Lehrveranstaltungen von Prof. Vogel
Inhalte
Die Vorlesung behandelt den Aufbau und die Eigenschaften von festen Materialien. Neben kristallinen Festkörpern werden auch amorphe Festkörper besprochen. In der Vorlesung werden sowohl die experimentellen Methoden zur Bestimmung der Festkörpereigenschaften als auch die theoretischen Erklärungsansätze besprochen. An verschiedenen Stellen wird erläutert, welche Rolle die behandelten Phänomene in modernen technologischen Anwendungen spielen.
Wichtige Themen
- Bindungstypen in Festkörpern
- Struktur der Festkörper
- Gitterschwingungen
- Elektronen in Festkörpern
Literatur
- Hunklinger: Festkörperphysik (Oldenbourg)
- Gross & Marx: Festkörperphysik (Oldenbourg)
- Kittel: Festkörperphysik (Oldenbourg)
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Inhalte
Die Vorlesung beschäftigt sich mit den Eigenschaften kondensierter Materie. Insbesondere werden kristalline und amorphe Festkörper behandelt. Außerdem wird ein Überblick in flüssige und weiche Materie, einschließlich Polymermaterialien, gegeben. Es werden sowohl experimentelle Methoden als auch theoretische Konzepte besprochen.
Wichtige Themen
- Energiebänder
- Halbleiter
- Elektrische und magnetische Eigenschaften
- Supraleitung
- Gläser
- Flüssige und weiche Materie
Organisatorisches
Es handelt sich um einer 3+1 (V+Ü) Vorlesung. An den Freitagsterminen wechseln sich eine zweistündige Übung und eine zweistündige Vorlesung ab.
Inhalte (wird in neuem Tab geöffnet)
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Inhalte
Die Vorlesung behandelt Eigenschaften und Anwendungen der weichen Materie, die in der Natur und Technologie gleichermaßen eine sehr wichtige Rolle spielt. Die Kenntnisse werden an Hand der wichtigsten Materialklassen der weichen Materie vermittelt. In der Vorlesung werden sowohl experimentelle Methoden zur Untersuchung der weichen Materie als auch theoretische Modelle zur Erklärung der Eigenschaften besprochen. In der begleitenden Übung werden die Kenntnisse anhand von Aufgaben vertieft.
Wichtige Themen
- Viskoelastizität
- Phasenübergänge
- Polymere
- Gele
- Kolloidale Dispersionen
- Flüssigkristalle
- Selbstaggregation
Literatur
- Jones, Soft Condensed Matter, Oxford
- Strobl, The Physics of Polymers (Springer)
- Rubinstein, Polymer Physics (Oxford)
Prüfungen
Nach Ende der Vorlesungszeit werden üblicherweise mündliche Prüfungen abgehalten.
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Inhalte
Die Vorlesung richtet sich an Studierende in den Bachelorstudiengängen Chemie und Materialwissenschaften. Sie erstreckt sich über zwei Semester.
Wichtige Themen
Teil I
- Mechanik von Massepunkten
- Mechanik des starren Körpers
- Gravitation
- Mechanik deformierbarer Systeme
- Wärme
- Hauptsätze der Thermodynamik
Teil II
- Elektrostatik
- Magnetismus
- Elektromagnetische Wellen
- Optik
- Teilchen- und Atomphysik
Literatur
Lehrbücher zu Grundlagen der Experimentalphysik sind u.a.
- Gerthsen: Physik (Springer)
- Tipler: Physik (Spektrum)
- Halliday, Resnick. Walker: Physik (Wiley VCH)
- Kuypers: Physik für Ingenieure und Naturwissenschaftler (Wiley VCH)
- Kulisch: Physik für Dummies (Wiley)
- Feynman: Lectures in Physics I-III
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Inhalte
Die Vorlesung richtet sich an Bachelorstudierende im Studiengang Bauingenieurwesen und vermittelt physikalische Grundkenntnisse.
Literatur
Lehrbücher zu Grundlagen der Experimentalphysik sind u.a.
- Gerthsen: Physik (Springer)
- Tipler: Physik (Spektrum)
- Halliday, Resnick. Walker: Physik (Wiley VCH)
- Kuypers: Physik für Ingenieure und Naturwissenschaftler (Wiley VCH)
- Kulisch: Physik für Dummies (Wiley)
- Feynman: Lectures in Physics I-III
Die Vorlesung richtet sich speziell an Lehramtsstudierende im Fach Physik. Sie gibt einen Überblick über die Struktur der Materie von der Elementarteilchen- und Kernphysik bis hin zur Festkörperphysik. Sie kann alternativ zu den Veranstaltungen Physik 5 und 6 gehört werden.
Inhalte
Historischer Überblick & Einleitung
A. Kern- und Elementarteilchenphysik
A.1. Eigenschaften stabiler Kerne
A.2. Kernmodelle & -kräfte
A.3. Radioaktivität
A.4. Kernspaltung & -fusion
A.5. Reaktoren, Beschleuniger etc.
A.6. Elementarteilchen & Standardmodell
B. Atom- & Molekülphysik
B.1. Atomspektren
B.2. Schwingungen
B.3. Rotationen
B.4. Röntgenstrahlung
C. Festkörperphysik
C.1. Bindungstypen
C.2. (Kristall-) Struktur
C.3. Gitterschwingungen
C.4. Elektronengas
C.5. Bändermodell
C.6. Halbleiter
Inhalte
Die Vorlesung behandelt die Grundlagen der NMR-Spektroskopie. Sie wird gemeinsam von Prof. Dr. Gerd Buntkowsky sowie Prof. Dr. Michael Vogel gehalten.
Gesammelte Kursunterlagen
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Abschlussarbeiten
Im Rahmen der Bachelor- und Masterarbeit können Sie zum ersten Mal Ihr im Studium erworbenes Wissen in der Forschung einsetzen. Für Ihren Start in die spannende Welt des Forschens bieten wir eine Reihe von Themen, die in der Regel Teile größerer Forschungsprojekte sind. Somit haben Sie einerseits die Möglichkeit, bei der Einarbeitung, Durchführung und Auswertung vom Wissen der Arbeitsgruppe zu profitieren und andererseits bietet sich Ihnen bereits in dieser Phase die Chance zu eigenständiger Forschung.
Im Folgenden finden Sie einen Überblick über mögliche Themen von Bachelor- und Masterarbeiten in der Arbeitsgruppe Vogel. Wir hoffen, dass diese aktuellen Forschungsthemen auch Ihr Interesse wecken. Falls Sie weitere Fragen haben, können Sie mich gerne kontaktieren.
Wasser weist neben der bekannten Dichteanomalie viele weitere ungewöhnliche Eigenschaften auf. Zur Erklärung wurde in der Literatur postuliert, dass es bei reduzierten Temperaturen und erhöhten Drücken zwei flüssige Phasen von Wasser gibt. Zum Test dieser Hypothese muss die Kristallisation bei Abkühlung unterdrückt werden. Wir nutzen aus, dass es gelingt den flüssigen Zustand zu stabilisieren, wenn man Wasser in Experimenten in enge Nanoporen einschließt oder in Simulationen hohe Abkühlraten verwendet.
Wir erforschen, wie sich Struktur, Dynamik und Phasenverhalten, an Grenzflächen in nanostrukturierter Materie verändern. Beispielsweise untersuchen wir, wie sich Strukturmotive, Teilchenmobilitäten und Entmischungsprozesse in Flüssigkeiten durch Wechselwirkungen mit Festkörperoberflächen steuern lassen. Ein Verständnis dieser Effekte ist nicht nur für die Grundlagenforschung, sondern auch für die Nanotechnologie von großer Bedeutung.
Zur Optimierung von Lithiumionen-Batterien sind Festkörper mit sehr hoher ionischer Leitfähigkeit erforderlich. Wir charakterisieren den Mechanismus des Ladungstransports in Materialien für Lithiumionen-Batterien, indem wir die Energielandschaft für die Sprünge der Ionen in den Festkörpermatrizen ermitteln. Vor allem studieren wir für vielversprechende nanostrukturierte keramische Materialien, welche Effekte die ionische Leitfähigkeit und somit die Anwendungsgebiete limitieren.
Proteine sind die Grundbausteine des Lebens. Ihre Funktion setzt die Anwesenheit eines geeigneten Lösungsmittels wie z.B. Wasser voraus. Wir untersuchen Protein-Lösungsmittel-Mischungen. Es gilt, die Dynamik des Proteins und des Lösungsmittels zu charakterisieren und ihr Zusammenspiel zu untersuchen. Auf diese Weise möchten wir ein Verständnis für biologische Funktionen auf molekularer Ebene entwickeln.
In allen Projekten können NMR-Experimente oder MD- Simulationen durchgeführt werden. In einigen Fällen kommt auch dielektrische Spektroskopie zum Einsatz. Die Mehrzahl unserer NMR-Apparaturen werden auch im Rahmen von Abschlussarbeiten z.B. zur Vergrößerung des Frequenzbereichs oder zur Steigerung der Ortsauflösung ständig weiterentwickelt.
