Studien-/Prüfungsleistungen: Master Thesis und Kolloquium




Spezialisierung

-30-

Fächermatrix:

Modul / Vorlesung Course

number

Modulverantwortliche/Dozent CP BM LO RE

Beschleuniger, Kern- und

Teilchenphysik

5.04.3410 Poppe 6 Statt Quantenmechik in der

Fachanerkennung

der DGMP

Ingenieurwissenschaften I

(WS)

Doclo, Neu, Kühn 9

Signal- und Systemtheorie* 5.04.4011 Doclo 6 x

Grundkurs im Strahlenschutz 5.04.4221 Poppe, von Boetticher 3 x

Medizinische Optik* 5.04.6630 Neu 3 x

Fundamentals of Optics 5.04.6570 Teubner 6 x

Optische Materialien 5.04.6580 Struve, Brückner 3 x

Fluiddynamik I 5.04.4071 Peinke 3 x

Spezialisierung I (WS) Doclo, Neu, Kühn 9

Physics of Radiation Therapy

and Dosimetry

(Strahlentherapie und

Dosimetrie)*

5.04.4641 Poppe 3 x

Psychophysik und Audiologie

(Physiologische,

psychologische und

audiologische Akustik,

PPAA)*

5.04.4021 Kollmeier, van de Par 6 x

Fiber Technology/ Integrated

Optics

5.04.6640 Brückner 3 x

Kohärente Optik 5.04.4052 Gülker 3 x

Laserphysik 5.04.4051 Lienau 3 x

Biomass Energy I 5.06.7020 Blum 3 x

Windenergy 5.04.4061 Peinke 3 x

Energy Storage I 5.04.4801 Agert 3 x

Solar Energy Systems –

Electric and Thermal

5.04.4245 Parisi, Holtorf 3 x

Energy Meteorology 5.06.2020 Heinemann 3 x

Energy Systems I 5.06.5010 Heinemann 3 x

Physikalische Grundlagen der

Photovoltaik

5.04.4063 Riedel 3 x

Practical Project in

Sustainability Economics and

Management: Adaptation to

Climate Change, ggf. auch als

Modul ‚Management/BWL

2.12.1020 Eisenack, Siebenhüner, et.al. 6 x

Dezentrale Energiesysteme 2.01.4120 Sonnenschein 6 x

Ingenieurwissenschaften II

(SoSe)

Doclo, Neu, Kühn 9

F-Praktikum* 5.04.4102 Verhey, Kollmeier,

Uppenkamp

3 x

Grundkurs im Strahlenschutz* 5.04.4221 Poppe, von Boetticher 3 x

Akustik 5.04.7110 Van de Par 6 x

Informationsverarbeitung und

Kommunikation

5.04.4012 Anemüller 6 x

Laser Technology 5.04.4054 Struve 3 x


Spezialisierung

-31-

High-Power-Laser-Physics 5.04.6710 Teubner 6 x

Fuzzy-Regelung und

künstliche neuronale Netze in

Robotik und Automation

2.01.3140 Fatikow 6 x

Fluiddynamik II (Ing. I) 5.04.4071 Peinke 3 x

Regenerative

Energieversorgung eines

Verbrauchers

5.04.4233 Holtorf, Parisi 3 x

Wind Physics Measurement

Project

5.04.4234 Kühn 6 x

Spezialisierung II (SoSe) 9


Radiation Physics*

5.04.4242 Poppe, Rühmann 3 x

Neurophysik 5.04.4022 Hohmann, Uppenkamp 3 x

Bildgebende Verfahren* 5.04.4021 Uppenkamp, Hohmann 3 x

Advanced Topics Speech and

Audio Processing

5.04.4586 Doclo 3 x

Akustische Messtechnik II 5.04.6630 Blau 3 x

Bestrahlungsplanung und

Brachytherapie

5.04.4212 Dörner 3 x


Lasern*

5.04.6620 Neu 3 x x

Solid-State Laser Design 5.04.4053 Struve 3 x

Optische Messtechnik 5.04.4052 Gülker 3 x

Design of Wind Energy

Systems

5.04.4235 Kühn 3

(1)

x

Energy Systems II 5.06.4070 Heinemann 3 x

Wind Energy II 5.06.2050 Waldl 3 x

Solar Energy II 5.06.4245 Parisi / Holtorf 3 x

Quantensolarenergiewandlung 5.04.4061 Bauer 3 x

Ultrakurze Laserimpulse 5.04.4051 Groß 6 x

Ingenieurwissenschaften III

(WS)

Doclo, Neu, Kühn 6

Physiologie der Tiere und

Menschen*

5.02.2710 Weiler, Dedek 3 x

Spezialkurs

Strahlenschutzseminar

5.04.4222 Poppe, Rühmann, von

Boetticher

6 x

Angewandte Psychophysik 5.04.4203 Van de Par 3 x

Medizintechnik 2.01.3190 Hein 6 x

Standard und Systeme für die

Kommunikation in der

Medizin

2.01.3020 Hein 6 x

Spectrophysics 5.04.6610 Neu 6 x

Aeroelastic Simulation of

Wind Turbine

5.04.4236 Kühn 3 x

Wind Turbine Design Project 5.04.4235 Kühn / Peinke 6 x

Spezialisierung III (WS) Doclo, Neu, Kühn 6

Vorbereitung Master Thesis x x x

*Pflichtfächer für die „Fachanerkennung Medizinische Physik”

MA II = Master Industrial Informatics, HS Emden

MA TM = Master Technical Management, HS Emden

Semesterzeiten HS Emden: WS 20.09.-31.01, SoSe 01.03.-09.07.


Spezialisierung

-32-

(inkl. 3 Wochen Klausurenzeit nach den Vorlesungen und 1 Woche vor den Vorlesungen)

S = Sommersemester, W = Wintersemester


Spezialisierung

-33-

Veranstaltungen in den Ingenieurwissenschaften I:

Lehrveranstaltungen: Signal- und Systemtheorie

Studiensemester: Wintersemester

Dozent(in): Prof. Dr. ir. Doclo

Sprache: Deutsch / englisch

Lehrform/SWS: VL: 2 SWS

Ü: 2 SWS

Kreditpunkte: 6


Angestrebte Lernergebnisse: Vermittlung der theoretischen Methoden der Signal- und

Systemdarstellung bis hin zu modernen Mehrskalenverfahren

und Optimalsystemen zur Verarbeitung stochastischer Prozesse.

Vertiefung des Vorlesungsstoffes in analytischen, numerischen

und Programmierübungen. Nach Abschluss des Moduls

beherrschen die Studierende moderne

Signalverarbeitungsmethoden und können die

gelernten Methoden zur Analyse akustischer Systeme und zur

Erklärung der Funktionsweise signalverarbeitender Systeme

einsetzen.

Inhalt: Signalräume, Grundlagen der diskreten und integralen

Signalrepräsentation, Methoden der Systembeschreibung im

Zeit- und Frequenzbereich, Integraltransformationen wie

Fourier- und Laplace-Transformation, Hilbert-Transformation

und analytische Signale, Abtastung und z-Transformation,

stochastische Prozesse und lineare Systeme, Filter, Zeit-

Frequenz-Darstellungen, Optimaltransformationen und

Optimalfilter, Adaptive Filter.

Medienformen: Tafel, Folien, Beamerpräsentation

der Beispielprogramme, Ausgabe

von Referenz-Programmen für die Übungen

Literatur: B. Girod, R. Rabenstein, A. Stenger, “Signals and

Systems”, Wiley, 2001.

J. G. Proakis, D. G. Manolakis, “Digital Signal

Processing – Principles, Algorithms and Applications”,

Prentice Hall, 2007.

V. Oppenheim, R. W. Schafer, “Discrete-Time Signal

Processing”, Prentice Hall, 2009.

S. Haykin, “Adaptive Filter Theory”, Prentice Hall,

2001.


Spezialisierung

-34-

Lehrveranstaltungen: Grundkurs im Strahlenschutz


Dozent(in): Dr. H. von Boetticher, Prof. Dr. B. Poppe Sprache: Deutsch

Lehrform/SWS: VL / SE: 2 SWS

Kreditpunkte: 3

Empfohlene Voraussetzungen: Kern- und Elementarteilchenphysik, Strahlentherapie und

Dosimetrie

Angestrebte Lernergebnisse: 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 Medienformen: PowerPoint

Literatur: Skript zum Kurs wird während des Kurses zur

Verfügung gestellt


Spezialisierung

-35-

Lehrveranstaltungen: Medizinische Optik


Dozent(in): Prof. Dr. W. Neu



Kreditpunkte: 3

Empfohlene Voraussetzungen: Medizin für Naturwissenschaftler, Optik, Laserphysik

Angestrebte Lernergebnisse: Vermittlung fortgeschrittener Kenntnisse im Bereich der

medizinischen Optik und optischer Technologien in der Medizin

sowie deren theoretischem Hintergrund und der experimentellen

Methoden. Die Studierenden werden wissenschaftlich

kompetent positioniert, um aktuelle Entwicklungen kritisch zu

verfolgen und die Gestaltung (Entwicklung und Design)

innovativer optischer Applikationen in der Medizin zu initiieren.

Inhalt: Physiologie und Psychophysik des Sehens, Theorie von

Abbildungssystemen, Ophthalmologische Optik, Lichttechnik,

Photometrie, Sehen am Arbeitsplatz und im Verkehr, optische

Messungen am Patienten, Diagnostische und therapeutische

Laseranwendungen, Strahlenschutz (Infrarot, UV, Laser)

Mikroskopische Verfahren, LaserScan Mikroskop, optische

Spektroskopie, Fluoreszenzverfahren


Literatur: Bille, J., Schlegel, W.: Medizinische Physik 3.

Medizinische Laserphysik. Springer, Berlin, 2005.

ISBN: 3540266305

Faller, A., Schünke, M.: Der Körper des Menschen.

Thieme Verlag, 2004.

Glaser, R.: Biophysics. Springer-Verlag, 2001

Dössel, O.: Bildgebende Verfahren in der Medizin.

Springer-Verlag, 2000.

Hoppe,W., Lohmann, W., Markl, H., Ziegler, H. (Hrsg.):

Biophysik. Springer-Verlag 1982

J. Kiefer: Biological Radiation Effects, Springer Verlag

1990


Spezialisierung

-36-

Lehrveranstaltungen: Fundamentals of Optics


Dozent(in): Prof. Dr. U. Teubner

Sprache: Deutsch / (English as required)


Kreditpunkte: 6

Empfohlene Voraussetzungen: Basic knowledge in experimental physics and electrodynamics Angestrebte Lernergebnisse: Students gain experimental knowledge of optics together with

theoretical background. The acquired skills of the lecture will be

enhanced and supplemented by practical work in laboratory. The

course yields competences in scientific and applied work, i.e. for

science and industry. In addition, the course represents the basis

for all specializations in optics, laser physics and technology etc. Inhalt: Fundamental and advanced concepts of optics. Topics include:

reflection and refraction, optical properties of matter,

polarisation, dielectric function and complex index of refraction,

evanescent waves, dispersion and absorption of light, Seidel’s

aberrations, Sellmeier’s equations, optical systems, wave optics,

Fourier analysis, wave packets, chirp, interference,

interferometry, spatial and temporal coherence, diffraction

(Hyugens, Fraunhofer, Fresnel), focussing and optical resolution,

brilliance, Fourier optics, optics at short wavelengths, such as X-

rays Medienformen: Blackboard, beamer presentations, lecture experiments, exercises

in the laboratory Literatur: M. Born, E. Wolf u.a.: Principles of Optics. Cambridge

University Press, Cambridge, 2006

E. Hecht: Optics. Addison-Wesley, Amsterdam, 2003

F. L. Pedrotti, L. S. Pedrotti: Introduction to Optics.

Pearson Prentice Hall, Upper Saddle River NJ, 2007

Special additional literature will be announced


Spezialisierung

-37-

Lehrveranstaltungen: Optische Materialien


Dozent(in): Prof. Dr. Bert Struve, Prof. Dr. H. J. Brückner


Lehrform/SWS: VL: 2SWS

Kreditpunkte: 3

Empfohlene Voraussetzungen: Basic knowledge on optics, solid-state physics, optoelectronics

or optical communication

Angestrebte Lernergebnisse: Students acquire basic knowledge on special materials for optical

applications

Inhalt: Crystals and glasses as host materials

Nonlinear crystals

Special optical fibers

Electrooptical polymers

Photonic bandgap structure and photonic crystal fibers,

preparation and applications

Medienformen: Blackboard, transparencies, data projector presentation

Literatur: F. Träger (Ed.): Springer Handbook of Lasers and

Optics, 2007 (Springer)

Sakoda: Optical Properties of Photonic Crystals,

(Springer)


Spezialisierung

-38-

Lehrveranstaltungen: Fluiddynamik I


Dozent(in): Prof. Dr. J. Peinke



Ü: 1 SWS

Kreditpunkte: 3


Angestrebte Lernergebnisse:

Inhalt: Grundgleichungen: Navier-Stokes-Gleichung, Kontinuitäts-

gleichung, Bernoulli-Gleichung; Wirbel- und Energie-

gleichungen; Laminare Flüsse und Stabilitätsanalyse; exakte

Lösungen, Anwendungen Medienformen: Skript im Internet, Tafel, Beamerpräsentationen Literatur: D. J. Tritton: Physical fluid dynamics. Clarendon Press,

Oxford, 2003

G. K. Batchelor: An introduction to fluid dynamics.

Cambridge University Press, Cambridge, 2002

U. Frisch: Turbulence: the legacy of A. N. Kolmogorov.


J. Mathieu, J. Scott: An introduction to turbulent flow.


P.A. Davidson: turbulence Oxford 2004


Spezialisierung

-39-

Veranstaltungen in den Ingenieurwissenschaften II:

Lehrveranstaltungen: F-Praktikum


Dozent(in): Doclo, Kollmeier, Uppenkamp, Poppe


Lehrform/SWS: PR / SE: 2

Kreditpunkte: 3


Angestrebte Lernergebnisse: Die Studierenden erweitern die Fähigkeiten zur Konzipierung,

Durchführung, Analyse und Protokollierung

forschungsorientierter physikalischer Experimente und vertiefen

Erfahrungen mit modernen Mess- und Auswerteverfahren der

Experimentalphysik. Im Seminar vertiefen sie ihre Kenntnisse

und Fähigkeiten zur Präsentation der Ergebnisse unter

Verwendung multimedialer Werkzeuge. Durch Gruppenarbeit

erweitern sie ihre Kompetenzen in den Bereichen Teamfähigkeit

und Kommunikation. Inhalt: Durchführung forschungsnaher Experimente in den

experimentell arbeitenden Arbeitsgruppen des Instituts. Im

begleitenden Seminar werden die Ergebnisse der Experimente

unter Simulation von Tagungsbedingungen in Vorträgen

vorgestellt und anschließend diskutiert. Medienformen: Tafel, Beamerpräsentationen Literatur: Abhängig vom jeweiligen Versuchsinhalt


Spezialisierung

-40-

Lehrveranstaltungen: Grundkurs im Strahlenschutz


Dozent(in): Dr. H. von Boetticher, Prof. Dr. B. Poppe, Sprache: Deutsch

Lehrform/SWS: VL / SE: 2 SWS Kreditpunkte: 3


Dosimetrie

Angestrebte Lernergebnisse: 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 Medienformen: PowerPoint

Literatur: Skript zum Kurs wird während des Kurses zur

Verfügung gestellt


Spezialisierung

-41-

Lehrveranstaltungen: Akustik

Studiensemester: Sommersemsester

Dozent(in): Prof. Dr. Steven van de Par, Prof. Dr. Dr. Birger Kollmeier Sprache: Deutsch Lehrform/SWS: VL: 3 SWS, Ü / SE / PR: 1 SWS Kreditpunkte: 6


Angestrebte Lernergebnisse: Die Studierenden erwerben fortgeschrittene der Akustik. Sie

erlangen Fertigkeiten zum sicheren und selbstständigen Umgang

mit modernen Konzepten und Methoden der Angewandten

Physik. Sie erweitern ihre Kompetenzen hinsichtlich der

Fähigkeiten zur erfolgreichen Bearbeitung anspruchsvoller

Probleme der Angewandten Physik mit modernen

experimentellen und numerischen Methoden, zur eigenständigen

Erarbeitung von Zugängen zu aktuellen Entwicklungen der

Angewandten Physik sowie zum Verständnis übergreifender

Konzepte und Methoden der Angewandten Physik. Inhalt: 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. Medienformen: Tafel, Folien, Beamer, Computerprogramme Literatur: Kollmeier, B.: Skriptum Physikalische, technische und

medizinische Akustik, Universität Oldenburg,

http://medi.uni-oldenburg.de/16750.html

Heckl, Müller: Taschenbuch der technischen Akustik,

Springer-Verlag

F.G. Kollmann: Maschinenakustik, Springer-Verlag

https://elearning.uni-oldenburg.de/about.php?username=BKollmeier


Spezialisierung

-42-

Lehrveranstaltungen: Informationsverarbeitung und Kommunikation


Dozent(in): Dr. J. Anemüller, Prof. Dr. S. Doclo Sprache: Englisch und/oder Deutsch Lehrform/SWS: VL: 2 SWS, Ü: 2 SWS Kreditpunkte: 6

Empfohlene Voraussetzungen: Kenntnisse der Inhalte aus den Veranstaltungen Lineare Algebra,

Mathematische Methoden der Physik, Messtechnik und Block-

Praktikum Digitale Signalverarbeitung (FPR-B) Angestrebte Lernergebnisse: 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. Inhalt: 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 Medienformen: Tafel, Folien, Beamerpräsentation der Beispielprogramme,

Ausgabe von Referenz-Programmen für die Übungen Literatur: T. M. Cover, J. A. Thomas: Elements of information theory.

John Wiley, 1991

K. Sayood: Introduction to data compression. Kaufmann, 2003

Bishop: Pattern Recognition and Machine Learning, Springer,

2006

MacKay: Information Theory, Inference and Learning

Algorithms, Cambridge University Press, 2003


Spezialisierung

-43-

Lehrveranstaltungen: Laser Technology


Dozent(in): Prof. Dr. B. Struve



Kreditpunkte: 3

Empfohlene Voraussetzungen: Basic knowledge of laser physics and optics

Angestrebte Lernergebnisse: Students acquire advanced knowledge on generation of laser

radiation and on technical realization of important laser operation

modes

Inhalt: Generation of laser beams, beam propagation

High power lasers

Short pulse generation

Ultra-short pulse generation and Femtosecond Laser

Technology

High Power Lasers

Wavelength selection

Interaction between laser radiation and matter

Medienformen: black board, power point, practical work in the laboratory

Literatur: F. Träger (Ed.), Springer Handbook of Lasers and Optics, 2007

(Springer)

R. Menzel: Photonics, 2007 (Springer)


Spezialisierung

-44-

Lehrveranstaltungen: High-Power-Laser-Physics


Dozent(in): Prof. Dr. U. Teubner Sprache: Deutsch (Englisch when required) Lehrform/SWS: VL (incl. laboratory): 4 SWS Kreditpunkte: 6

Empfohlene Voraussetzungen: Basic courses in experimental physics, Fundamentals of Optics,

Laser Physics (advantageous: Ultra short Laser Pulses). Angestrebte Lernergebnisse: Students gain experimental and theoretical knowledge of the

amplification of ultra short laser pulses to high power. They gain

knowledge in the application of intense light pulses and the

fundamental competence on high power lasers in general. The

acquired skills of the lecture will be enhanced and supplemented

by practical work in laboratory. Hence the students acquire

experience with conception, realization and scientific analysis of

physical experiments with high power laser systems.

Consequently they acquire competences to act independently and

in team, respectively, in particular, in science with high power

lasers. Inhalt: Physics related to the generation of intense laser light,

application of femtosecond and high power laser pulses,

absorption of intense laser light, basics of laser matter interaction

at high intensity, fundamentals of laser plasmas, diagnostics,

applications in micro machining, laser generated ultra short

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, high field physics Medienformen: Blackboard, beamer presentations, exercises in the laboratory Literatur: P. Gibbon, Short Pulse Laser Interactions with Matter.

Imperial College Press, London, 2007

P. Schaaf, Laser Processing of Materials. Springer,

Berlin, 2010

Special additional literature will be announced


Spezialisierung

-45-

Lehrveranstaltungen: Fuzzy-Regelung und kuenstliche neuronale Netze in Robotik

und Automation


Dozent(in): Prof. Dr. Sergej Fatikow

Sprache: Deutsch

Lehrform/SWS: VL: 3 SWS, Ü: 1 SWS Kreditpunkte: 6


Angestrebte Lernergebnisse: Studierende sollen als Spezialisten verschiedener Disziplinen

ihre anwendungsspezifischen Steuerungs- und

Informationsverarbeitungsprobleme durch den Einsatz von

Fuzzy-Logik und neuronaler Netze lösen können.

Inhalt: Steuerungsprobleme in Robotik und Automation,

Einführung in Fuzzy- und Neuro-Systeme,

Grundlagen der Fuzzy-Logik,

Fuzzy-Logik regelbasierter Systeme,

Modelle neuronaler Netze,

Lernalgorithmen für neuronale Netze,

Mehrschichtige Netze und Backpropagation,

Assoziativspeicher und stochastische Netze,

Selbstorganisierende Netze,

Entwurf klassischer Regler,

Entwurf von Fuzzy-Regelungssystemen,

Praktische Anwendungen der Fuzzy-Logik,

Entwurf von Neuro-Regelungssystemen,

Praktische Anwendungen neuronaler Netze,

Fuzzy + Neuro: Grundlagen und Anwendungen

Medienformen: Skript im Internet, Tafel, Beamerpräsentationen.

Literatur: Essentiell:

* Vorlesungsskript in Buchform (erhältlich zum

Selbstkostenpreis von € 10,- im Sekretariat, A1-3-303)

Empfohlen:

* Bothe, H.-H.: Neuro-Fuzzy-Methoden, Springer, 1998

* Braun, Feulner, Malaka: Praktikum Neuronale Netze, Springer,

1997

* Kahlert, J.: Fuzzy Control für Ingenieure, Vieweg,

Braunschweig Wiesbaden, 1995

* Nauck, D., Klawonn, F. und Kruse, R.: Neuronale Netze und

Fuzzy-Systeme, Vieweg, 1994

* Zell, A.: Simulation Neuronaler Netze, Addison-Wesley /

Oldenbourg Verlag, Bonn, 1996

Gute Sekundärliteratur:

* Altrock, M. O. R.: Fuzzy Logic, R. Oldenbourg Verlag, 1993

* Bekey, A. and Goldberg, K.Y. (Eds.): Neural Networks in

Robotics, Kluwer Academic, 1996

* Berns, K. und Kolb, T.: Neuronale Netze für technische

Anwendungen, Springer, 1994

* Bothe, H.-H.: Fuzzy Logic, Springer, 1993

* Bunke, H., Kandel, A. (eds.): Neuro-Fuzzy Pattern

Recognition, World Scientific Publ., 2000

* Kahlert, J. und Hubert, F.: Fuzzy-Logik und Fuzzy-Control,

Vieweg, 1993

* Kim, Y.H. and Lewis, F.L.: High-Level Feedback Control with

Neural Networks, World Scientific, 1998

* Kratzer, K.P.: Neuronale Netze, Carl Hanser, 1993


Spezialisierung

-46-

* Lämmel, U. und Cleve, J.: Künstliche Intelligenz (neuronale

Netze), Fachbuchverlag Leipzig, 2001

* Lawrence, J.: Neuronale Netze, Systhema Verlag, München,

1992

* Omidvar, O. and van der Smagt, P. (eds.): Neural Networks for

Robotics, Academic Press, 1997

* Patterson, D.W.: Künstliche neuronale Netze, Prentice Hall,

1996

* Pham, D.T. and Liu, X.: Neural Networks for Identification,

Prediction and Control, Springer, 1997

* Rigoll, G.: Neuronale Netze, Expert Verlag, Renningen-

Malmsheim, 1994

* Ritter, H., Martinetz, Th. und Schulten, K.: Neuronale Netze,

Addison-Wesley, 1991

* Schulte, U.: Einführung in Fuzzy-Logik, Franzis-Verlag,

München, 1993

* Tizhoosh, H.R.: Fuzzy-Bildverarbeitung, Springer, 1998

* von Altrock, C.: Fuzzy Logic: Technologie, Oldenbourg, 1993

* White, D. and Sofge, D. (Eds.): Handbook of Intelligent

Control, Van Nostrand Reinhold, New York, 1992

* Zakharian, S. Ladewig-Riebler, P. und Thoer, St.: Neuronale

Netze für Ingenieure, Vieweg, Wiesbaden, 1998

* Zalzala, A. and Morris, A. (Eds.): Neural Networks for Robotic

Control, Ellis Horwood, London, 1996

* Zimmermann H.-J. (Hrsg.): Datenanalyse, VDI-Verlag, 1995

* Zimmermann, H.-J. (Hrsg.): Neuro + Fuzzy: Technologien und

Anwendungen, VDI-Verlag, 1995

* Zimmermann, H.-J. und von Altrock, C. (Hrsg.): Fuzzy Logic:

Anwendungen, Oldenbourg, 1994


Spezialisierung

-47-

Lehrveranstaltungen: Fluiddynamik II


Dozent(in): Prof. Dr. J. Peinke


Lehrform/SWS: VL: 2SWS Ü: 1 SWS

Kreditpunkte: 3



Inhalt: Reynolds-Gleichung, Schließungsproblem und

Schließungsansätze, Turbulenzmodelle: Kaskadenmodelle -

Stochastische Modelle. Medienformen: Skript im Internet, Tafel, Beamerpräsentationen Literatur: D. J. Tritton: Physical fluid dynamics. Clarendon Press,

Oxford, 2003

G. K. Batchelor: An introduction to fluid dynamics.


U. Frisch: Turbulence: the legacy of A. N. Kolmogorov.


J. Mathieu, J. Scott: An introduction to turbulent flow.


P.A. Davidson: turbulence Oxford 2004


Spezialisierung

-48-

Lehrveranstaltungen: Regenerative Energieversorgung eines Verbrauchers


Dozent(in): Prof. Dr. Jürgen Parisi, M.Sc. Hans Holtorf

Sprache: Englisch

Lehrform/SWS: SE: 2 SWS

Kreditpunkte: 3



Inhalt: Die Studierenden dimensionieren die Energieversorgung eines

netzfernen Verbrauchers. Dazu bestimmen sie das thermische

und elektrische Lastprofil, Recherchieren

energiemeteorologische und andere energetische Input Daten,

planen mögliche Systemkonfigurationen, simulieren das

Systemverhalten, optimieren die Systemkonfigurationen,

bestimmen Systemqualitätsparameter, erstellen ökonomische

Bewertung

Medienformen: Tafel, Beamer, Physik Multimedial, CIP Cluster

Literatur: J. Twidell, W. Weir: Renewable Energy Resources,

Spon Press


Spezialisierung

-49-

Lehrveranstaltungen: Wind Physics Measurement Project


Dozent(in): Prof. Dr. M. Kühn, Prof. Dr. J. Peinke, Dr. D. Heinemann, Dr.

M. Hölling, D. Trabucchi, Dr. M. Wächter, M. Dörenkämper, S.

Späth, A. Schmidt

Sprache: Englisch

Lehrform/SWS: SE: 4 SWS (2014 noch 2 SWS)

Kreditpunkte: 6 (2014 noch 3 ECTS)

Empfohlene Voraussetzungen: Wind Energy Utilization (Bachelor) or

Wind Energy (Master)

Angestrebte Lernergebnisse: A student who met the objectives of the course will be able to:

- Handle wind data and prepare it for further processing

- Find measurement artefacts in wind data

- Assess central parameters of wind physics and wind energy,

e.g. mean wind speed, turbulence intensity

- Find the optimum measurement method for particular tasks in

the field of wind physics

- Determine the most important parameters concerning the

particular task in the field of wind physics

- Determine the main sources of uncertainties and errors

concerning the particular task

- Analyze data in regard of measurement failures,

inconsistencies and processing bugs

- Write computer programs to solve tasks in the field of wind

physics by means of scientific methods

- Identify the main requirements for a measurement in regard of

its intended purpose

- Present the results and the used methods of the performed

assessment in a short report and an oral presentation

Inhalt: Case study like problems based on real world 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.


Spezialisierung

-50-

LIDAR (Light detection and ranging):

- analyses and conversion of data from LIDAR measurements


Literatur: R. Gasch, J. Twele: Wind Power Plants. Springer, 2nd ed., 2011.

Evaluation of site-specific wind conditions; MEASNET-

Guideline; Version 1; November 2009; free available in the

internet: http://www.measnet.com/wp-

content/uploads/2012/04/Measnet_SiteAssessment_V1-0.pdf

S. Emeis: Wind Energy Meteorology: Atmospheric Physics for

Wind Power Generation, Springer, 2012

http://www.measnet.com/wp-content/uploads/2012/04/Measnet_SiteAssessment_V1-0.pdf

http://www.measnet.com/wp-content/uploads/2012/04/Measnet_SiteAssessment_V1-0.pdf


Spezialisierung

-51-

Veranstaltungen in den Ingenieurwissenschaften III:

Lehrveranstaltungen: Physiologie der Tiere und Menschen


Dozent(in): PD Dr. Karin Dedek

Sprache: Deutsch


Kreditpunkte: 6


Angestrebte Lernergebnisse: Grundlegende Kenntnisse und Zusammenhänge der Physiologie

mit Schwerpunkt Humanphysiologie. Durchführung,

Auswertung und Dokumentation von physiologischen

Experimenten.

Inhalt: Der Vorlesungsstoff umfasst die Gebiete Allgemeine

Zellphysiologie, Sinnesphysiologie, Neuro- und

Muskelphysiologie, vegetative Funktionen, Blut und

Immunabwehr, Herz und Kreislauf, Regulation des inneren

Milieus, sowie Atmung und Ernährung und Verdauung. In der

Vorlesung steht die Physiologie des Menschen im Vordergrund.

Im Blockpraktikum wird eine Reihe von physiologischen

Experimenten mit Bezug zur Vorlesung durchgeführt. Dabei

werden auch etliche Eigenversuche durchgeführt, so dass der

eigene Körper besser verstanden wird.


Literatur: Physiologie des Menschen (Schmidt & Lang; Springer

Verlag; neueste Auflage) Praktikumsskript mit

ergänzender Literatur


Spezialisierung

-52-

Lehrveranstaltungen: Spezialkurs Strahlenschutzseminar


Dozent(in): Prof. Dr. B. Poppe, Dr. A. Rühmann, H. von Boetticher, K.

Dörner Sprache: Deutsch

Lehrform/SWS: VL / SE: 4 SWS Kreditpunkte: 6

Empfohlene Voraussetzungen: Experimentalphysik I-V, Kern- und Elementarteilchenphysik,

Strahlentherapie und Dosimetrie, Grundkurs im Strahlenschutz Angestrebte Lernergebnisse: Der Kurs vertieft sämtliche im Grundkurs im Strahlenschutz

erlernten Kenntnisse, Fähigkeiten und Kompetenzen.

Insbesondere wird Wert auf die Kompetenz gelegt Situationen

und Fragen des Strahlenschutzes fundiert bewerten zu können. Inhalt: Inhalte entsprechend der Stoffzusammenstellung der Richtlinie

Strahlenschutz in der Medizin und der Fachkunderichtlinie zur

Röntgenverordnung: Strahlenschutzrelevante Aspekte in der

Strahlentherapie, Nuklearmedizin und Radiologie.

Dieser Kurs erfüllt zusammen mit dem Grundkurs die

theoretischen Anforderungen zur Erlangung der Fachkunde im

Strahlenschutz.

Medienformen: PowerPoint Literatur: Skript zum Kurs wird während des Kurses zur

Verfügung gestellt


Spezialisierung

-53-

Lehrveranstaltungen: Angewandte Psychophysik


Dozent(in): Prof. Dr. Steven van de Par Sprache: English Lehrform/SWS: VL / SE / Ü: 2 SWS Kreditpunkte: 3


Angestrebte Lernergebnisse: Detailed knowledge of the theoretical concepts underlying

listening tests and of modern designs of listening tests.

Knowledge about human auditory perception and its application

in vehicle acoustics and digital signal processing. Inhalt: Subjective listening experiment design and models of human

auditory perception will be treated with a focus on application in

sound quality measurement (e.g. for vehicle noise and sound

reproduction) and in digital signal processing algorithm

development (e.g. for low bit-rate audio coding and headphone

virtualizers). Medienformen:

Literatur: Selected scientific papers


Spezialisierung

-54-

Lehrveranstaltungen: Medizintechnik


Dozent(in): Andreas Hein

Sprache: Deutsch

Lehrform/SWS: VL: 3 SWS Ü: 1 SWS Kreditpunkte: 6

Empfohlene Voraussetzungen: Regelungstechnik, Signalverarbeitung

Angestrebte Lernergebnisse: Grundverständnis für die Anwendung von Systemen der

Informatik/Elektrotechnik in der Medizin und Darstellung der

besonderen Anforderungen in diesem Anwendungsgebiet

Inhalt: Medizinische Gebiete und Einsatzfelder, Grundlegende

Anforderungen an medizintechnische Systeme (Hygiene, MPG,

technische Sicherheit, Materialien), Medizintechnische Systeme:

Funktionsdiagnostik (EKG, EMG, EEG), Bildgebende Systeme

(CT, MRT, Ultraschall, PET, SPECT), Therapiegeräte (Laser,

HF, Mikrotherapie), Monitoring (kardiovaskulär,

hämodynamisch, respiratorisch, metabolisch, zerebral),

Medizinische Informationsverarbeitung (HIS, DICOM,

Telemedizin, VR, Bildverarbeitung).

Medienformen: Tafel, Folien, Beamerpräsentation der Seminarbeiträge

Literatur: essentiell:

- Kramme, R.: Medizintechnik. Verfahren, Systeme und

Informationssysteme. Springer Verlag, 2002 (2. Auflage).

- Foliensammlung zur Vorlesung

empfohlen:

- Lehmann, Th.; Oberschelp, W.; Pelikan, E.; Pepges, R.:

Bildverarbeitung in der Medizin. Springer Verlag, 1997.

- Dugas, M.; Schmidt, K.: Medizinische Informatik und

Bioinformatik. Springer Verlag, 2003.

gute Sekundärliteratur:

- Taylor, R.H. et al.: Computer-Integrated Surgery. Technology

and clinical Applikations. MIT Press, Cambridge, MA, 1996.


Spezialisierung

-55-

Lehrveranstaltungen: Standard und Systeme für die Kommunikation in der

Medizin


Dozent(in): Prof. Dr. Andreas Hein

Sprache: Deutsch

Lehrform/SWS: VL: 3 SWS Ü: 1 SWS

Kreditpunkte: 6


Angestrebte Lernergebnisse: Die Studierenden

verfügen über Kenntnisse der Abläufe im Krankenhaus

und den damit verbundenen Anforderungen an

Computersysteme für die Dokumentation und

Verwaltung der Patientendaten,

verstehen die Grundkonzepte von

Krankenhausinformationssystemen und den relevanten

Standards für die Kommunikation medizinischer Daten,

kennen die Grundsätze und rechtlichen

Rahmenbedingungen für die Entwicklung von

Softwaresystemen für Krankenhäuser.

Sie sind in der Lage

die Rolle von Softwarekomponenten und Architekturen

von Softwaresystemen im Krankenhaus zu definieren

und diese auch zu implementieren,

die komplexen Abläufe in einem Krankenhaus und

daraus die notwendige Interaktion zwischen Klinikern

und Softwaresystemen abzuschätzen.

Absolventen des Moduls haben die Kompetenz

sich in spezifische Fragen der Entwicklung von

medizinsicher Software schnell einzuarbeiten,

Lösungsansätze zu präsentieren,

die interdisziplinäre Herausforderung zu erkennen und

durch Kommunikation mit anderen Disziplinen darauf zu

reagieren

Inhalt: Das Modul vermittelt die folgenden Inhalte:

Institutionen des Gesundheitswesens

Krankenhaus- und Abteilungsinformationssysteme,

Praxisverwaltungssysteme

Bildgebung in der medizinischen Diagnostik, PACS

Elektronische Krankenakten

Telemedizin

Standards für die Kommunikation:

o DICOM

o DICOM Structured Reporting

o HL7

o CDA

o IHE


Literatur: essentiell:

Lehmann, Meyer von Bexten: Handbuch der

medizinischen Informatik. Hanser Verlag, 2002.

Foliensammlung zur Vorlesung

empfohlen:

Dugas, M.; Schmidt, K.: Medizinische Informatik und

Bioinformatik. Springer Verlag, 2003.

https://elearning.uni-oldenburg.de/about.php?username=AHein1


Spezialisierung

-56-

gute Sekundärliteratur:

Haas P.: Gesundheitstelematik: Grundlagen,

Anwendungen, Potenziale. Springer Verlag, 2006.

Haas, P.: Medizinische Informationssysteme und

elektronische Krankenakten. Springer Verlag, 2005.

Clunie, D.A.: DICOM Structured Reporting. Pixelmed

Publishing, 2000.

Dreyer KJ et al.: PACS: A Guide to the Digital

Revolution. Springer Verlag, 2005


Spezialisierung

-57-

Lehrveranstaltungen: Spectrophysik




Lehrform/SWS: VL: 3 SWS Ü: 1 SWS

Kreditpunkte: 6

Empfohlene Voraussetzungen: Atomic and molecular physics, optics, laser physics

Angestrebte Lernergebnisse: Students gain in depth theoretical as experimental knowledge on

advanced optical spectroscopy applied to atomic and molecular

systems. They are qualified in setting up innovative methods and

measurement devices based on their expert competence in up-to-date

research and development areas.

Inhalt: Atomic structure and atomic spectra, molecular structure and

molecular spectra, emission and absorption, width and shape of

spectral lines, radiative transfer and transition probabilities,

elementary plasma spectroscopy, experimental tools in

spectroscopy, dispersive and interferometric spectrometers, light

sources and detectors, laser spectroscopy, nonlinear

spectroscopy, molecular spectroscopy, time resolved

spectroscopy, coherent spectroscopy

Medienformen: Black board, tranperencies, beamer presentation

Literatur: A.Thorne, U. Litzen, S. Johansson: Spectrophysics. Principles

and Applications. Springer, 1999. ISBN 978-3540651178

J.M. Hollas, M.J. Hollas: Modern Spectroscopy. Wiley, 2003.

ISBN 978-0470844168

W. Demtröder: Laser Spectroscopy: Basic Concepts and

Instrumentation. Springer, Berlin, 3rd

edition. ISBN 978-

3540652250

Recent publications on specific topics


Spezialisierung

-58-

Lehrveranstaltungen: Aeroelastic Simulation of Wind Turbine


Dozent(in): Prof. Dr. M. Kühn, MSc J. J. Trujillo, Dipl. Ing. B. Kuhnle Sprache: English

Lehrform/SWS: SE / Ü: 2 SWS Kreditpunkte: 3

Empfohlene Voraussetzungen: Wind Energy Utilization (Bachelor) or Wind Energy (Master),

Design of Wind Energy Systems (parallel)

Angestrebte Lernergebnisse: A student who has met the objectives of the course will be able

to:

understand the basic concept of an aero-servo-elastic

computer code to determine the unsteady aerodynamic

loads,

derive and validate the required parameters to model the

aero-hydro-elastic response of a wind turbine,

identify and interpret the required empirical parameters

to correct the blade element momentum (BEM) method

with respect to dynamic inflow, unsteady airfoil

aerodynamics (dynamic stall), yawed flow, dynamic

wake modeling,

explain the effects of the different models on the

resulting time series and validate the code,

interpret design standards for on- and offshore wind

turbines, select the required load cases according to site-

specific environmental data,

identify the dimensioning load cases and calculate

design loads for different main components of a wind

turbine.

Inhalt: The course focuses on the practical implications and hands-on

experience of the aero-hydro-servo-elastic modeling and

simulation of wind turbines. The subjects are similar but the

treatment is complementary to the parallel course ‘Design of

Wind Energy Systems’, which deals with the underlying

theoretical background:

advanced wind field modeling for fatigue and extreme

event loading,

modeling of wind farm flow and wake effects,

rotor aerodynamics (e.g. stationary or dynamic effects,

comparison of Blade Element Momentum theory and

more advanced methods like free vortex methods or

CFD),

structural dynamics and dynamic modeling of wind

turbine structures (modeling by ordinary or partial

differential equations, stochastic, multi body system

modeling),

advanced control of wind turbines,

design standards, design loads and design aspects of

offshore and onshore wind turbines.

The students analyze in pairs a model of an entire wind turbine

with the aid of a typical wind turbine design tool like GH

Bladed, Flex5 or Aerodyn/FAST.

Medienformen: Blackboard, transparencies, beamer presentations, exercises

using the PC Literatur:


Spezialisierung

-59-

T. Burton et. al.: Wind Energy Handbook. John Wiley,

New York, 2nd ed., 2011

R. Gasch, J. Twele: Wind Power Plants. Springer,

Berlin, 2nd ed., 2011.

Garrad Hassan, Bladed, Wind Turbine Design Software,

Theory Manual

Selected papers from e.g. Wind Energy Journal, Wiley

Interscience


Spezialisierung

-60-

Lehrveranstaltungen: Wind Turbine Design Project


Dozent(in): Prof. Dr. M. Kühn, Prof. Dr. J. Peinke, Dr. M. Hölling Sprache: Englisch Lehrform/SWS: SE / PR: 4 SWS Kreditpunkte: 6

Empfohlene Voraussetzungen: Wind Energy Angestrebte Lernergebnisse: Wind Energy Measurement Techniques:

A student who has met the objectives of the course will be able

to:

Determine wind turbine site characteristics

Determine wind turbine power curve

Determine structural properties e.g. eigenfrequencies,

mean loads and fatigue life consumption

Assess impact of wind turbine on power grid

Address environmental problems e.g. noise emission

Wind Turbine Design Project:

At the end of the lecture, students are able to:

Estimate the site specific energy yield

Calculate the aerodynamics of rotor blades under use of

the blade element momentum theory

Estimate the influence of different corrections on the

BEM and use them

Create wind fields to derive specific design situations for

the wind turbine

Assess the dynamics of a wind turbine, especially in the

context of fatigue loads

Transfer your knowledge to more complex topics, e.g.

simulation and measurement of dynamic loads

Calculate the economic aspects of a wind turbine

Evaluate the influence of wake effect on design and

loads

Inhalt: Wind Energy Measurement Techniques

Specific measurement techniques for wind energy will be

developed. Then working in form of a project the different

experiences of measurement techniques will be developed (fluid

dynamics, wind measurement, measurement of mechanical,

acoustical electrical characteristics).

Wind Turbine Design Project:

Organized in teams, the students develop a conceptual design for

an adapted wind turbine to solve site specific issues including

load assumptions, blade design, an operation and maintenance

concept and/or farm layout. The project phase is structured and

controlled according to actual industrial quality assurance

processes. Main steps are a market analysis, site assessment,

project planning and analysis of concepts. The lecture closes

with a presentation of the given task.


using PC and exercises in the laboratory Literatur: J. Mann, et al., Remote sensing for wind energy,

Roskilde, Denmark, May 2010.

T. Burton et. al.: Wind Energy Handbook. John Wiley,



Spezialisierung

-61-

DNV/Risø's Guidelines for Design of Wind Turbines,

2nd ed.

GH Bladed, Theory Manual

IEC 61400 series: Wind turbines – Part 1: Design

requirements, Part 3: Design requirements for offshore

wind turbines, Part 12-1: Power performance

measurements of electricity producing wind turbines,

Part 13: Measurement of mechanical loads


Spezialisierung

-62-

Veranstaltungen in der Spezialisierung I:

Lehrveranstaltungen: Strahlentherapie und Dosimetrie


Dozent(in): Prof. Dr. B. Poppe

Sprache: Deutsch / englisch


Kreditpunkte: 3

Empfohlene Voraussetzungen: Kern- und Elementarteilchenphysik Angestrebte Lernergebnisse: Der Kurs vermittelt Fähigkeit des Verständnisses grundlegender

Anwendungen der Strahlenphysik in der Medizin. Die

Studierenden erweitern somit ihre Kompetenzen im Hinblick auf

die Bewertung fächerübergreifender Zusammenarbeit

unterschiedlicher Disziplinen. Sie erlernen zudem den

selbstständigen Umgang mit fremdsprachlicher Literatur. Inhalt: Grundlagen der Strahlentherapie und Dosimetrie: Einführung in

die Strahlentherapie, Wechselwirkung von Strahlung mit

Materie, Elektronen, Photonen und Teilchenstrahlung,

Mathematische Beschreibung von Dosisverteilungen in

Absorbern, Detektoren und Dosimetrische Protokolle Medienformen: PowerPoint

Literatur: F. M. Khan: The Physics of Radiation Therapy.

Lippincott Williams and Wilkins, Philadelphia, 2003

H. Krieger, W. Petzhold: Strahlenphysik, Dosimetrie und

Strahlenschutz, Band 1 und 2, Teubner, Stuttgart, 1997

IAEA, Syllabus on Medical Physics


Spezialisierung

-63-

Lehrveranstaltungen: Psychophysik und Audiologie (PPAA)


Dozent(in): Prof. Dr. Dr. B. Kollmeier, Prof. Dr. S. van de Par, Dr. T. Brand,

Dr. S. Uppenkamp, Dr. R. Weber Sprache: Deutsch


Ü / SE / PR: 1 SWS

Kreditpunkte: 6

Empfohlene Voraussetzungen: Einführende Module sowie möglichst ein vertiefendes Modul in

Akustik und Signalverarbeitung Angestrebte Lernergebnisse:

Inhalt: Physiologie: Überblick über Hörsystem, Außenohr, Virtuelle

Akustik, Mittelohr, Stapediusreflex, Innenohrfunktion,

Cochleamodelle, Makro und Mikromechanik der Cochlea.,

Otoakustische Emissionen (Theorie), Innere Haarzellen,

Auditorischer Nerv, Hirnstamm, Tonotopie, binaurale

Verschaltung, Periodizitätentuning, Cortex (A1), Evozierte

Felder (MEG) und Potentiale (EEG).

Audiologie: Audiogramm, BERA, Schallleitungs- und

Schallempfindungsstörungen, Tinnitus, Otoakustische

Emissionen (Diagnostisch), Stapediusreflexaudiometrie,

Impedanzaudiometrie

Psychophysik: Wahrnehmungsgrößen, JNDs, Weber-

Fechnersches Gesetz, Schwellen, Signaldetektion, dprime/ROC,

Lautheit, Tonhöhe, Stevenssches Gesetz, Zeitliche und spektrale

Maskierung, Modulationswahrnehmung, auditorische

Szenenanalyse, effektive Signalverarbeitungs-Modelle

Medienformen: Beamer, wiss. Texte

Literatur: Skript: Kollmeier, B.: Psychologische, physiologische

und audiologische Akustik (Audiologie), Download von:

http://medi.uni-oldenburg.de/16750.html

WA Yost, Fundamentals of Hearing, Academic Press,

2000.

Blauert, Jens, Räumliches Hören, S. Hirzel Verlag, 1997.

A Bregman, Auditory Scene Analysis, MIT Press, 1990.

M Cooke, Modelling Auditory Processing and

Organisation, Cambridge University Press, 1993.

P Dallos and AN Popper and RR Fay, The Cochlea,

Springer Handbook in Auditory Research, 1996.

Kießling, J., Kollmeier, B., Diller, G., Versorgung und

Rehabilitation mit Hörgeräten, Thieme, Stuttgart

Moore, Brian C. J., Hearing, Academic Press, 1995.

Moore, Brian C. J., An introduction to the psychology of

hearing, Academic Press, 1997.

JO Pickles, An Intoduction to the Physiology of Hearing,

Academic Press, 1988.

W Yost and A Popper and R Fay, Human

Psychophysics, Springer Handbook in Auditory

Research 3, Springer Verlag, 1993.

Zwicker, E. and Fastl, H., Psychoacoustics : Facts and

Models, Springer, 1999.


Spezialisierung

-64-

Lehrveranstaltungen: Fiber Technology / Integrated Optics


Dozent(in): Prof. Dr. H. J. Brückner



Kreditpunkte: 3

Empfohlene Voraussetzungen: Basic knowledge on laser physics, optoelectronics or optical

communication

Angestrebte Lernergebnisse: Students acquire basic knowledge for optical fiber applications

Inhalt: Properties of optical fibers

Preparation of optical fibers

Fiber connections

Optical fiber components

Fibers for multimode applications

Plastic optical fibers (POF)

Active optical fibers, double clad fibers

Fiber optical amplifiers and lasers

Raman fiber amplifier and laser

Fiber measurement techniques

Computer simulations for fiber systems


Literatur: Voges, Petermann: Optische Kommunikationstechnik,

Springer Verlag, 2002

John M. Senio: Optical Fiber Communication, Prentice

Hall 1992


Spezialisierung

-65-

Lehrveranstaltungen: Kohärente Optik


Dozent(in): Dr. Heinz Helmers, Dr. G. Gülker Sprache: Deutsch


Kreditpunkte: 3

Empfohlene Voraussetzungen: Einführung in die Photonik

Angestrebte Lernergebnisse: Den Studierenden werden vertiefte Kenntnisse im Bereich der

Optik mit dem Schwerpunkt der kohärenten Optik vermittelt. Sie

werden mit aktuellen Forschungsergebnissen auf diesem Gebiet

vertraut gemacht und erwerben dabei 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. Inhalt: Wellenoptik, Wellenausbreitung, räumliche und zeitliche

Kohärenz, Interferenz und Interferometrie, Beugung,

Fourieroptik, optische Korrelation, astronomische

Anwendungen, Speckle und Speckle-Messtechnik, Holografie,

holografische Interferometrie, holografische Filterung,

holografisch optische Elemente, digitale Holografie. Medienformen: Tafel, Beamerpräsentationen, Vorlesungsexperimente Literatur: W. Lauterborn, T. Kurz: Coherent Optics. Springer,

Berlin, 2003

J. W. Goodman: Introduction to Fourier Optics.

McGraw-Hill, New York, 2004

Ersoy, O., K.: “Diffraction, Fourier Optics and

Imaging”, Wiley, Hoboken, 2007

J. W. Goodman: Speckle phenomena in optics. Roberts

& Co., Englewood (Colorado), 2006

Saleh, B. E. A.; Teich, M. C.: “Grundlagen der

Photonik”, Wiley-VCH, Weinheim, 2008

Hecht, E.: “Optik”, Oldenbourg, München, 2005

M. Born, E. Wolf: Principles of Optics. Cambridge



Spezialisierung

-66-

Lehrveranstaltungen: Laserphysik


Dozent(in): Prof. Dr. C. Lienau, Dr. M. Silies Sprache: Deutsch / Englisch Lehrform/SWS: VL / SE / Ü: 2 SWS Kreditpunkte: 3


Angestrebte Lernergebnisse: Die Studierenden erwerben Kenntnisse auf dem Gebiet der

Lasertechnik sowie der nichtlinearen Optik. Nach Erlernung der

Grundlagen des Laserprozesses werden verschiedene Lasertypen

und Resonatoren vorgestellt. Die Studierenden bekommen

Einblicke in aktuelle Forschungsthemen der Licht-Materie-

Wechselwirkung und der nichtlinearen Optik. Sie erwerben dabei

Kompetenzen sowohl in der theoretischen Beschreibung und

Simulation von Laserprozessen als auch im praktischen Umgang

mit Lasern. Inhalt: Eigenschaften von Licht, Resonatoren, Wellenleiter, Wech-

selwirkung Licht / Materie – klassisch / quantenmechanisch,

Lasertheorie, Ratengleichungen, Laser-Typen, Nichtlineare

Optik, Erzeugung ultrakurzer Lichtimpulse, Anwendungen von

Lasern Medienformen: Tafel, Beamerpräsentation, z.T. Vorlesungsexperimente Literatur: D. Meschede, Optics, Light and Lasers, Wiley-VCH,

Weinheim 2004

E. Siegmann, Lasers, University Science Books, 1986

F. K. Kneubühl, M. W. Sigrist, Laser, Teubner, Stuttgart,

1999

Yariy, Quantum Electronics, Wiley, New York, 1989

J. Eichler, H.-J. Eichler, Laser, Springer, Berlin, 2006


Spezialisierung

-67-

Lehrveranstaltungen: Biomass Energy I


Dozent(in): Dr. K. Blum

Sprache: Englisch


Kreditpunkte: 3


Angestrebte Lernergebnisse: The students will understand the principles and potential uses for

biomass as well as the shortcomings of biomass as a renewable

energy. The students will develop an understanding of the

growth and degradation of every type of biomass, as well as the

basics of a balanced ecosystem and the sustainable use of

biomass. Students gain basic understanding on biomass

processing technologies. In cooperation with the Energy Systems

& Society Module, one shall gain an understanding of the

connection between man and the function of a healthy ecosystem

and its preservation.

Competence

The students gain competencies with critical discourse of

competitive uses of biomass between human consumption,

animal feed, raw material and fuel. The students are taught the

issues concerning biomass transportation as well as the economic

and ecological criteria involving its planning and use. They

develop criteria, in order to address the complex relation between

the future and a sustainable energy supply. The students gain

competence to better the living conditions of rural inhabitants in

developing countries through improved applications of biomass

for daily energy needs.

Inhalt: Basic Understanding of:

Nature or photosynthesis: chemical storage of solar

energy; Efficiency of Plants

Composition of biomass: sugar, starch, fat, oils, protein,

lignin

Knowledge of typical crop yield and energy content of

various plants

Typical energy crops in different climates

Form and distribution of biomass uses in different

geographic and climatic regions

Traditional and modern energetic uses of biomass as

well as the efficiency and technology

Degradation process of biomass: Microorganisms,

classification and metabolism (main degradation)

Sustainable Biomass Use

Soil fertility, decrease and destruction of natural fertility

Soil ecology

Growth and diversity of biomass

Roll of the microorganism in the metabolic cycle

Technology

The guiding theme are the principles of traditional and modern

energetic use of biomass, the constraints and efficiencies for

food preparation, transport, and thermal and electrical energy

production

Biomass cookers, Improved Cook Stoves

Wood gasification

Biogas equipment


Spezialisierung

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Biodiesel production

Ethanol production from sugarcane

Methanol production

Medienformen: Tafel, Beamerpräsentation

Literatur:


Spezialisierung

-69-

Lehrveranstaltungen: Wind Energy


Dozent(in): Prof. Dr. J. Peinke, Prof. Dr. M. Kühn, Dr. M. Hölling Sprache: English

Lehrform/SWS: VL / SE: 2SWS, Ü: 1 SWS Kreditpunkte: 3

Empfohlene Voraussetzungen: Bachelor Physik, Engineering Physics oder vgl. Angestrebte Lernergebnisse:

Inhalt: Physical properties of fluids, wind characterization and

anemometers, aerodynamic aspects of wind energy conversion,

dimensional analysis, (pi-theorem), and wind turbine

performance, design of wind turbines, electrical systems. Medienformen: Blackboard, transparencies, beamer presentations Literatur: T. Burton et. al.: Wind Energy Handbook. John Wiley,


R. Gasch, J. Twele: Wind Power Plants. Springer, 2nd

ed., 2011


Spezialisierung

-70-

Lehrveranstaltungen: Energy Storage I


Dozent(in): Prof. Dr. C. Agert Sprache: Englisch

Lehrform/SWS: VL: 2 SWS Kreditpunkte: 3


Angestrebte Lernergebnisse: The students will get to know a broad range of technologies for

the storage of energy in the electricity grids of the future. The

lecture will have a certain focus on electrochemical electricity

storage (e. g. redox-flow-batteries), technologies that couple the

storage of heat and electricity (such as combined heat and power

units), and electric cars. Modern batteries such as the lithium ion

technology will be emphasized. Inhalt: The course wants to give a basic overview of energy storage

technologies as efficient and environmentally benign

technologies supporting renewable energy implementation.

Topics covered are:

Renewable energy fluctuation and architecture of power

grids

Electrochemical and non-electrochemical approaches for

the storage of electricity

Electrochemical fundamentals of batteries, primary

batteries, secondary batteries, system aspects

Storing heat instead of electricity: Heat pumps and co-

generation as a bridge between electricity and heat

Medienformen: Blackboard, beamer presentations Literatur: Linden, Reddy, „Handbook of Batteries“, McGraw-Hill,

New York

Garche, “Encyclopedia of Electrochemical Power

Sources”, Elsevier, Amsterdam

Larminie, Dicks, “Fuel Cell Systems Explained”, Wiley,

Chichester


Spezialisierung

-71-

Lehrveranstaltungen: Solar Energy Systems – Electric and Thermal

Studiensemester: Wintersemester / Sommersemester

Dozent(in): Prof. Dr. J. Parisi, M.Sc. H. Holtorf, Sprache: Englisch

Lehrform/SWS: VL, Üb, 2SWS WiSe + 2SWS SoSe Kreditpunkte: 3+3

Empfohlene Voraussetzungen: Physikalische Grundlagen der Photovoltaik (parallele Belegung

möglich) Angestrebte Lernergebnisse: Die Veranstaltung vermittelt Wissen über Photovoltaik und

Solarthermie-Komponenten und Systeme.

Die Studierenden können sowohl allgemein als auch auf der

detaillierten Ebene Betriebszustände analysieren, Systeme

dimensionieren und deren Wirtschaftlichkeit bewerten.

Die Veranstaltung ermöglicht den Studierenden:

• Das Bewerten einer Solaranlage (solarthermisch und

solarelektrisch) mit Bezug auf die Qualität als auch die Quantität

des Ertrags.

• Den Vergleich zwischen Solaranlage und alternativen

Energieversorgungen im Hinblick auf ortsspezifische Situationen

(meteorologische, technische, wirtschaftliche, lokale

Verfügbarkeit und Potenziale).

• Die Planung von Messsystemen zur Überwachung von

Solaranlagen.

• Evaluierung des Potenzials und der Grenzen von Solaranlagen

für eine Energieversorgung.

• Die Bewertung der Relevanz eines Systems und dessen

Umgebungsparameter.

Mit dem erfolgreichen Abschluss der Veranstaltung haben

Studierende die Kompetenz am kritischen Diskurs über

Solaranlagen, deren Vor- und Nachteile, deren

Leistungsfähigkeit und Beschränkungen teil zu nehmen.

Inhalt: Beschreibung von Komponenten von thermischen als auch

elektrischen Solaranlagen: Aufbau, Betriebsweise,

Charakteristika, Modellierung in stationärem sowie im

dynamischen Betrieb.

Beschreibung von Systemen, deren Aufbau, Wirkungsweise,

Betriebsweise, Betriebspunkte, Modellierung.

Darüber hinaus wird den Studierenden im Rahmen von

Exkursionen einen Einblick in den Herstellungsprozess für

Komponenten von solaren Energiesystemen gewährt.

Medienformen: Tafel, Beamer, Übungen an PC und im Labor Literatur: Duffie, John A. & Beckman, William A. , 2006: Solar

Engineering of Thermal Processes, Wiley.

Green, Martin A. , 1981: Solar cells : operating

principles, technology and system applications, Prentice

Hall.

Green, M.A., 2007: Third Generation Photovoltaics,

Advanced Solar Energy Conversion, Springer Series in

Photonics

Heimrath, R., 2004: Simulation, Optimierung und

Vergleich solarthermischer Anlagen zur

Raumwärmeversorgung für Mehrfamilienhäuser, PhD

Thesis, TU Graz.

Henning, H.M. 2003: Solar assisted air conditioning of


Spezialisierung

-72-

buildings ‐ A handbook for planners.

International Organization for Standardization, 1994:

Test methods for solar collectors, IEA, Geneva

Markvart, Tom and Castaner, Luis, 2003: Practical

Handbook of Photovoltaics, Fundamentals and

Applications, Elsevier Science

McQuiston, Faye, Parker, Jerald & Spitler, Jeffrey, 2005:

Heating, Ventilation and Air Conditioning, Wiley

Nelson, Jenny, 2003: The Physics of Solar Cells

(Properties of Semiconductor Materials), Imperial

College Press.

Peuser, Felix A., Remmers, Karl‐Heinz & Schnauss,

Martin, 2002: Solar Thermal Systems, Successful

Planning and Construction,

Earthscan Publications Ltd.

Stuart R. Wenham, Martin A. Green, Muriel E. Watt&

Richard Corkish (Edit.), 2007: Applied Photovoltaics,

Earthscan Publications Ltd.;

Twidell, John & Weir, Toni, 2005: Renewable Energy

Resources Taylor & Francis.

Weiss, Werner, 2004: Solar Heating Systems for

Houses: A Design Handbook for Solar Combisystems,

IEA


Spezialisierung

-73-

Lehrveranstaltungen: Energiemeteorologie


Dozent(in): Dr. D. Heinemann Sprache: Englisch


Kreditpunkte: 3


Angestrebte Lernergebnisse: Die Studierenden erwerben fortgeschrittene Kenntnisse auf dem

Gebiet der Energiemeteorologie. Sie erlangen Fertigkeiten zum

sicheren und selbstständigen Umgang mit modernen Konzepten

und Methoden der Angewandten Physik. Sie erweitern ihre

Kompetenzen hinsichtlich der Fähigkeiten zur erfolgreichen

Bearbeitung anspruchsvoller Probleme der Angewandten Physik

mit modernen experimentellen und numerischen Methoden, zur

eigenständigen Erarbeitung von Zugängen zu aktuellen

Entwicklungen der Angewandten Physik sowie zum Verständnis

übergreifender Konzepte und Methoden der Angewandten

Physik. Inhalt: Strahlungsgesetze; Strahlungswechselwirkungsprozesse /

Transport in der Atmosphäre;

Satellitenfernerkundungsverfahren; Modellierung

solarenergiespezifischer Strahlungsgrößen; Vorhersage der

Solarstrahlung; Energetik der Atmosphäre;

Bewegungsgleichungen, atmosphärische Grenzschicht,

Windprofile, Stabilität, Turbulenz, mesoskalige Modellierung,

Windenergiepotential, Windleistungsvorhersage Medienformen: Tafel, Folien, Beamer, Computerprogramme Literatur: K.-N. Liou: An Introduction to Atmospheric Radiation.

Academic Press, Amsterdam, 1980

R. Stull: An Introduction to Boundary Layer

Meteorology. Kluwer, Academic Publ., Amsterdam,

1988


Spezialisierung

-74-

Lehrveranstaltungen: Energy Systems I


Dozent(in): Dr. D. Heinemann Sprache: Englisch


Kreditpunkte: 3


Angestrebte Lernergebnisse: Technology:

Knowledge about terminology and definitions to analyze

publications and statistics in the field of energy reserves,

resources and consumption on a global scale.

Knowledge of current technology in plant construction

for conventional and RE technology, as well as the

future potential.

Knowledge of Energy distribution, grid integration and

dependence on available energy from fluctuating supply

of renewable energy resources

Knowledge of the potential of storage systems

Skills

Develop a basic understanding of concepts of political

analysis. The students will evaluate relevant factors in

the political decision making process and identify

possible advantages.

Develop an understanding of markets as an instrument in

the decision making process for future developments.

Develop an understanding of climate protection and

climate change as an economic issue

Balance criteria of renewable energy potential for future

energy supply concepts

Competencies

The students will develop an awareness of the general

repercussions of RE technologies on the environment

Competence designing various RE technologies in

conjunction with conventional energy transmission.

Inhalt: The module covers an understanding of global energy reserves,

resources and energy supply. This means power plant

technology, technical level of the power plants (Combined

Cycle, Co-Generation, Stirling Machines, Heat Pumps etc.) as

well as the technical level of storage technology, which can aid

the fluctuating supply of renewable energy to meet varying load

profiles. With the help of the International Databank

Organization, the distribution and allocation of energy to the

world’s population and the developmental potential of countries

with respect to specific data (GDP, Literacy Rate, Child Death

Rate, Energy Consumption/ Inhabitant) will be assessed.

Global Energy scenarios will be presented. Furthermore, the

students will gain a view of the environmental impact of energy

use and the most important influential factors such as greenhouse

gasses, ozone and other pollutants. Through the preparation of

the Country Report, the students will bring together this

knowledge in a presentation about a country or region. This will

offer an appreciation of the basic concepts of sustainability. The

students will have to analyze the presented expertise (Brundtland

Report, Kyoto Protocol, et al.). They learn the basic methods to

analyze external costs, LCA, CDM, and global energy


Spezialisierung

-75-

consumption scenarios. They will also analyze the economics of

climate protection projects and the analysis of RE projects

depending on different economic framework.

Medienformen: Tafel, Folien, Beamer, Computerprogramme Literatur: Blok, Kornelis, 2007: Introduction to energy analysis,

Amsterdam : Techne Press

Boyle, Godfrey, Everett, Bob & Ramage, Janet, 2004: Energy

systems and sustainability, Oxford [u.a.] : Oxford University

Press.

Brundtland, Gro Harlem; World Commission on Environment

and Development: Our common future : Oxford Univ. Press,

1987

Chartcenko, Nikolaj Vasil'evic, 1998: Advanced energy systems,

London,Taylor & Francis. IEA (International Energy Agency):

Energy Balances (OECD, Paris, 1999)

Dahl, Carol Ann, 2004: International energy markets :

understanding pricing, policies and profits Tulsa, Okla. :

PennWell.

Dincer, Ibrahim & Rosen, Marc A., 2008: EXERGY: Energy,

Environment and Sustainable Development, World Scientific

Publishing

Company.

Goldemberg, Jose, 1990: Energy for a sustainable world New

Delhi [u.a.], Wiley Eastern, 1990

Johansson, Thomas B. (Edit), 1993: Renewable energy : sources

for fuels and electricity Washington, DC., Island Press.

Meadows, Donella, Randers, Jorgen & Meadows, Dennis, 2004:

Limits to growth, The 30‐ Years Update; Chelsea Green

Publishing

Vermont.Nakicenovic, Nebojsa, 1998: Global energy

perspectives: International Institute for Applied Systems

Analysis,

Cambridge Univ. Press.

Potter et al, 2006: Thermodynamics for engineers, Schaum's

outlines.

Ramage, Janet, 1997: Energy ‐ a guidebook Oxford Univ. Press.


Spezialisierung

-76-

Lehrveranstaltungen: Physikalische Grundlagen der Photovoltaik

Studiensemester: Wintersemester Dozent(in): Dr. I. Riedel Sprache: Deutsch

Lehrform/SWS: VL / SE / Ü: 4 SWS Kreditpunkte: 6

Empfohlene Voraussetzungen: Festkörper- und Halbleiterphysik Angestrebte Lernergebnisse: Auf Basis thermodynamischer und halb-/

festkörperphysikalischer Grundlagen sollen die Studierenden ein

fundiertes Verständnis der photovoltaischen Energiewandlung

sowie der elementaren Verlustprozesse in photovoltaischen

Bauelementen erlangen und dabei ihre bisher erlangten

Studienkenntnisse in den o.g. Disziplinen sicher anwenden. Aus

diesem Wissen sollen die Studierenden wesentliche

Randbedingungen zur Konzeption einer Solarzelle mit hohem

Wirkungsgrad ableiten und qualitativ das Betriebsverhalten

(Beleuchtungs- und Temperatureffekte) unter realen

Bedingungen voraussagen können. Die Teilnehmer sollten

darüber hinaus in der Lage sein, Anforderungen an die

verwendeten Halbleitermaterialien (z.B. Dotierung,

Tiefengradierung bestimmter Materialeigenschaften) und die

internen Grenzflächen der Solarzelle physikalisch zu begründen.

Neben grundlagenorientierten und materialwissenschaftlichen

Kenntnissen zur Photovoltaik erwerben die Studierenden

technisch geprägte Inhalte zum Funktionsprinzip und zur

Konzeption von Photovoltaikmodulen sowie zur Systemtechnik

photovoltaischer Anlagen. Inhalt: Festkörper- / halbleiterphysikalische Grundlagen, das solare

Spektrum, Leistungsdichte, Absorption und Emission von Licht

in Halbleitern, Generation und Rekombination, Gleichgewicht

und Nichtgleichgewicht, Ladungstransport, Quasi-Fermi-

Niveaus, Elektrostatik des pn-Übergangs, Majoritäten- und

Minoritätenströme im pn-Übergang im Gleichgewicht und unter

Beleuchtung, Sammeleffizienz, geometrische Auslegung des pn-

Übergangs, Strom-Spannungs-Charakteristik, Halbleiter-

Heterokontakte, pin-Strukturen, Strategien zur Optimierung der

Solarzelleneffizienz, Technologieüberblick in der Photovoltaik Medienformen: Power Point, Tafel Literatur: Würfel, Peter, Würfel, Uli, Physics of solar cells, ISBN:

978-3-527-40857-3 (Pb.), Wiley-VCH, 2009

Luque, Antonio, Hegedus, Stephan, Handbook of

photovoltaic science and engineering, ISBN: 0-471-

49196-9, Wiley, 2003

Goetzberger, Adolf; Voß, Bernhard; Knobloch, Joachim

Sonnenenergie: Photovoltaik : Physik und Technologie

der

Solarzelle, ISBN: 3-519-13214-1, Teubner, 1997

Nelson, Jenny, The physics of solar cells, ISBN: 1-

86094-349-7 (pbk), Imperial College Press, 2007

Bube, Richard, Photovoltaic materials, ISBN: 1-86094-

065-X - 978-1-86094-065-1, Imperial College Press,

1998


Spezialisierung

-77-

Lehrveranstaltungen: Dezentrale Energiesysteme


Dozent(in): Prof. Dr. M. Sonnenschein

Sprache: Deutsch

Lehrform/SWS: VL Ü: 2 SWS (14-tägig), eLecture

Kreditpunkte: 6


Angestrebte Lernergebnisse: Die Erzeugung von elektrischer Energie verlagert sich langsam

weg von zentralen Großkraftwerken hin zu dezentralen

Erzeugungseinheiten. Diese Form der Energieerzeugung stellt

neue Anforderungen an die Energieverteilung. Die Vorlesung

diskutiert die dabei auftretenden Fragestellungen. Damit werden

die Grundlagen für das immer mehr an Bedeutung gewinnende

Themengebiet der dezentralen Energiesysteme gelegt.

Inhalt: Energieerzeugung, -transport, -speicher und -verbrauch

Wirtschaftliche Aspekte

Einsatz der Informationstechnologie im

Energiemanagement

Aktueller Stand der Forschung

Ausblick auf mögliche zukünftige

Entwicklungen

Medienformen: eLecture

Literatur: Wird während des Kurses zur Verfügung gestellt.


Spezialisierung

-78-

Veranstaltungen in der Spezialisierung II:

Lehrveranstaltungen: Selected Topics on Medical Radiation Physics


Dozent(in): Dr. A. Rühmann, Prof. Dr. B. Poppe Sprache: Englisch / Deutsch Lehrform/SWS: SE: 2 SWS Kreditpunkte: 3


Angestrebte Lernergebnisse: Neben den aktuellen Themen der Strahlenphysik 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. Inhalt: Aktuelle Themen aus der Medizinischen Strahlenphysik wie:

IMRT, NMR, PET, SPECT usw. Medienformen: PowerPoint Literatur: Wird während des Kurses zur Verfügung gestellt.


Spezialisierung

-79-

Lehrveranstaltungen: Neurophysik


Dozent(in): PD Dr. V. Hohmann, Dr. S. Uppenkamp Sprache: Deutsch

Lehrform/SWS: SE: 2 SWS Kreditpunkte: 3


Angestrebte Lernergebnisse: 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. Inhalt: 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.

Medienformen: Tafel, Folien, Beamerpräsentation der Seminarbeiträge Literatur: W. M. Hartmann: Signals, Sound, and Sensation. AIP

Press, New York, 2005.

G. Roth: Das Gehirn und seine Wirklichkeit: kognitive

Neurobiologie und ihre philosophischen Konsequenzen.

Suhrkamp, Frankfurt, 1998

H. Haken: Principles of Brain Functioning. Springer,

Berlin, 1996.

M. Ritter: Wahrnehmung und visuelles System.

Spektrum der Wissenschaften Verlag, Heidelberg, 1987

R. F. Schmidt (Ed.): Grundriss der Neurophysiologie.


Sowie ausgewählte Zeitschriftenartikel


Spezialisierung

-80-

Lehrveranstaltungen: Bildgebende Verfahren


Dozent(in): PD Dr. V. Hohmann, Dr. S. Uppenkamp Sprache: Deutsch

Lehrform/SWS: VL: 2 SWS Kreditpunkte: 3

Empfohlene Voraussetzungen: Angestrebte Lernergebnisse: 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. Medienformen: Tafel, Folien, Beamerpräsentation Literatur: O. Dössel: Bildgebende Verfahren in der Medizin.


Z. H. Cho, J. P. Jones, M. Singh: Foundations of

Medical Imaging. John Wiley, New York, 1993

H. Morneburg: Bildgebende Systeme für die

medizinische Diagnostik. Publicis MCD Verlag,

Erlangen, 1995


Spezialisierung

-81-

Lehrveranstaltungen: Advanced Topics Speech and Audio Processing


Dozent(in): Prof. Dr. S. Doclo, Prof. Dr.-Ing. T. Gerkmann Sprache: Englisch

Lehrform/SWS: VL: 2 SWS, PR: 2 SWS Kreditpunkte: 6

Empfohlene Voraussetzungen: Basic principles of signal processing (preferably successfully

completed the course Signal- und Systemtheorie and/or

Blockpraktikum Digitale Signalverarbeitung) Angestrebte Lernergebnisse: The students will gain in-depth knowledge on the subjects’

speech and audio processing. The practice part of the course

mediates insight about important properties of the methods

treated in a self-study approach, while the application and

transfer of theoretical concepts to practical applications is gained

by implementing algorithms on a computer.

Inhalt: After reviewing the basic principles of speech processing and

statistical signal processing (adaptive filtering, estimation

theory), this course covers techniques and underlying algorithms

that are essential in many modern-day speech communication

and audio processing systems (e.g. mobile phones, hearing aids,

headphones): acoustic echo and feedback cancellation, noise

reduction, dereverberation, microphone and loudspeaker array

processing, active noise control, time-stretching and pitch-

shifting, audio restoration. During the exercises a typical hands-

free speech communication or audio processing system is

implemented (in Matlab). Medienformen: Blackboard, Powerpoint slides, acoustical demonstrations,

computer simulations. Literatur: J. Benesty, M. M. Sondhi, Y. Huang: Handbook of

Speech Processing, Springer, 2008.

P. Vary, R. Martin: Digital Speech Transmission, Wiley,

2006.

P. Loizou: Speech Enhancement: Theory and Practice,

CRC Press, 2007.

S. Vaseghi: Advanced Digital Signal Processing and

Noise Reduction, Wiley, 2006.

U. Zölzer (editor): DAFx Digital Audio Effects, Wiley,

2002.

S. Haykin: Adaptive Filter Theory, Prentice Hall, 2001.


Spezialisierung

-82-

Lehrveranstaltungen: Akustische Messtechnik II


Dozent(in): Prof. Dr. Matthias Blau



Kreditpunkte: 3

Empfohlene Voraussetzungen: Grundlegende Kenntnisse der Akustik und Signalverarbeitung

Angestrebte Lernergebnisse: Vermittlung grundlegender Modelle, experimenteller Methoden

und wichtiger technischer Anwendungen der Akustik.

Messungen akustischer Ereignisse sowie Messungen zur

Identifizierung akustischer Systeme. Befähigung der

Studierenden zur Lösung von Messproblemen, wie

sie in unterschiedlichen Branchen der Industrie anzutreffen sind.

Nach Abschluss des Moduls können Studierende die gelernten

Methoden zur Analyse und zur Erklärung der Funktionsweise

und Analyse schwingungstechnischer und signalverarbeitender

Systeme einsetzen.

Inhalt: Wiederholung: Signaltheoretische Grundlagen, akustische

Grundlagen; Schalldruckpegel: Definition, breitbandige Pegel,

Beurteilungspegel; Spektren über Filterung, Spektren über FFT,

Statistik von Pegel- und Spektralschätzern; Messung von

Übertragungsfunktionen (Testsignale, Schätzer, Statistik);

Messung von Raumimpulsantworten, Nachhallzeit,

Modellmesstechnik; Messung der Schallintensität (2-

Mikrofonverfahren, p-u-Verfahren); In-situ-Methoden zur

Bestimmung von akustischer Impedanz und Reflektanz

Medienformen: Tafel, Folien, Beamer, Kopien, Skripte, CIP-Cluster, Akustik-

und Signal-Labor

Literatur: Kraak, W. und Weißing, H.: Schallpegelmeßtechnik.

Verlag Technik, Berlin 1970

Randall, R. B.: Application of B&K Equipment to Frequency

Analysis. 2. Auflage, Brüel & Kjaer, 1977

Harris, C. M.: Handbook of Acoustical Measurements and Noise

Control. 3rd edition, McGraw-Hill, New York, 1991

Bendat, J. S. and Piersol, A. G.: Random data: Analysis and

measurement procedures, 3. Auflage, Wiley-Interscience, 2000


Spezialisierung

-83-

Lehrveranstaltungen: Bestrahlungsplanung und Brachytherapie


Dozent(in): Dr. K. Dörner, Prof. Dr. B. Poppe Sprache: Deutsch / Englisch Lehrform/SWS: VL: 2 SWS Kreditpunkte: 3


Dosimetrie Angestrebte Lernergebnisse: Die Studierenden erlangen Kenntnisse im Gebiert der

Bestrahlungsplanung und der Bestrahlungstechniken. Sie

erlangen Fertigkeiten in der Implementierung physikalischer

Ideen in eine Sowaftwareumgebung. Darüber hinaus erlernen sie

die Unterschiede zwischen Tele- und Brachytherapie. Sie

erweitern ihre Kompetenzen hinsichtlich der Fähigkeiten der

Einschätzung moderner strahlentherapeutischer Massnahmen

und des Verständnisses der Bedeutung der Physik für die

Medizin. Inhalt: Grundlagen der Bestrahlungsplanung und Brachytherapie Medienformen: PowerPoint Literatur: F. M. Khan: The Physics of Radiation Therapy.

Lippincott Williams and Wilkins, Philadelphia, 2003

H. Krieger, W. Petzhold: Strahlenphysik, Dosimetrie und

Strahlenschutz, Band 1 und 2, Teubner, Stuttgart, 1997

IAEA, Syllabus on Medical Physics


Spezialisierung

-84-

Lehrveranstaltungen: Klinische Anwendung von Lasern



Sprache: Deutsch / Englisch Lehrform/SWS: VL: 2 SWS

Kreditpunkte: 3

Empfohlene Voraussetzungen: Lasers in Medicine 1,2, Medizin für Naturwissenschaftler

Angestrebte Lernergebnisse: Mit Abschluß des Moduls besitzten die Studierenden fortge-

schrittene Kenntnisse im Bereich der Laseranwendungen in

Therapie und Diagnostik sowie deren theoretischen Hinter-

grunds und der klinischen Methoden. Die Studierenden sollen

wissenschaftlich kompetent positioniert werden, um aktuelle

Entwicklungen kritisch zu verfolgen und die Gestaltung (Ent-

wicklung und Design) von innovativen Laserapplikationen in

der Medizin zu initiieren.

Inhalt: Grundlagen der Quantenoptik, Laserstrahlung, physikalische und

technische Parameter der relevanten medizinischern

Lasersysteme, Laser Dosimetrie, Strahlführung, Applikatoren,

Endoskopie, Wechselwirkung von Laserstrahlung und biotissue,

Laser Spektrometrie und Dosimetrie in der Medizin, Laser

Therapie im allgemeinen Chirurgie, Gynäkologie, Urologie,

Gastroenterologie und in NNE, Neurochirurgie, Angioplastie,

Dermatologie, photodynamical Therapie, Augenheilkunde,

vorbereitet, Diagnostik Laser, Laser Sicherheit in Kliniken


Literatur: Bille, J., Schlegel, W.: Medizinische Physik 3.

Medizinische Laserphysik. Springer, Berlin, 2005.

ISBN: 3540266305

Berlien, Hans-Peter; Müller, Gerhard J., Breuer, H.;

Krasner, N.; Okunata, T., Sliney, D. (Eds.): Applied

Laser Medicine. Springer, 2003. ISBN: 978-3-540-

67005-6

Puliafito, Carmen A: Laser Surgery and Medicine.

Principles and Practice. J. Wiley&Sons, 1996. ISBN 0-

471-12070-7

Wolbarsht, M.L. (Ed.): Laser Applications in Medicine

and Biology: Vol. 5 in Laser Applications in Medicine

and Biology. Springer 1991. ISBN-13: 978-0306437533

Braun, M., Gilch, P., Zinth, W.: Ultrashort Laser Pulses

in Biology and Medicine. Springer Berlin; 2007. ISBN-

13: 978-3540735656

Lubatschowski, H.: Laser in Medicine: Laser-Tissue

Interaction and Applications: A Handbook for

Physicists. Wiley-VCH; 2008. ISBN: 978-3527404162

Recent publications (www.medline.de)

http://www.medline.de/


Spezialisierung

-85-

Lehrveranstaltungen: Solid-State Laser Design


Dozent(in): Prof. Dr. Bert Struve

Sprache: Deutsch


Kreditpunkte: 3

Empfohlene Voraussetzungen: Basic knowledge on laser physics and on design of different laser

types

Angestrebte Lernergebnisse: Students acquire knowledge to design components of a solid-

state laser with required characteristics

Inhalt: Coherent and incoherent pump sources

Resonators and optical components

Cooling technologies

Engineering of Solid-State Laser Materials


Literatur: W. Koechner, Solid-State Laser Engineering (Springer, 2006)

B. Henderson, R. H. Bertram, Crystal-Field Engineering of Sold-

State Laser Materials (Cambridge University Press, 2000)


Spezialisierung

-86-

Lehrveranstaltungen: Optische Messtechnik


Dozent(in): Dr. G. Gülker Sprache: Deutsch, Referate auf Wunsch in englischer Sprache Lehrform/SWS: SE: 2 SWS Kreditpunkte: 3

Empfohlene Voraussetzungen: Einführung in die Photonik Angestrebte Lernergebnisse: Den Studierenden wird ein grundlegender Einblick in die Fülle

moderner optischer Messmethoden vermittelt, wobei der Fokus

auf aktuelle Entwicklungen und auf Verfahren gesetzt wird, die

in der universitären Forschung am Institut für Physik von

besonderer Bedeutung sind. Sie erlernen unter Anleitung und

anhand von z.T. vorgegebener Fachliteratur zu den jeweiligen

Themen die selbstständige Erarbeitung neuartiger Messverfahren

und die entsprechende medienunterstütze Präsentation. Es

werden sowohl theoretische, als auch praxis- und

anwendungsbezogene Kompetenzen vermittelt, die die

Studierenden in die Lage versetzen sollen, eigenständige

Lösungsansätze für zukünftige messtechnische

Herausforderungen zu entwickeln. Inhalt: Themen aus der modernen optischen Messtechnik, wie z.B.

Oberflächen- und Entfernungsmesstechniken, Nahfeldmethoden,

optische Werkzeuge zur Mikromanipulation, optische Fallen,

Interferometrie und Holografie, Laser- und Kurzkohärenz-

Messtechnik Medienformen: Tafel, Beamerpräsentationen Literatur: E. Hecht: Optik. Oldenbourg, München, 2001

W. Lauterborn, T. Kurz: Coherent Optics. Springer,

Berlin, 2003

H. Fouckhardt: Photonik. Teubner, Stuttgart, 1994

Saleh, Bahaa E. A.; Teich, Malvin Carl: Grundlagen der

Photonik, WILEY-VCH, Weinheim 2008.

G. A. Reider: Photonik. Springer, Berlin, 1997

M. Born, E. Wolf: Principles of Optics. Cambridge


Zeitschriftenartikel, je nach Thema


Spezialisierung

-87-

Lehrveranstaltungen: Design of Wind Energy Systems


Dozent(in): Prof. Dr. M. Kühn, Prof. Dr. J. Peinke, MSc D. Trabucchi Sprache: Englisch Lehrform/SWS: VL / UE: 2 SWS Kreditpunkte: 3



Angestrebte Lernergebnisse: 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,

calculate the economic aspects of wind turbines.

Inhalt: 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,

power quality and grid integration on wind turbines.

Medienformen: Blackboard, transparencies, beamer presentations Literatur: T. Burton et. al.: Wind Energy Handbook. John Wiley,



ed., 2011.

Selected papers from Wind Energy Journal, Wiley

Interscience


Spezialisierung

-88-

Lehrveranstaltungen: Energy Systems II


Dozent(in): Prof. Dr. C. Agert Sprache: Englisch

Lehrform/SWS: SE: 2 SWS Kreditpunkte: 3

Empfohlene Voraussetzungen: Grounds of experimental physics. Recommended: „Energy

Storage I“ (WiSe) Angestrebte Lernergebnisse: The students will acquire an in-depth scientific understanding of

a broad range of technologies for the storage of energy. At the

same time the participants will improve their skills to understand

and work with scientific literature on the basis of up-to-date

journal articles and text books. Besides, the seminar talk will

give the students the opportunity to further develop their

expertise in presenting scientific content to a related audience. Inhalt: The course wants to give an in-depth understanding of several

energy storage approaches as efficient and environmentally

benign technologies supporting renewable energy

implementation. Topics covered are:

Renewable energy fluctuation and architecture of power

grids

Electrochemical and non-electrochemical approaches for

the storage of electricity

Electrochemical fundamentals of batteries, primary

batteries, secondary batteries, system aspects

Storing heat instead of electricity: Heat pumps and co-

generation as a bridge between electricity and heat

Medienformen: Blackboard, beamer presentations Literatur: Will be provided according to the respective topics

(book and review articles, current articles from special

journals).


Spezialisierung

-89-

Lehrveranstaltungen: Wind Energy II


Dozent(in): Dr. H.-P. Waldl Sprache: Englisch Lehrform/SWS: VL: 2 SWS Kreditpunkte: 3



Angestrebte Lernergebnisse: 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. Inhalt: 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


using PC Literatur: T. Burton et. al.: Wind Energy Handbook. John Wiley,



ed., 2011.


Spezialisierung

-90-

Lehrveranstaltungen: Solar Energy II

Studiensemester: Wintersemester / Sommersemester

Dozent(in): Prof. Dr. J. Parisi, M.Sc. H. Holtorf, Sprache: Englisch

Lehrform/SWS: VL, Üb, 2SWS WiSe + 2SWS SoSe Kreditpunkte: 3+3

Empfohlene Voraussetzungen: Physikalische Grundlagen der Photovoltaik (parallele Belegung

möglich) Angestrebte Lernergebnisse: Die Veranstaltung vermittelt Wissen über Photovoltaik und

Solarthermie-Komponenten und Systeme.

Die Studierenden können sowohl allgemein als auch auf der

detaillierten Ebene Betriebszustände analysieren, Systeme

dimensionieren und deren Wirtschaftlichkeit bewerten.

Die Veranstaltung ermöglicht den Studierenden:

• Das Bewerten einer Solaranlage (solarthermisch und

solarelektrisch) mit Bezug auf die Qualität als auch die Quantität

des Ertrags.

• Den Vergleich zwischen Solaranlage und alternativen

Energieversorgungen im Hinblick auf ortsspezifische Situationen

(meteorologische, technische, wirtschaftliche, lokale

Verfügbarkeit und Potenziale).

• Die Planung von Messsystemen zur Überwachung von

Solaranlagen.

• Evaluierung des Potenzials und der Grenzen von Solaranlagen

für eine Energieversorgung.

• Die Bewertung der Relevanz eines Systems und dessen

Umgebungsparameter.

Mit dem erfolgreichen Abschluss der Veranstaltung haben

Studierende die Kompetenz am kritischen Diskurs über

Solaranlagen, deren Vor- und Nachteile, deren

Leistungsfähigkeit und Beschränkungen teil zu nehmen.

Inhalt: Beschreibung von Komponenten von thermischen als auch

elektrischen Solaranlagen: Aufbau, Betriebsweise,

Charakteristika, Modellierung in stationärem sowie im

dynamischen Betrieb.

Beschreibung von Systemen, deren Aufbau, Wirkungsweise,

Betriebsweise, Betriebspunkte, Modellierung.

Darüber hinaus wird den Studierenden im Rahmen von

Exkursionen einen Einblick in den Herstellungsprozess für

Komponenten von solaren Energiesystemen gewährt.

Medienformen: Tafel, Beamer, Übungen an PC und im Labor Literatur: Duffie, John A. & Beckman, William A. , 2006: Solar

Engineering of Thermal Processes, Wiley.

Green, Martin A. , 1981: Solar cells : operating

principles, technology and system applications, Prentice

Hall.

Green, M.A., 2007: Third Generation Photovoltaics,

Advanced Solar Energy Conversion, Springer Series in

Photonics

Heimrath, R., 2004: Simulation, Optimierung und

Vergleich solarthermischer Anlagen zur

Raumwärmeversorgung für Mehrfamilienhäuser, PhD

Thesis, TU Graz.

Henning, H.M. 2003: Solar assisted air conditioning of


Spezialisierung

-91-

buildings ‐ A handbook for planners.

International Organization for Standardization, 1994:

Test methods for solar collectors, IEA, Geneva

Markvart, Tom and Castaner, Luis, 2003: Practical

Handbook of Photovoltaics, Fundamentals and

Applications, Elsevier Science

McQuiston, Faye, Parker, Jerald & Spitler, Jeffrey, 2005:

Heating, Ventilation and Air Conditioning, Wiley

Nelson, Jenny, 2003: The Physics of Solar Cells

(Properties of Semiconductor Materials), Imperial

College Press.

Peuser, Felix A., Remmers, Karl‐Heinz & Schnauss,

Martin, 2002: Solar Thermal Systems, Successful

Planning and Construction,

Earthscan Publications Ltd.

Stuart R. Wenham, Martin A. Green, Muriel E. Watt&

Richard Corkish (Edit.), 2007: Applied Photovoltaics,

Earthscan Publications Ltd.;

Twidell, John & Weir, Toni, 2005: Renewable Energy

Resources Taylor & Francis.

Weiss, Werner, 2004: Solar Heating Systems for

Houses: A Design Handbook for Solar Combisystems,

IEA


Spezialisierung

-92-

Lehrveranstaltungen: Quantensolarenergiewandlung


Dozent(in): Prof. Dr. G. H. Bauer Sprache: Deutsch (bei Bedarf Englisch) Lehrform/SWS: VL: 2 SWS Kreditpunkte: 3

Empfohlene Voraussetzungen: alle Grundkurse der Experimentalphysik, Festkörperphysik,

Statistische Physik, Quantenmechanik Angestrebte Lernergebnisse: Erweiterung und Vertiefung der Konzepte der Thermodynamik

und der statistischen Physik zur gezielten Anwendung deren

Prinzipien auf die Wandlung von Strahlung/Photonen und die

Nutzung von photogenerierten Anregungszuständen.

Verknüpfung mit Formulierungen der Festkörper-, Halbleiter

und der Atom- und Molekülphysik. Inhalt: Plancksches Gesetz (thermische Gleichgewichts und Nicht-

Gleichgewichts-Strahlung/chemisches Potential von Licht und

Elektron-Loch-Ensembles), Entropieflussdichte; spektrale

Selektivität; endoreversible Thermodynamik /

thermodynamische Limits für thermische Solarenergiewandlung,

elektronische zwei-Niveau-Systeme / Shockley-Queisser-Limit

und „beyond the“ Q.-S.-Limit, idealer

Quantensolarenergiewandler und reale Wandler (Solarzellen,

elektrochemische Dioden, thermische Wandler); entropische

Terme (nicht-strahlende Rekombination, lokale

Anregungsniveaus, lokaleTemperaturen), sog. 3.-Generation-

Konzepte, Medienformen: Tafelanschrieb, Folien, Beamer Literatur: A. deVos: Endoreversible Thermodynamics of Solar Energy

Conversion, Wiley-VCH, Heidelberg, 2009

P. Würfel: The Physics of Solar Cells, Wiley-VCH, Heidelberg,

2005

Vorlesungmanuskript G.H. Bauer: Fundamentals of Quantum

Solar Energy Conversion


Spezialisierung

-93-

Lehrveranstaltungen: Ultrakurze Laserimpulse


Dozent(in): Dr. P. Groß Sprache: Deutsch Lehrform/SWS: VL: 4 SWS Kreditpunkte: 6

Empfohlene Voraussetzungen: Bachelor-Module der Experimentalphysik und der Theoretischen

Physik Angestrebte Lernergebnisse: Die Studierenden erwerben fortgeschrittene Kenntnisse auf dem

Gebiet der Photonik und dem der Licht-Materie-

Wechselwirkungen. Sie erlangen Fertigkeiten zum sicheren und

selbstständigen Umgang mit modernen Methoden der

Experimentalphysik. Sie erweitern ihre Kompetenzen

hinsichtlich der Fähigkeiten zur erfolgreichen Bearbeitung

anspruchsvoller Probleme der Experimentalphysik mit

modernen experimentellen und numerischen Methoden, zur

eigenständigen Erarbeitung von Zugängen zu aktuellen

Entwicklungen der Experimentalphysik sowie zum Verständnis

übergreifender Konzepte und Methoden der Experimentalphysik

und der Naturwissenschaften allgemein.

Inhalt: Erzeugung ultrakurzer Impulse, Modenkopplung;

Impulspropagation und lineare Licht-Materie Wechselwirkung;

Charakterisierung, Vermessung und Manipulation von

ultrakurzen Impulsen; Nichtlineare

Wechselwirkungen; Anwendungen von ultrakurzen Impulsen:

Ultrakurzzeitspektroskopie, Frequenzkonversion,

Materialbearbeitung, Effekte in extremen elektrischen

Feldstärken

Medienformen: Skript, Tafel, Beamerpräsentationen, Experimente,

Computersimulationen Literatur: A. Weiner, Ultrafast Optics, Wiley, 2009

J.-C. Diels, W. Rudolph, Ultrashort laser pulse

phenomena, Academic Press, Burlington (MA), 2006

R. Trebino, Ultrafast optics textbook, online on Rick

Trebino’s SkyDrive

Originalliteratur gemäß Angaben während der Vorlesung

Documents

Modulhandbuch Master of Science Engineering Physics · Robotik und Automation Seminar fortgeschrittene Themen in EP (3) Spezialisierung Design of Wind Energy Systems (3) Advanced