Modulhandbuch SRF
Strahlung, Radiometrie, Fotometrie
Bachelor Elektrotechnik 2020
PDF Studiengangsverzeichnis Studienverlaufspläne Bachelor Elektrotechnik
Version: 1 | Letzte Änderung: 28.09.2019 22:09 | Entwurf: 0 | Status: vom Modulverantwortlichen freigegeben | Verantwortlich: Gartz
| Anerkannte Lehrveranstaltungen | SRF_Gartz |
|---|---|
| Gültig ab | Sommersemester 2022 |
| Fachsemester | 4 |
| Modul ist Bestandteil des Studienschwerpunkts | PHO - Photonik |
| Dauer | 1 Semester |
| ECTS | 5 |
| Zeugnistext (de) | Radiometrie, Fotometrie, Strahlungs Optik |
| Zeugnistext (en) | Radiometry, Photometry, Radiation Optics |
| Unterrichtssprache | deutsch oder englisch |
| abschließende Modulprüfung | Ja |
Inhaltliche Voraussetzungen
Handlungsfelder
| Forschung: Von Ansätzen der Grundlagenforschung bis hin zur Industrieforschung. Entwicklung: Algorithmen, Software, Verfahren , Geräte, Komponenten und Anlagen. |
| Qualitätskontrolle von Produkten und Prozessen, Mess- und Prüftechnologien, Zertifizierungsprozesse. |
| Produktion: Planung, Konzeption, Instandhaltung, Überwachung und Betrieb. |
Modulprüfung
| Benotet | Ja | |
|---|---|---|
| Konzept | Klausuren mit differenzierten Aufgabentypen der Taxonomiestufen Verstehen, Anwenden, Analysieren und Synthetisieren. D.h., in den Aufgaben müssen die Begriffe, wie die Radiometrischen- und die Fotometrischen Grundgrößen, der Begriff des Raumwinkels, verstanden und angewendet werden. Die optischen Zusammenhänge, wie z.B. das Strahlungsübertragungsgesetz, müssen zur Lösung von zu analysierenden optischen Fragestellungen verstanden und angewendet werden. Verstandene und erinnerte Formeln und Prinzipien müssen zur Lösung neuer Aufgabentypen umgestellt und kombiniert (synthetisiert) werden. |
|
| Frequenz | Jedes Semester | |
Learning Outcomes
| ID | Learning Outcome | |
|---|---|---|
| LO1 |
Was: Die Studierenden können Licht- und Strahlungsquellen ausmessen, charakterisieren, analysieren, vergleichen und bewerten. Sie können die Spektren von Strahlungsquellen berechnen und beurteilen und Licht und optische Strahlung differenzieren. Womit: indem sie in Vorträgen die Radiometrischen- und Fotometrischen Grundgrößen sowie die Strahlungsübertragungsgesetze kennen gelernt haben, sowie die physikalischen Grundprinzipien zur Strahlungserzeugung und die Theorie zur Berechnung der Spektren von Hohlraumstrahlern. Indem sie in Übungen die Theorie und Berechnungen selbstständig vertiefen und in Praktikumsversuchen die Theorien und eigenen Berechnungen durch Experimente verifizieren, Wozu: um später eigene Strahlungs- oder Lichtquellen und Messsystem zur Beurteilung von Strahlungsquellen zu entwerfen und mittels mathematischer Formeln relevante optische charakterisierende Größen der Quellen zu berechnen. Um später bestehende Licht- und Strahlungsquellen für verschiedenste Beleuchtungs-Applikation auszuwählen und zu bewerten. |
|
Kompetenzen
| Kompetenz | Ausprägung |
|---|---|
| Finden sinnvoller Systemgrenzen | diese Kompetenz wird vermittelt |
| Abstrahieren | diese Kompetenz wird vermittelt |
| Naturwissenschaftliche Phänomene in Realweltproblemen erkennen und erklären | diese Kompetenz wird vermittelt |
| Erkennen, Verstehen und analysieren technischer Zusammenhänge | diese Kompetenz wird vermittelt |
| MINT Modelle nutzen | diese Kompetenz wird vermittelt |
| Technische Systeme simulieren | Voraussetzungen für diese Kompetenz (Wissen,...) werden vermittelt |
| Technische Systeme analysieren | diese Kompetenz wird vermittelt |
| Technische Systeme entwerfen | Voraussetzungen für diese Kompetenz (Wissen,...) werden vermittelt |
| Technische Systeme prüfen | diese Kompetenz wird vermittelt |
| MINT-Grundwissen benennen und anwenden | diese Kompetenz wird vermittelt |
| Informationen beschaffen und auswerten | diese Kompetenz wird vermittelt |
| Technische Zusammenhänge darstellen und erläutern | diese Kompetenz wird vermittelt |
| Arbeitsergebnisse bewerten | diese Kompetenz wird vermittelt |
| Komplexe technische Aufgaben im Team bearbeiten | diese Kompetenz wird vermittelt |
| Lernkompetenz demonstrieren | diese Kompetenz wird vermittelt |
| Sich selbst organisieren und reflektieren | diese Kompetenz wird vermittelt |
| Sprachliche und interkulturelle Fähigkeiten anwenden | diese Kompetenz wird vermittelt |
Inhaltliche Voraussetzungen
Handlungsfelder
| Forschung: Von Ansätzen der Grundlagenforschung bis hin zur Industrieforschung. Entwicklung: Algorithmen, Software, Verfahren , Geräte, Komponenten und Anlagen. |
| Qualitätskontrolle von Produkten und Prozessen, Mess- und Prüftechnologien, Zertifizierungsprozesse. |
| Produktion: Planung, Konzeption, Instandhaltung, Überwachung und Betrieb. |
Learning Outcomes
| ID | Learning Outcome | |
|---|---|---|
| LO1 |
Was: Die Studierenden können Licht- und Strahlungsquellen ausmessen, charakterisieren, analysieren, vergleichen und bewerten. Sie können die Spektren von Strahlungsquellen berechnen und beurteilen und Licht und optische Strahlung differenzieren. Womit: indem sie in Vorträgen die Radiometrischen- und Fotometrischen Grundgrößen sowie die Strahlungsübertragungsgesetze kennen gelernt haben, sowie die physikalischen Grundprinzipien zur Strahlungserzeugung und die Theorie zur Berechnung der Spektren von Hohlraumstrahlern. Indem sie in Übungen die Theorie und Berechnungen selbstständig vertiefen und in Praktikumsversuchen die Theorien und eigenen Berechnungen durch Experimente verifizieren, Wozu: um später eigene Strahlungs- oder Lichtquellen und Messsystem zur Beurteilung von Strahlungsquellen zu entwerfen und mittels mathematischer Formeln relevante optische charakterisierende Größen der Quellen zu berechnen. Um später bestehende Licht- und Strahlungsquellen für verschiedenste Beleuchtungs-Applikation auszuwählen und zu bewerten. |
|
Kompetenzen
| Kompetenz | Ausprägung |
|---|---|
| Finden sinnvoller Systemgrenzen | diese Kompetenz wird vermittelt |
| Abstrahieren | diese Kompetenz wird vermittelt |
| Naturwissenschaftliche Phänomene in Realweltproblemen erkennen und erklären | diese Kompetenz wird vermittelt |
| Erkennen, Verstehen und analysieren technischer Zusammenhänge | diese Kompetenz wird vermittelt |
| MINT Modelle nutzen | diese Kompetenz wird vermittelt |
| Technische Systeme simulieren | Voraussetzungen für diese Kompetenz (Wissen,...) werden vermittelt |
| Technische Systeme analysieren | diese Kompetenz wird vermittelt |
| Technische Systeme entwerfen | Voraussetzungen für diese Kompetenz (Wissen,...) werden vermittelt |
| Technische Systeme prüfen | diese Kompetenz wird vermittelt |
| MINT-Grundwissen benennen und anwenden | diese Kompetenz wird vermittelt |
| Informationen beschaffen und auswerten | diese Kompetenz wird vermittelt |
| Technische Zusammenhänge darstellen und erläutern | diese Kompetenz wird vermittelt |
| Arbeitsergebnisse bewerten | diese Kompetenz wird vermittelt |
| Komplexe technische Aufgaben im Team bearbeiten | diese Kompetenz wird vermittelt |
| Lernkompetenz demonstrieren | diese Kompetenz wird vermittelt |
| Sich selbst organisieren und reflektieren | diese Kompetenz wird vermittelt |
| Sprachliche und interkulturelle Fähigkeiten anwenden | diese Kompetenz wird vermittelt |
| Typ | Vorlesung / Übungen | |
|---|---|---|
| Separate Prüfung | Ja | |
| Exemplarische inhaltliche Operationalisierung | Anwendung der prinzipieller Umrechnung von Strahlungsphysikalischen, Radiometrischen Größen in Fotometrische Größen für alle relevanten Grundgrößen. Umrechnung der Wellenlänge der Strahlung von z.B. Leuchtdioden in Photonenenergie, Wellenzahl und Frequenz; Beschreiben der verschiedenen in der Natur vorkommenden Streuarten. Überprüfen der Strahlungsausbeute verschiedenartiger Strahlungsquellen; Berechnung der Hohlraumstrahler Spektren und deren Maximumlage sowohl in der Frequenzdarstellung als auch in der Wellenlängendarstellung. Anwenden der Strahlungsgesetz für verschiedene thermische Strahler bei verschiedenen Strahlertemperaturen. |
|
Separate Prüfung
| Benotet | Nein | |
|---|---|---|
| Frequenz | Einmal im Jahr | |
| Voraussetzung für Teilnahme an Modulprüfung | Ja | |
| Konzept | In Präsenzübungen und Selbstlernaufgaben werden z.B. radiometrischen Grundgrößen und die charakteristischen Größen des Hohlraumstrahlers analysiert und die relevanten physikalischen Größen dieser Systeme basierend auf den verstandenen optischen Grundprinzipien und Begriffen berechnet. Es wird überprüft, ob die Grundbegriffe und optischen Prinzipien verstanden wurden und angewendet werden können. Neue Aufgabentypen werden vorgestellt, die analysiert und gelöst werden müssen, basierend auf den verstanden Prinzipien und Formeln, die dazu umgestellt und kombiniert werden müssen. |
|
| Typ | Praktikum | |
|---|---|---|
| Separate Prüfung | Ja | |
| Exemplarische inhaltliche Operationalisierung | Aufbau einer Messanordnung und Vermessung des Emissionsvermögens, des Absorptionsvermögens, Messungen mit dem Bolometer; Aufbau einer Messanordnung und Vermessung von Strahlungsphysikalischen und Fotometrischen Größen; Spektrale Vermessung von Leuchtdioden; Aufbau einer Messanordnung zum Vermessen des Zeitverhaltens von verschiedenen Lichtquellen; Aufbau einer Messanordnung und Durchführung von Absorptionspektroskopie. |
|
Separate Prüfung
| Benotet | Nein | |
|---|---|---|
| Frequenz | Einmal im Jahr | |
| Voraussetzung für Teilnahme an Modulprüfung | Ja | |
| Konzept | In der Vorbesprechung zum Praktikum, dass möglichst in Teamarbeit durchgeführt wird, werden die notwendigen Grundbegriffe abgefragt und das Verständnis der verschieden Versuchsabläufe. In den Praktikumsprotokollen und den dazugehörigen Besprechungen wird die korrekte Anwendung der optischen Grundbegriffe, Formeln, Verfahren und das Analysieren und Darstellen des Lösungswegs überprüft. |
|
Bei Fehlern, bitte Mitteilung an die
Webredaktion der Fakultät IME
Webredaktion der Fakultät IME
© 2022 Technische Hochschule Köln