Modulhandbuch BaET2012_Radiometrie Fotometrie Strahlungsphysik
Verantwortlich: Prof. Dr. Michael Gartz
Modul
Organisation
Bezeichnung |
Lang |
BaET2012_Radiometrie Fotometrie Strahlungsphysik |
MID |
BaET2012_RFS |
MPID |
O |
|
|
Zuordnung |
Studiengang |
BaET2012 |
Studienrichtung |
O |
Wissensgebiete |
O_GWO H_GWA (2) |
|
|
Einordnung ins Curriculum |
Fachsemester |
3-4 |
Pflicht |
O |
Wahl |
|
|
|
Version |
erstellt |
2011-12-08 |
VID |
1 |
gültig ab |
WS 2012/13 |
gültig bis |
|
|
Zeugnistext
de
Radiometrie, Fotometrie, Strahlungsphysik
en
Radiometry, Photometry, Radiation Physics
Unterrichtssprache
Deutsch oder Englisch
Modulprüfung
Form der Modulprüfung |
sk |
Regelfall (bei geringer Prüfungsanzahl: sMP) |
Beiträge ECTS-CP aus Wissensgebieten |
O_GWO |
3 |
H_GWA |
2 |
Summe |
5 |
Aufwand [h]: 150
anerkennbare LV
Prüfungselemente
Vorlesung / Übung
Form Kompetenznachweis |
bÜA |
Präsenzübung und Selbstlernaufgaben |
Beitrag zum Modulergebnis |
bÜA |
unbenotet |
Spezifische Lernziele
Kenntnisse
- (PFK.1, PFK.2, PFK.3, PFK.4, PFK.5, PFK.7, PFK.11, PFK.13)
- Grundbegriffe der Radiometrie und Fotometrie(PFK.2, PFK.3, PFK.4, PFK.5, PFK.7, PFK.11, PFK.13)
- Spektrum der elektromagnetischen Strahlung
- Radiometrische Grundgrößen
- Differentieller Raumwinkel
- Strahlungsenergie
- Strahlungsfluss
- Strahlstärke
- Spezifische Ausstrahlung
- Strahldichte
- Bestrahlungsstärke
- Bestrahlung
- Fotometriesche Grundgrößen
- Lichtmenge
- Lichtsstrom
- Lichtstärke
- Leuchtdichte
- Beleuchtungsstärke
- Belichtung
- Lambertscher Strahler
- Grundgesetz der Strahlungsübertragung
- Materialkennzahlen zur Beschreibung der Wechselwirkung Strahlung mit Materie
- Spektraler Reflexionsgrad
- Spektraler Transmissionsgrad
- Spektraler Absorptionsgrad
- Spektraler Emissionsgrad
- Thermisches Gleichgewicht
- Stationarität
- Strahlungsgesetze des schwarzen Hohlraumstrahlers(PFK.2, PFK.3, PFK.5, PFK.11, )
- Plancksches Strahlungsgesetz
- Rayleigh-Jeans-Gesetz
- Wiensches Strahlungsgesetz
- Wiensches Verschiebungsgesetz
- Stefan Boltzmann Gesetz
- Kirschhoffsches Gesetz
- Streuung(PFK.3, PFK.5)
- Rayleigh Streuung
- Mie Streuung
- Strahlungsdetektoren(PFK.1, PFK.3, PFK.4 )
- Photodiode
- Spektrometer
- Bolometer
- Sonderdetektoren
- Eigenschaften spezieller Elemente und optischer Systeme(PFK.1, PFK.2, PFK.4, PFK.7)
- Strahlungsquellen
- Schwarze Strahler
- Lumineszenzstrahler
- Sonderlichtquellen: Synchrotron, Plasmaquelle etc.
- Selektiver Strahler
- Pyrometrie
- optischer Aufbau
- Funktionsweise
- Korrektur der Umgebungstemperatur
- Lichtquellen
- Halogenlampe
- Gasentladungslampe
- Leuchtdioden
Fertigkeiten
- (PFK.1, PFK.2, PFK.3, PFK.4, PFK.5, PFK.7, PFK.8, PFK.11)
- Berechnen von
- Umrechung von spektraler Energiedichte in spektraler Strahldichte
- Umrechnung von Frequenz bezogener spektraler Strahldichte in Wellenlänge bezogene Strahldichte
- spezifischen Ausstrahlung aus spektralen Strahldichte
- Umrechnung Radiometrischen Größen <-> Fotometrische Größen
- Strahlungsausbeute
- Wellenlänge aus Bandlücke der LED
- Charakterisieren von
- Zeitverhalten thermischer Strahler
- Zeitverhalten Lumineszenzstrahler
- Beurteilen von
- thermischen Strahlern
- Lumineszenzstrahlern
- Entladungsstrahlungsquellen
Handlungskompetenz demonstrieren
- Lernfähigkeit demonstrieren (PSK.4) (Übungen)
- Gesellschaftliche und ethische Grundwerte anwenden (PSK.3) (Vorlesung + Übung)
- Finden sinnvoller Systemgrenzen (PFK.1) (Übungen)
- Abstrahieren der wesentlichen Aspekte eines fachlichen Problems (PFK.2) (Übung)
Exemplarische inhaltliche Operationalisierung
: Anwendung der prinzipieller Umrechnung von Strahlungsphysikalischen Größen in Fotometrische Größen für verschiedene Größen.Berechnung der Wellenlänge der Strahlung aus der Bandlücke des Halbleitermaterials bei Leuchtdioden;Beschreiben der verschiedenen in der Natur vorkommenden Streuarten;Überprüfen der Strahlungsausbeute verschiedenartiger Strahlungsquellen;Umrechung der Frequenz elektromagnetischer Strahlung in Wellenlänge und in Photonenenergie ;Anwenden der Strahlungsgesetz für verschiedene thermische Strahler bei verschiedenen Strahlertemperaturen.
Praktikum
Form Kompetenznachweis |
bPA |
Praktikum, möglichst Teamarbeit |
sSB |
schriftlicher Ergebnisbericht |
Beitrag zum Modulergebnis |
bPA |
Testat oder benotet, 0…30% |
Spezifische Lernziele
Fertigkeiten
- (PFK.1, PFK.4, PFK.10, PFK.12, PFK.13, PSK.5)
- Erfassen von elektrischen Signale nicht elektrischer Größen mit Hilfe spezieller Sensoren
- Messreihen aufnehmen und dokumentieren
- Diagramme erstellen
- Ergebnisse auf Plausibilität überprüfen
- Zusammenhänge erkennen und verstehen
- Fehlerrechnung
Handlungskompetenz demonstrieren
- (PFK.3, PFK.4, PFK.5,PFK.6, PFK.7, PFK.10, PFK.11, PFK.12, PFK.13, PFK.14, PSK.1, PSK.3, PSK.5, PSK.6)
- grundlegende optische Aufbauten selber realisieren
- aufbauen
- justieren
- Funktionsprüfung durchführen
- naturwissenschaftlich / technische Gesetzmäßigkeiten mit einem optischen Aufbau erforschen
- Messreihen planen
- Fehlereinflüsse abschätzen
- Tauglichkeit des Aufbaus überprüfen
- selbst gewonnenen Messreihen auswerten
- Messwerte graphisch darstellen
- Implizite Größen aus Messwerten math. korrekt berechnen
- logische Fehler entdecken und bennen
- Messwerte mittels vorgegebener Formeln simulieren
- einen nachvollziehbaren Bericht verfassen
- Aufgabenstellung beschreiben
- Lösungsansatz darlegen
- Ergebnisse übersichtlich aufbereitet darstellen
- Ergebnisse technisch wissenschaftliche diskutieren
- Komplexe technische Aufgaben im Team bearbeiten
- Organisieren in Teilaufgaben
- Messergebnisse diskutieren
- gegenseitig sinnvoll ergänzen
Exemplarische inhaltliche Operationalisierung
: Aufbau einer Messanordnung und Vermessung des Emissionsvermögens, des Absorptionsvermögens, Messungen mit dem Bolometer;Aufbau einer Messanordnung und Vermessung von Strahlungsphysiklaischen und Fotometrischen Größen;Spektrale Vermessung von Leuchtdioden;Aufbau einer Messanordnung zum Vermessen des Zeitverhaltens von verschiedenen Lichtquellen;Aufbau einer Messanordnung und Durchführung von Absorptionspektroskopie.
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