Andreas Vaterlaus: Katalogdaten im Herbstsemester 2016

NameHerr Prof. Dr. Andreas Vaterlaus
LehrgebietPhysik und Ausbildung
Adresse
Laboratorium für Festkörperphysik
ETH Zürich, HPZ G 21
John-von-Neumann-Weg 9
8093 Zürich
SWITZERLAND
Auszeichnung: Die Goldene Eule
Telefon+41 44 633 65 19
E-Mailvaterlaus@solid.phys.ethz.ch
DepartementPhysik
BeziehungOrdentlicher Professor

NummerTitelECTSUmfangDozierende
402-0063-00LPhysik II5 KP3V + 1UA. Vaterlaus
KurzbeschreibungEinführung in die Denk- und Arbeitsweise in der Physik anhand von Demonstrationsexperimenten: Elektromagnetismus, Brechung und Beugung von Wellen, Elemente der Quantenmechanik mit Anwendung auf die Spektroskopie, Thermodynamik, Phasenumwandlungen, Transportphänomene. Wo immer möglich werden Anwendungen aus dem Bereich des Studienganges gebracht.
LernzielFörderung des wissenschaftlichen Denkens. Es soll die Fähigkeit entwickelt werden, beobachtetete physikalische Phänomene mathematisch zu modellieren und die entsprechenden Modelle zu lösen.
InhaltElektromagnetismus, Elektromagnetische Wellen, Wellenoptik, Strahlenoptik, Quantenoptik, Quantenmechanik, Thermische Eigenschaften, Transportphänomene, Wärmestrahlung
SkriptSkript wird verteilt.
LiteraturFriedhelm Kuypers
Physik für Ingenieure und Naturwissenschaftler
Band 2 Elektrizität, Optik, Wellen
Wiley-VCH, 2012
ISBN 3527411445, 9783527411443

Douglas C. Giancoli
Physik
3. erweiterte Auflage
Pearson Studium

Hans J. Paus
Physik in Experimenten und Beispielen
Carl Hanser Verlag, München, 2002, 1068 S.

Paul A. Tipler
Physik
Spektrum Akademischer Verlag, 1998, 1522 S., ca Fr. 120.-

David Halliday Robert Resnick Jearl Walker
Physik
Wiley-VCH, 2003, 1388 S., Fr. 87.- (bis 31.12.03)

dazu gratis Online Ressourcen (z.B. Simulationen): www.halliday.de
402-0101-00LThe Zurich Physics Colloquium Information 0 KP1KR. Renner, G. Aeppli, C. Anastasiou, N. Beisert, G. Blatter, S. Cantalupo, M. Carollo, C. Degen, G. Dissertori, K. Ensslin, T. Esslinger, J. Faist, M. Gaberdiel, T. K. Gehrmann, G. M. Graf, R. Grange, J. Home, S. Huber, A. Imamoglu, P. Jetzer, S. Johnson, U. Keller, K. S. Kirch, S. Lilly, L. M. Mayer, J. Mesot, B. Moore, D. Pescia, A. Refregier, A. Rubbia, K. Schawinski, T. C. Schulthess, M. Sigrist, M. Troyer, A. Vaterlaus, R. Wallny, A. Wallraff, W. Wegscheider, A. Zheludev, O. Zilberberg
KurzbeschreibungResearch colloquium
Lernziel
Voraussetzungen / BesonderesOccasionally, talks may be delivered in German.
402-0526-00LUltrafast Processes in Solids6 KP2V + 1UY. M. Acremann, A. Vaterlaus
KurzbeschreibungUltrafast processes in solids are of fundamental interest as well as relevant for modern technological applications. The dynamics of the lattice, the electron gas as well as the spin system of a solid are discussed. The focus is on time resolved experiments which provide insight into pico- and femtosecond dynamics.
LernzielAfter attending this course you understand the dynamics of essential excitation processes which occur in solids and you have an overview over state of the art experimental techniques used to study fast processes.
Inhalt1. Experimental techniques, an overview

2. Dynamics of the electron gas
2.1 First experiments on electron dynamics and lattice heating
2.2 The finite lifetime of excited states
2.3 Detection of lifetime effects
2.4 Dynamical properties of reactions and adsorbents

3. Dynamics of the lattice
3.1 Phonons
3.2 Non-thermal melting

4. Dynamics of the spin system
4.1 Laser induced ultrafast demagnetization
4.2 Ultrafast spin currents generated by lasers
4.3 Landau-Lifschitz-Dynamics
4.4 Laser induced switching

5. Correlated materials
Skriptwill be distributed
Literaturrelevant publications will be cited
Voraussetzungen / BesonderesThe lecture can also be followed by interested non-physics students as basic concepts will be introduced.

This lecture is complementary to the lecture on "ultrafast methods for solid state physics" of the spring semester. Both lectures can be attended independently. The focus of this lecture is on the physical processes whereas the focus of the "ultrafast methods for solid state physics" lecture is on the experimental techniques.
402-0917-00LMentorierte Arbeit Fachdidaktik Physik A Information Belegung eingeschränkt - Details anzeigen
Mentorierte Arbeit Fachdidaktik Physik für DZ und Lehrdiplom.
2 KP4AG. Schiltz, A. Vaterlaus, C. Wagner
KurzbeschreibungIn der mentorierten Arbeit in Fachdidaktik setzen die Studierenden Inhalte der Fachdidaktikvorlesungen praktisch um und vertiefen sie. Unter Anleitung erstellen sie lernwirksame Unterrichtsmaterialien und/oder analysieren und reflektieren bestimmte Themen unter fachdidaktischen und pädagogischen Gesichtspunkten.
LernzielDas Ziel ist, dass die Studierenden
- sich in ein Unterrichtsthema einarbeiten können, indem sie verschiedene Quellen sichten, Materialien beschaffen und über die Relevanz des Themas und des von ihnen gewählten Zugangs in fachlicher, fachdidaktischer, pädagogischer und eventuell gesellschaftlicher Hinsicht reflektieren.
- zeigen, dass sie selbstständig eine lernwirksame Unterrichtssequenz erstellen und zur Einsatzreife bringen können.
InhaltThematische Schwerpunkte
Die Gegenstände der mentorierten Arbeit in Fachdidaktik stammen in der Regel aus dem gymnasialen Unterricht.

Lernformen
Alle Studierenden erhalten ein individuelles Thema und erstellen dazu eine eigenständige Arbeit. Sie werden dabei von ihrer Betreuungsperson begleitet.
402-0918-00LMentorierte Arbeit Fachdidaktik Physik B Information Belegung eingeschränkt - Details anzeigen
Mentorierte Arbeit Fachdidaktik Physik für DZ und Lehrdiplom.
2 KP4AG. Schiltz, A. Vaterlaus, C. Wagner
KurzbeschreibungIn der mentorierten Arbeit in Fachdidaktik setzen die Studierenden Inhalte der Fachdidaktikvorlesungen praktisch um und vertiefen sie. Unter Anleitung erstellen sie lernwirksame Unterrichtsmaterialien und/oder analysieren und reflektieren bestimmte Themen unter fachdidaktischen und pädagogischen Gesichtspunkten.
LernzielDas Ziel ist, dass die Studierenden
- sich in ein Unterrichtsthema einarbeiten können, indem sie verschiedene Quellen sichten, Materialien beschaffen und über die Relevanz des Themas und des von ihnen gewählten Zugangs in fachlicher, fachdidaktischer, pädagogischer und eventuell gesellschaftlicher Hinsicht reflektieren.
- zeigen, dass sie selbstständig eine lernwirksame Unterrichtssequenz erstellen und zur Einsatzreife bringen können.
InhaltThematische Schwerpunkte
Die Gegenstände der mentorierten Arbeit in Fachdidaktik stammen in der Regel aus dem gymnasialen Unterricht.

Lernformen
Alle Studierenden erhalten ein individuelles Thema und erstellen dazu eine eigenständige Arbeit. Sie werden dabei von ihrer Betreuungsperson begleitet.
402-0922-00LMentorierte Arbeit Fachwissenschaftliche Vertiefung mit pädagogischem Fokus Physik A Information Belegung eingeschränkt - Details anzeigen
Mentorierte Arbeit Fachwissenschaftliche Vertiefung mit pädagogischem Fokus Physik für DZ und Lehrdiplom.
2 KP4AG. Schiltz, A. Vaterlaus, C. Wagner
KurzbeschreibungIn der mentorierten Arbeit in FV verknüpfen die Studierenden gymnasiale und universitäre Aspekte des Fachs mit dem Ziel, ihre Lehrkompetenz im Hinblick auf curriculare Entscheidungen und auf die zukünftige Entwicklung des Unterrichts zu stärken. Angeleitet erstellen sie Texte, welche die anvisierte Leserschaft, in der Regel gymnasiale Fachlehrpersonen, unmittelbar verstehen.
LernzielÜbung im Erklären schwieriger physikalischer Inhalte als zentrale Herausforderung des Lehrberufes

Verbesserung der Ausbildung in Physik durch das Erschliessen attraktiver, moderner Themen im Hinblick auf zukünftige curriculare Entscheidungen und das Bild von Physik in der Öffentlichkeit
InhaltThemenwahl nach Vereinbarung
402-0923-00LMentorierte Arbeit Fachwissenschaftliche Vertiefung mit pädagogischem Fokus Physik B Information Belegung eingeschränkt - Details anzeigen
Mentorierte Arbeit Fachwissenschaftliche Vertiefung mit pädagogischem Fokus Physik für Lehrdiplom und für Studierende, die von DZ zu Lehrdiplom gewechselt haben.
2 KP4AG. Schiltz, A. Vaterlaus, C. Wagner
KurzbeschreibungIn der mentorierten Arbeit in FV verknüpfen die Studierenden gymnasiale und universitäre Aspekte des Fachs mit dem Ziel, ihre Lehrkompetenz im Hinblick auf curriculare Entscheidungen und auf die zukünftige Entwicklung des Unterrichts zu stärken.
Angeleitet erstellen sie Texte, welche die anvisierte Leserschaft, in der Regel gymnasiale Fachlehrpersonen, unmittelbar verstehen.
LernzielÜbung im Erklären schwieriger physikalischer Inhalte als zentrale Herausforderung des Lehrberufes

Verbesserung der Ausbildung in Physik durch das Erschliessen attraktiver, moderner Themen im Hinblick auf zukünftige curriculare Entscheidungen und das Bild von Physik in der Öffentlichkeit
InhaltThemenwahl nach Vereinbarung
402-0924-00LFachdidaktikpraktikum Physik Belegung eingeschränkt - Details anzeigen
Fachdidaktikpraktikum für Lehrdiplom mit Physik als 1. Fach.

Obligatorisch für Studierende, die ab FS 2014 in das Lehrdiplom eintreten.

Studierende, die vor dem FS 2014 in das Lehrdiplom eingetreten sind, müssen entweder die mentorierte Arbeit oder das Fachdidaktikpraktikum Physik als obligatorische Lehrveranstaltung absolvieren. Selbstverständlich können auch beide Lehrveranstaltungen absolviert werden.
4 KP9PM. Mohr, A. Vaterlaus, C. Wagner
KurzbeschreibungIm Fachdidaktikpraktikum unterrichten die Studierenden 8 Lektionen bei einer Praktikumslehrperson. Die Studierenden entwickeln und erproben unter Anleitung des Mentors (einer der Dozierenden) Lernarrangements und werten sie aus.
LernzielIn den fachdidaktischen Lehrveranstaltung haben die Studierenden Grundwissen über die Gestaltung von Lernumgebungen im Physikunterricht erhalten. Im daran anschliessenden Fachdidaktikpraktikum verknüpfen die Studierenden theoretische Kenntnisse aus der Fachdidaktik mit praxisrelevanten Aspekten. Sie lernen im Rahmen von praktischer Unterrichtstätigkeit eigene Unterrichtsideen unter fachlichen, fachdidaktischen und pädagogischen Gesichtspunkten umzusetzen.
InhaltDas Fachdidaktikpraktikum bietet den Studierenden eine Möglichkeit, Lernumgebungen wirksam zu gestalten und ihr methodisches Repertoire gezielt zu erweitern. In Absprache mit der Praktikumslehrperson und dem Mentor werden die Aufträge für die Gestaltung der Arrangements formuliert. Die schriftlichen Ausarbeitungen und die Reflexionen über die Lektionen sind Bestandteil des Portfolios, welches die Studierenden für diese Veranstaltung anlegen. Zu den Lektionen führt die Praktikumslehrperson Vor- und Nachbesprechungen durch.
SkriptWird vom Mentor bestimmt.
Voraussetzungen / BesonderesDas Fachdidaktikpraktikum kann erst nach dem Besuch der FD1 und frühestens mit der FD2 durchgeführt werden (eine gleichzeitige Belegung von Fachdidaktik 2 und Fachdidaktikpraktikum ist möglich).
402-0944-00LScience in School (Aktuelle Themen für den Unterricht) Belegung eingeschränkt - Details anzeigen
Der Besuch der Fachdidaktik Physik I (402-0910-00L) sowie der Fachdidaktik Physik II (402-0909-00L) wird vorausgesetzt.
2 KP2GC. Wagner, A. Vaterlaus
KurzbeschreibungIn dieser Veranstaltung geht es um die folgenden Fragen: Wie können wir die Wissenschaft in die Schulen bringen? Welche wissenschaftlichen Artikel kann man so umsetzen, dass man sie im Unterricht gebrauchen kann? Welche Themen interessieren? Welche Unterrichtsmethoden eignen sich für die Umsetzung? Wie soll man das Gelernte überprüfen?
LernzielSie kennen Unterrichtssequenzen zu modernen Themen der Astrophysik, Biophysik, Quantenelektronik und der Festkörperphysik, die sich im Physikunterricht einsetzen lassen und können selbständig neue Themen erschliessen.
InhaltKennenlernen und erarbeiten (Übungen) von Unterrichtssequenzen zu modernen Themen der Physik.
SkriptUnterlagen werden verteilt.
LiteraturWird angegeben.
Voraussetzungen / BesonderesDer Besuch der FD1 sowie der FD2 in Physik wird vorausgesetzt. Zu den Themen der Vorlesung können mentorierte Arbeiten verfasst werden.
406-0062-AALPhysics I
Belegung ist NUR erlaubt für MSc Studierende, die diese Lerneinheit als Auflagenfach verfügt haben.

Alle andere Studierenden (u.a. auch Mobilitätsstudierende, Doktorierende) können diese Lerneinheit NICHT belegen.
5 KP11RA. Vaterlaus
KurzbeschreibungIntroduction to the concepts and tools in physics: mechanics of point-like and rigid bodies, elasticity theory, elements of hydrostatics and hydrodynamics, periodic motion and mechanical waves.
LernzielIntroduction to the scientific methodology. The student should develop his/her capability to turn physical observations into mathematical models, and to solve the latter.
The student should acquire an overview over the basic concepts in mechanics.
InhaltBook:
Physics for Scientists and Engineers, Douglas C. Giancoli, Pearson Education (2009), ISBN: 978-0-13-157849-4

Chapters:
1, 2, 3, 4, 5, 6 (without: 6-5, 6-6, 6-8), 7, 8 (without 8-9), 9, 10 (without 10-10), 11 (without 11-7), 13 (without 13-13, 13-14), 14 (without 14-6), 15 (without 15-3, 15-5)
Literatursee "Content"

Friedhelm Kuypers
Physik für Ingenieure und Naturwissenschaftler
Band 1: Mechanik und Thermodynamik
Wiley-VCH Verlag, 2002, 544 S, ca.: Fr. 68.-
406-0063-AALPhysics II
Belegung ist NUR erlaubt für MSc Studierende, die diese Lerneinheit als Auflagenfach verfügt haben.

Alle andere Studierenden (u.a. auch Mobilitätsstudierende, Doktorierende) können diese Lerneinheit NICHT belegen.
5 KP11RA. Vaterlaus
KurzbeschreibungIntroduction to the "way of thinking" and the methodology in Physics. The Chapters treated are Magnetism, Refraction and Diffraction of Waves, Elements of Quantum Mechanics with applications to Spectroscopy, Thermodynamics, Phase Transitions, Transport Phenomena.
LernzielIntroduction to the scientific methodology. The student should develop his/her capability to turn physical observations into mathematical models, and to solve the latter.
The student should acquire an overview over the basic concepts used in the theory of heat and electricity.
InhaltBook:
Physics for Scientists and Engineers, Douglas C. Giancoli, Pearson Education (2009), ISBN: 978-0-13-157849-4

Chapters:
17 (without 17-5, 17-10), 18 (without 18-5, 18-6, 18-7), 19, 20 (without 20-7, 20-8, 20-9, 20-10, 20-11), 21 (without 21-12), 23, 25 (without 25-9, 25-10), 26 (without 26-4, 26-5, 26-7), 27, 28 (without 28-4, 28-5, 28-8. 28-9, 28-10), 29 (without 29-5, 29-8), 32 (without 32-8), 33 (without 33-4, 33-5, 33-9, 33-10), 34 (without 34-4, 34-6, 34-7), 35 (without 35-2, 35-3, 35-9, 35-11, 35-12, 35-13).
Literatursee "Content"

Friedhelm Kuypers
Physik für Ingenieure und Naturwissenschaftler
Band 2 Elektrizität, Optik, Wellen
Verlag Wiley-VCH, 2003, Fr. 77.-
701-0901-00LETH Week 2016: Challenging Water Belegung eingeschränkt - Details anzeigen
All ETH Bachelor`s, Master`s students and exchange students can take part in the ETH week 2016.
Tuition, food and accommodation are free of charge.
1 KPR. Knutti, C. Bratrich, S. Brusoni, P. Burlando, A. Cabello Llamas, G. Folkers, D. Molnar, A. Vaterlaus, B. Wehrli
KurzbeschreibungThe ETH Week is an innovative one-week course designed to foster critical thinking and creative learning. Students from all departments as well as professors and external experts will work together in interdisciplinary teams. They will develop interventions that could play a role in solving some of our most pressing global challenges. In 2016, ETH Week will focus on the topic of water.
Lernziel- Domain specific knowledge: Students have immersed knowledge about a certain complex, societal topic which will be selected every year They understand the complex system context of the current topic, by comprehending its scientific, technical, political, social, ecological and economic perspectives. The focus in 2016 is on challenging water systems.

- Analytical skills The ETH Week participants are able to structure complex problems systematically using selected methods. They are able to acquire further knowledge and to critically analyze the knowledge in interdisciplinary groups and with experts and the help of team tutors.

- Design skills: The students are able to use their knowledge and skills to develop concrete approaches for problem solving and decision making to a selected problem statement, critically reflect these approaches, assess their feasibility, to transfer them into a concrete form (physical model, prototypes, strategy paper,...) and to present this work in a creative way (role-plays, videos, exhibitions, etc.).

- Self-competence: The students are able to plan their work effectively, efficiently and autonomously. By considering approaches from different disciplines they are able to make a judgment and form a personal opinion. In exchange with non-academic partners from business, politics, administration, nongovernmental organizations and media they are able to communicate appropriately, present their results professionally and creatively and convince a critical audience.

- Social competence: The students are able to work in multidisciplinary teams, i.e. they can reflect critically their own discipline, debate with students from other disciplines and experts in a critical-constructive and respectful way and can relate their own positions to different intellectual approaches. They can assess how far they are able to actively make a contribution to society by using their personal and professional talents and skills and as "Change Agents".
InhaltThe week is mainly about problem solving and design thinking applied to the complex world of water. During ETH Week students will have the opportunity to work in small interdisciplinary groups, allowing them to critically analyze both their own approaches and those of other disciplines, and to integrate these into their work.

While deepening their knowledge about how the food system works, students will be introduced to various methods and tools for generating creative ideas and understand how different people are affected by each part of the system. In addition to lectures and literature, students will acquire knowledge via excursions into the real world, empirical observations, and conversations with researchers and experts

A key attribute of the ETH Week is that students are expected to find their own problem, rather than just solve the problem that has been handed to them.
Therefore, the first three days of the week will concentrate on identifying a problem the individual teams will work on, while the last two days are focused on generating solutions and communicating the team's ideas.

A panel of experts will judge your presentations at the end of the week. The winning teams will receive attractive prizes.
Voraussetzungen / BesonderesNo prerequisites. Program is open to Bachelor and Masters from all ETH Departments. All students must apply through a competitive application process that will open in March 2016 at www.ethz.ch/ETHWeek. Participation is subject to successful selection through this competitive process.