Physik mit Meteorologie BSc (Hons)

The University of Edinburgh

Dieser Kurs richtet sich an Physikschülerinnen und -schüler mit Vorkenntnissen, die in erster Linie ihre mathematischen Fähigkeiten und Problemlösungskompetenzen im Zusammenhang mit den Grundlagen der Algebra und der Infinitesimalrechnung entwickeln wollen. Ein Schlüsselelement für das Verständnis der Physik ist die Fähigkeit, elementare Mathematik effektiv in physikalischen Anwendungen anzuwenden. Dazu reicht es nicht aus, die Mathematik zu kennen, sondern man muss auch die zugrunde liegenden Konzepte verstehen und üben, sie zur Lösung von Problemen anzuwenden. Der Kurs konzentriert sich auf Problemlösungs-Workshops und wird durch Vorlesungen unterstützt.

Dieser Kurs richtet sich an Physikschülerinnen und -schüler mit Vorkenntnissen, die in erster Linie ihre mathematischen Fähigkeiten und Problemlösungskompetenzen im Zusammenhang mit Algebra und Infinitesimalrechnung weiterentwickeln wollen, wobei der Schwerpunkt zunehmend auf physikalischen Anwendungen liegt. Ziel des Kurses ist es, den Schülern dabei zu helfen, Mathematik auf die Lösung typischer physikalischer Probleme anzuwenden und durch praktisches Problemlösen Geläufigkeit und Sicherheit zu entwickeln. Im Mittelpunkt des Kurses stehen Problemlösungs-Workshops, die durch Vorlesungen unterstützt werden.

Dies ist ein Einführungskurs, der die klassische Physik der Kinematik, Dynamik, Kräfte und Schwingungen abdeckt und Aspekte der modernen Physik wie Relativitätstheorie und Chaos behandelt. Der Kurs richtet sich an Teilnehmer/innen mit einem Abschluss in Physik und Mathematik auf SCE Higher Level oder einem gleichwertigen Niveau. Er dient sowohl als Vorbereitung für ein weiterführendes Studium in physikbasierten Studiengängen als auch als eigenständiger Kurs für Studierende anderer Fachrichtungen, einschließlich (aber nicht beschränkt auf) Mathematik, Chemie, Informatik und Ingenieurwissenschaften.

Dies ist ein Einführungskurs, der einen Überblick über eine Reihe von Themen gibt, darunter Wärmephysik, Wellen, elementare Quantenmechanik, Eigenschaften der Materie, Kern- und Teilchenphysik und Astrophysik. Der Kurs richtet sich an Teilnehmer/innen mit einem Abschluss in Physik und Mathematik auf SCE Higher Level oder einem gleichwertigen Niveau. Er dient sowohl als Vorbereitung für ein weiterführendes Physikstudium als auch als eigenständiger Kurs für Studierende anderer Fachrichtungen, wie z. B. Mathematik, Chemie, Informatik und Ingenieurwissenschaften. Der Kurs beinhaltet ein experimentelles Laborelement, Experimentalphysik 1.

Dieser Kurs richtet sich an alle Physikstudenten vor dem Abitur. Er behandelt gewöhnliche Differentialgleichungen und die Techniken der Vektorrechnung, die zur Beschreibung von Konzepten in der Physik verwendet werden. Der Kurs besteht aus Vorlesungen, in denen neues Material vorgestellt wird, und Workshops, in denen das Verständnis, die Vertrautheit und die Geläufigkeit.

Dieser Kurs richtet sich an Physikstudenten im Vorkurs. Er bietet eine Einführung in die Computerprogrammierung, Datenanalyse und experimentelle Labortechniken. Er dient sowohl als Vorbereitung für die weitere praktische Arbeit in physikalischen Studiengängen als auch als eigenständiger Kurs für Studierende anderer Fachrichtungen, darunter Mathematik, Chemie, Geowissenschaften, Informatik und Ingenieurwissenschaften. Der Kurs besteht aus Laborübungen und Workshops, um das Verständnis, die Vertrautheit und die Gewandtheit zu entwickeln.

Eine Einführung in die physikalischen Prozesse, die in der Erdatmosphäre ablaufen. Interpretation von Wetterkarten und Satellitenbildern, Wolkentypen und -bildung, atmosphärische Struktur, thermodynamische Prozesse, Regenbildung, solare und terrestrische Strahlung, Energiebilanz an der Oberfläche, Cumulus- und Cumulonimbuskonvektion und Luftverschmutzung.

Dieser Kurs richtet sich an Physikstudenten vor dem Abitur. Er bietet eine Einführung in elektromagnetische Felder und die Eigenschaften der Materie. Er dient sowohl als Vorbereitung für ein weiterführendes Studium in physikbasierten Studiengängen als auch als eigenständiger Kurs für Studierende anderer Fachrichtungen wie Mathematik, Chemie, Geowissenschaften, Informatik und Ingenieurwesen. Der Kurs besteht aus Vorlesungen, in denen neues Material vorgestellt wird, und Workshops, in denen das Verständnis, die Vertrautheit und die Geläufigkeit.

Der Kurs dauert zwei Semester. Im ersten Semester werden die zeitunabhängigen und zeitabhängigen Eigenschaften elektrischer und magnetischer Felder behandelt, was zur Formulierung der Maxwellschen Gleichungen in der Vektorrechnung und zur Herleitung elektromagnetischer Wellen im Vakuum und in Medien führt. Das zweite Semester behandelt die elektromagnetischen Eigenschaften von Wellen einschließlich Ausbreitung, Polarisation, Interferenz und Beugung mit Beispielen aus der Radiowelle, Optik und Röntgenbeugung.

Dieser Kurs ermöglicht es den Schülerinnen und Schülern, die allgemeinen Fähigkeiten zu erwerben, die für ein akademisches und wissenschaftliches Studium wichtig sind, und gleichzeitig ihr Wissen über Physik zu erweitern, indem sie in aktuelle Forschungsthemen eingeführt werden. Zu den spezifischen Zielen gehören 1) das Sammeln und kritische Bewerten von Informationen, die sich auf eine bestimmte Forschungsfrage beziehen, und 2) das Zusammenfassen der Informationen und der Bewertung in einer mündlichen Präsentation und in schriftlichen Berichten, sowohl einzeln als auch als Teil einer Gruppe. Diese Fähigkeiten sind wichtige Grundlagen für die Projektarbeit im weiteren Verlauf des Studiums und wertvoll für das Leben nach dem Studium, zum Beispiel in der Forschung, in der Industrie oder in der Regierung.

Ein zusammenhängender 20-Punkte-Kurs, der von allen Physikstudenten mit einem Abschluss belegt wird. Die Prüfung erfolgt durch eine einzige dreistündige Arbeit in der Dezember-Diät.

Dieser zweisemestrige Kurs behandelt die Grundlagen der Quantenmechanik und ihre Anwendungen auf atomare und molekulare Systeme.

Dieser zweisemestrige Kurs behandelt die Thermophysik, wobei das erste Semester eine Einführung in die Gleichgewichtsthermodynamik enthält. Der Erste und der Zweite Hauptsatz der Thermodynamik werden zusammen mit den Konzepten von Temperatur, innerer Energie, Wärme, Entropie und den thermodynamischen Potenzialen eingeführt. Die Anwendung thermodynamischer Konzepte auf Themen wie Wärmekraftmaschinen, die Ausdehnung von Gasen und Phasenwechsel wird betrachtet. Der dritte Hauptsatz und die damit verbundenen Eigenschaften der Entropie runden diesen Abschnitt ab.

Zunächst werden die atmosphärische Thermodynamik und Dynamik besprochen, dann wird die räumliche und zeitliche Struktur der atmosphärischen Grenzschicht untersucht, beginnend mit einer trockenen konvektiven Schicht und dann unter Berücksichtigung einer wolkenbedeckten Schicht.

Führt in die Grundlagen der atmosphärischen Zirkulation ein, die das Wetter und das Klima in den Tropen und mittleren Breiten bestimmt. Dazu gehören großräumige Strömungen und Wirbel, die Allgemeine Zirkulation und Sturmsysteme in den mittleren Breiten. Meteorologische Daten werden zur Veranschaulichung von Luftströmungsmustern, Jetstreams, Wirbelstürmen in mittleren Breiten und deren Intensivierung verwendet.

Der Kurs behandelt die Eigenschaften von kristallinen Festkörpern und anderen Phasen der kondensierten Materie. Der Schwerpunkt liegt auf der Entwicklung eines Verständnisses für die strukturellen, mechanischen, thermischen und elektrischen Eigenschaften von Festkörpern und darauf, ein Gefühl für typische Größenordnungen der relevanten physikalischen Größen zu bekommen. Die in diesem Kurs entwickelten Konzepte werden anhand von Beispielen vor allem aus der Physik der harten, aber auch der weichen kondensierten Materie veranschaulicht und angewendet. Das übergeordnete Ziel ist es, eine solide Grundlage für die Kernkonzepte zu schaffen, die in den SH/IM-Wahlkursen zur Physik der kondensierten Materie weiterentwickelt und angewendet werden können.

Jedes Team von vier oder fünf Schülerinnen und Schülern muss ein physikalisches Thema erforschen, das von einem Mitglied des Lehrkörpers vorgegeben wird, der als Betreuer fungiert. Die Gruppen präsentieren ihre Ergebnisse in mündlicher und schriftlicher Form auf einem für Gleichaltrige verständlichen Niveau. Das Projekt ist literaturbasiert; die Schüler/innen werden vorhandene Informationen aus einer Vielzahl von Quellen zusammenstellen und analysieren.

Der Kurs führt in die wichtigsten physikalischen Grundlagen des Klimas und der Klimamodellierung ein, wobei der Schwerpunkt auf der Erde liegt. Das Klimasystem ist so komplex, dass wir uns ihm nähern, indem wir Modelle mit verschiedenen Komplexitätsgraden konstruieren. Diese Modelle ermöglichen es uns, die beobachtete Temperaturverteilung in Bezug auf die Energie- und Stoffflüsse durch das Klimasystem zu erklären und die externen und internen Faktoren (sowohl menschliche als auch natürliche) zu berücksichtigen, die klimatische Veränderungen und Schwankungen verursachen. Der Kurs befasst sich auch kurz mit dem beobachteten Klima, den jüngsten Veränderungen und den Prognosen für zukünftige Veränderungen.

Dies ist eine Übersichtsarbeit, die die Problemlösungsfähigkeiten prüft. Von den Schülern wird erwartet, dass sie Probleme, die auch ungesehen sein können, analysieren und lösen und dabei ihr vorhandenes Physikwissen nutzen.

Dieser Kurs behandelt drei Hauptthemen: eine fortgeschrittene Behandlung der speziellen Relativitätstheorie und eine Einführung in die Kern- und Teilchenphysik. Ziel ist es, (i) relativistische Kinematik und Dynamik, Teilchenstreuung und -zerfälle zu diskutieren und die Schüler in die allgemeine Relativitätstheorie einzuführen; (ii) die Schüler in die Konzepte der Nukleon-Nukleon-Wechselwirkung, des Nukleonendrehimpulses und -spins, des Kernschalenmodells, der angeregten Zustände sowie der Alpha- und Betazerfälle einzuführen; (iii) Einführung in das Standardmodell der Teilchenphysik, einschließlich der fundamentalen Teilchen (Quarks, Leptonen, Eich- und Higgs-Bosonen) und Kräfte, Erhaltungssätze, die elektromagnetische, schwache und starke Wechselwirkung und den Higgs-Mechanismus. Der Kurs ersetzt die Kurse Dynamik und Relativität und Subatomare Physik.