Physics with Education BSc (Hons)

University of the West of Scotland

Dieses Modul ist eines von zwei Physikmodulen, die auf Stufe 7 angeboten werden. Das andere Modul der Stufe 7 ist Introductory Physics A im Trimester 1. Es ist ein Kernmodul für Schüler, die den Studiengang Physik weiterführen wollen.

Dieses Modul ist eines von zwei einführenden Physikmodulen, die auf Stufe 7 angeboten werden. Das andere Modul der Stufe 7 ist Einführende Physik B im Trimester 2. Die beiden Module sind jedoch in sich abgeschlossen und werden nicht gemeinsam vorausgesetzt. Das Modul ist ein Kernmodul für Schülerinnen und Schüler, die den Studiengang Physik weiterführen wollen; für Schülerinnen und Schüler, die einen Abschluss in Chemie oder Mathematik anstreben, sind die Inhalte hilfreich. Das Modul umfasst auch Laborübungen, in denen die Studierenden die in den Vorlesungen behandelten Prinzipien in die Praxis umsetzen.

Das Modul ist ein Pflichtmodul für alle Physis-Schüler/innen. Es soll Fähigkeiten vermitteln, die für ein erfolgreiches Studium der Naturwissenschaften und insbesondere der Physik hilfreich sind. Es geht um experimentelle und analytische Fähigkeiten, mathematische Fähigkeiten, rechnerische Fähigkeiten und Kommunikationsfähigkeiten. Der Lehrstoff wird in erster Linie in Vorlesungen vermittelt, die durch Kleingruppenübungen oder Problemkurse ergänzt werden. Das Modul beinhaltet auch praktische Übungen, in denen die Schüler/innen die in den Vorlesungen und Tutorien behandelten Prinzipien in die Praxis umsetzen können. Einer der Schwerpunkte des Moduls ist die Entwicklung von Kommunikationsfähigkeiten in Form von Präsentationen. So wird dieses Modul die Entwicklung von Fähigkeiten in mehreren Bereichen fördern: unabhängiges Denken und Problemlösung, praktische Techniken, Datenauswertung und rechnerische Fähigkeiten.

Der Inhalt des Moduls vermittelt viele der grundlegenden Techniken der Algebra, der Infinitesimalrechnung, der Vektoren und Matrizen und deren Anwendung in einer Vielzahl von Anwendungen. Das Konzept einer mathematischen Funktion wird erörtert, wobei auch die Ideen von Grenzwert und Stetigkeit erwähnt werden. Es wird eine Reihe von Standardfunktionen behandelt, darunter Polynome, trigonometrische, exponentielle und logarithmische Funktionen. Aufbauend auf der Menge der reellen Zahlen wird das Konzept der komplexen Zahlen in verschiedenen Formen eingeführt, zusammen mit den zugehörigen Eigenschaften und der zugrundeliegenden Algebra.

Dieses Modul erweitert den Stoff von Mathematics of Space & Change (MATH07003). Es werden die umgekehrten trigonometrischen Funktionen sowie die hyperbolischen Funktionen und ihre Umkehrungen behandelt. Graphen und Eigenschaften dieser Funktionen, einschließlich ihrer Verwendung in der Infinitesimalrechnung, werden besprochen. Es wird eine Einführung in die Funktionen einer komplexen Variable und deren Anwendung gegeben. Weitere Differenzierungstechniken werden behandelt, darunter logarithmische, parametrische und implizite Differenzierung. Die Anwendung der Differenzierung im Zusammenhang mit der Bildung von Taylor- und Maclaurin-Reihen und der L'Hôpitalschen Regel wird besprochen. Die Integrationstechniken werden um verschiedene Arten der Substitution und die Verwendung von Teilbrüchen erweitert. Weitere Beispiele für die Anwendung der Infinitesimalrechnung werden besprochen und eine Einführung in numerische Methoden wird vorgestellt.

Das Modul behandelt folgende Themen: Unterscheidung zwischen Festkörpern, Flüssigkeiten und Gasen; ionische, kovalente und Van-der-Waals- und metallische Bindungen, interatomare Kräfte/ potentielle Energie, Flüssigkeitsdruck, Auftrieb, Bernoulli-Gleichung, Oberflächenspannung, Viskosität, elastische Eigenschaften von Festkörpern, thermische Ausdehnung von Festkörpern, Punktdefekte, Versetzungen und Korngrenzen.

Dieses Modul umfasst eine Einführung in die Klassische Mechanik und die Spezielle Relativitätstheorie. Ungefähr zwei Drittel des Moduls sind der Klassischen Mechanik gewidmet, ein Drittel der Speziellen Relativitätstheorie. Der Inhalt der Klassischen Mechanik beginnt damit, dass alle notwendigen Manipulationen mit Vektoren behandelt werden, die für das Modul benötigt werden. Anschließend werden grundlegende Begriffe wie Geschwindigkeit, Beschleunigung, Impuls, Kraft, Drehmoment, Arbeit, Energie und Leistung behandelt, wobei der Schwerpunkt auf dem Lösen von Problemen liegt. Die Formalismen der Lagrangeschen und Hamiltonschen Mechanik werden eingeführt, da sie den Übergang zur Quantenmechanik (die in den folgenden Modulen behandelt wird) erleichtern und als elementare Einführung in die Variationsrechnung dienen. Die Spezielle Relativitätstheorie beginnt mit einer Einführung in das Michelson-Morley-Experiment und die Galilei-Transformation, bevor Einsteins Postulate der Speziellen Relativitätstheorie erklärt werden. Die Konzepte der Lorentz-Kontraktion und der Zeitdilatation werden sowohl vor als auch nach der Einführung der Lorentz-Transformation behandelt. Der relativistische Dopplereffekt wird eingeführt. Das Thema relativistische Kinematik wird ebenfalls behandelt, wobei der Schwerpunkt auf relativistischer Energie und relativistischem Impuls liegt, und es werden Anwendungen der Speziellen Relativitätstheorie auf die Atom- und Kernphysik vorgestellt.

Da die Mathematik die Sprache der Natur ist, ist es für jeden Physiker unerlässlich, ein Verständnis für mathematische Konzepte zu entwickeln und sie anwenden zu können. Der Ansatz für dieses Modul und seine Fortsetzung, Mathematik für Physiker 2, unterscheidet sich von dem typischen formalen mathematischen Stil der Axiome/Beweise. In diesem Modul wird die relevante Mathematik eingeführt und geübt, wobei der Schwerpunkt auf der Entwicklung der Intuition liegt und darauf, den Schülern zu helfen, ihre Problemlösungsfähigkeiten zu kultivieren.

Das Modul baut auf der in Mathematik für Physiker 1 eingeführten Vektorrechnung auf, die für Elektromagnetismus und Feldtheorie unerlässlich ist. Einige der wichtigsten Elemente der analytischen Geometrie werden behandelt, darunter Ebenen und Kegelschnitte. Die wichtigsten Ideen der Fourier-Analyse und der Integraltransformationen werden behandelt. Anschließend wenden wir uns der Linearen Algebra zu und betrachten einige der wichtigsten Anwendungen dieses grundlegenden Themas zur Lösung von Systemen von Differentialgleichungen und nutzen dies als Einführung in die Sprache der Quantenmechanik.

Dies ist ein Modul auf Stufe 8, das zum Kernbestandteil von IoP-akkreditierten Physikkursen gehört. Es eignet sich auch für jemanden, der Physik auf Stufe 6 (SQA Higher) belegt hat und seine Kenntnisse in Optik und Elektronik erweitern möchte. Der Unterricht besteht aus einer Mischung aus Vorlesungen, Tutorien, in denen die Schüler/innen ihre Problemlösungsfähigkeiten entwickeln können, und praktischem Unterricht, in dem die in den Vorlesungen vermittelte Theorie durch eine Vielzahl praktischer Experimente zum Leben erweckt wird. Ein formeller Laborbericht für ein Experiment muss eingereicht werden, um technische Schreibfähigkeiten zu demonstrieren.

Dieses Modul ist eines von sechs SCQF Level 8 Kernmodulen des B.Sc.-Studiengangs in Physik/Physik mit Kerntechnik/Physik mit Bildung. Das Modul wird normalerweise im Jahr 2 des Studiengangs belegt. Das Modul behandelt mechanische und elektrische Schwingungen (einschließlich einiger allgemeiner Aspekte der Wechselstromkreistheorie), Grundlagen der Wellentheorie und die grundlegenden Konzepte von elektromagnetischen und Gravitationsfeldern.

Dieses Modul ist eine von vier SCQF Level-9-Kernkomponenten der B.Sc.-Studiengänge in Physik und Physik mit Kerntechnik. Das Modul wird normalerweise im Jahr 3 des Studiengangs belegt. Das Modul deckt Aspekte der Atom- und Kernphysik auf mittlerem Niveau ab, die in den Stufen 7 und 8 eingeführt wurden und sich bis zur Stufe 10 und der Postgraduiertenebene fortsetzen. Die Inhalte werden zu gleichen Teilen in der Atom- und Kernphysik vermittelt. Der Inhalt des Moduls wird hauptsächlich durch Vorlesungen vermittelt und in praktischen Laborstunden vertieft. Ein Teil des praktischen Teils des Moduls ist die Präsentation eines formellen Laborberichts. Die Bewertung erfolgt durch eine Prüfung (60%) und eine Hausarbeit (40%). Die 40% der Kursarbeit setzen sich aus zwei Komponenten zusammen: einer Hausaufgabe (im Wert von 20%) und der Laborarbeit (im Wert von 20%).

Dieses Modul ist ein Kernmodul auf Stufe 9 in den von der IoP akkreditierten Physikstudiengängen. Zur Vorbereitung auf das Studium des Elektromagnetismus werden Konzepte wie Gradient-, Divergenz- und Zirkulationsoperatoren (grad, div, curl) und ihre Anwendungen auf Felder diskutiert. Sphärische und zylindrische Koordinatensysteme werden überarbeitet. Die grundlegenden Gesetze des Elektromagnetismus werden untersucht, einschließlich der Integral- und Differentialformen des Gaußschen Gesetzes, des Ampere'schen Gesetzes und des Faraday'schen Gesetzes. Außerdem werden die Themen Dielektrizität und Polarisation sowie Magnetismus und Magnetisierung behandelt. Der Energiegehalt von elektrostatischen und magnetostatischen Feldern wird betrachtet.

Dieses Modul ist Kernbestandteil der SCQF Level 9 Kernkomponenten des BSc Honours Physics Programms. Dieses Modul wird in der Regel im dritten Studienjahr belegt. Das Modul deckt sowohl grundlegende Konzepte als auch einige Anwendungen der Quantenmechanik ab.

Dieses Modul ermöglicht es den Schülerinnen und Schülern, ein gründliches Verständnis des schottischen Bildungssystems zu entwickeln und sich kritisch mit komplexen Fragen auseinanderzusetzen, die sich aus der jüngsten nationalen Politik in Bezug auf die Vorschul-, Grundschul- und Sekundarschulbildung ergeben. Während des gesamten Moduls werden die Schüler/innen ermutigt und unterstützt, die beruflichen Qualitäten und Fähigkeiten zu entwickeln, die von Lehrer/innen auf Probe erwartet werden. Die Schüler/innen werden ein Verständnis für die wichtigsten Einflüsse auf das schottische Bildungswesen entwickeln und ein gewisses Bewusstsein für internationale Systeme entwickeln. Dabei wird berücksichtigt, wie natürliche, soziale, kulturelle, politische und wirtschaftliche Systeme funktionieren und wie sie miteinander verbunden sind.

Dieses Modul ist eines der vier SCQF Level 9 Kernmodule des B.Sc. Studiengangs in Physik/Physik mit Kerntechnik/Physik mit Ausbildung. Das Modul wird normalerweise im Jahr 3 des Studiengangs belegt. Das Modul behandelt grundlegende Konzepte der Thermodynamik und der statistischen Physik. Einige der Punkte, die früher im Kernmodul SCQF Level 8 Eigenschaften der Materie eingeführt wurden, werden wahrscheinlich wieder aufgegriffen, wenn auch aus einer anderen Perspektive.

Dieses Modul bereitet die Schülerinnen und Schüler auf ihr Schulpraktikum vor, indem es allgemeine Aspekte des Lehrplans, der Pädagogik und der Bewertung untersucht und das Verständnis für die Schulen und Lerngemeinschaften, in denen die Schülerinnen und Schüler unterrichten werden, sowie für ihre berufliche Verantwortung innerhalb dieser Gemeinschaften fördert. Die Schüler/innen kennen und verstehen die Inhalte des Lehrplans in Bezug auf Lesen, Schreiben, Rechnen, Gesundheit und Wohlbefinden sowie die Methoden und zugrundeliegenden Theorien für eine effektive Gestaltung und Vermittlung dieser fächerübergreifenden Prioritäten. Die Schüler/innen lernen etwas über besondere Lernbedürfnisse und wie man Lernbarrieren in der Unterrichtspraxis beseitigt.

Dieses Modul ist Kernbestandteil der SCQF Level 10 Kernkomponenten des BSc Honours Physics Programms. Es wird normalerweise im 4. Jahr des Bachelorstudiums belegt. Das Modul behandelt grundlegende Konzepte der Festkörperphysik.

Dieses Modul ist eine der SCQF Level-10 Kernkomponenten der BSc Honours Physics und BSc Honours Physics with Nuclear Technology Programme. Das Modul wird in der Regel im Honours-Jahr (viertes Jahr) belegt. Das Modul behandelt Konzepte der Kern- und Teilchenphysik. Ein Teil des behandelten Materials wird im Kernmodul PHYS09002 Atome und Kerne vorgestellt. Der kernphysikalische Teil dieses Moduls behandelt folgende Themen: statische Eigenschaften von Kernen; die Kernkraft; Kernmodelle; Kernzerfallsarten (einschließlich Alpha-, Beta-, Gamma-Zerfall und Kernspaltung); Nachweis von Kernstrahlung. Der Teil Teilchenphysik-Teil des Moduls deckt folgende Themen ab: die Grundbausteine der Natur (Quarks und Leptonen) und ihre Wechselwirkungen; die Organisation der Quarks in Baryonen und Mesonen; eine Diskussion über Farbe; grundlegende Konzepte der QED und QCD mit einem Schwerpunkt auf der Verwendung von Feynman-Diagrammen; Zerfälle, Erhaltungssätze und Symmetrien, einschließlich der Nicht-Erhaltung der Parität bei der schwachen Wechselwirkung.

Dieses Modul ermöglicht es den Schülerinnen und Schülern, Wissen und Verständnis sowie Fähigkeiten und Fertigkeiten in Bezug auf den Lehrplan, die Pädagogik und die Bewertung eines MINT-Fachs innerhalb des Lehrplans der Sekundarstufe zu entwickeln. Es ermöglicht die Kontextualisierung einiger der allgemeineren Prinzipien, die im Modul "Secondary School Experience" erforscht wurden, in spezifischen Lehrplanbereichen.