Bachelor of science

Das Physik-Studium an der Uni Köln zielt auf eine gründliche Erarbeitung der Physik in ihrer gesamten Breite und das Erlernen selbständigen wissenschaftlichen Arbeitens in kollegialen Zusammenhängen. Auch wenn der Bachelor ein berufsqualifizierender Abschluss ist, schließt sich an das Bachelorstudium fast immer ein Master-Studium und sehr oft eine Promotion an. Eine Spezialisierung auf bestimmte Bereiche der Physik findet im Vergleich zu anderen Physik-Studiengängen erst relativ spät statt; der Wechsel zwischen verschiedenen Bereichen der Physik ist jederzeit, auch noch z.B. nach dem Master-Abschluss problemlos möglich.

Der Studiengang ist bewusst so konzipiert, dass ein großer Austausch mit anderen Fächern und Studierenden aus anderen Studiengängen besteht. Es ist verhältnismäßig einfach zwischen „benachbarten“ Studiengängen zu wechseln (z.B. Lehramt – nicht-Lehramt, Physik – Mathe, Physik – Geophysik, Physik – Meteorologie).

1 Experimentalphysik und Theoretische Physik

Etwa seit Beginn des 20. Jahrhunderts haben sich vor allem in Deutschland in der Physik zwei verschiedene Tradierungen entwickelt, die Experimentalphysik und die Theoretische Physik. Die Experimentalphysik erweitert und systematisiert das physikalische Wissen vom Experiment ausgehend, die Theoretische Physik strukturiert mit Hilfe von Mathematik die bereits bestehenden phänomenologischen Kenntnisse und erarbeitet Darstellungen, die besonders gut auf bestimmte Fragestellungen zugeschnitten sind.

Im Physik-Bachelor-Studium in Köln sollen beide Tradierungen gleichberechtigt und eigenständig kennen gelernt und sich die je spezifischen Arbeitsweisen angeeignet werden. Dabei gibt es inhaltlich weitreichende Überschneidungen, weil es ja gerade um verschiedene Zugänge zu den gleichen Phänomenen geht:

Physikalischer Bereich Experimental-Vorlesung Theorie-Vorlesung
Mechanik Experimentalphysik I Theoretische Physik I
Elektrodynamik, spezielle Relativität Experimentalphysik II Theroretische Physik III
Quantenmechanik Experimentalphysik III Theoretische Physik II
Thermodynamik / Wärmelehre Experimentalphysik I Theoretische Physik IV

In der Regel ist es sinnvoll (aber nicht zwingend notwendig), die jeweilige Experimentalphysik-Vorlesung vor oder wenigstens parallel zur der jeweiligen Theorie-Vorlesung zu hören.

2 Mathematik im Physikstudium

Seit Beginn der Neuzeit ist die Physik ohne Mathematik nicht denkbar; sie ermöglicht es, Sprachen und Darstellungen zu finden, in denen die physikalischen Fragestellungen und Erkenntnisse überhaupt erst formulier-, kommunizier-, und systematisierbar, also rationalisierbar sind. Dementsprechend sind auch historisch die Entwicklung von Physik und Mathematik untrennbar miteinander verbunden. Dementsprechend spielt auch im Physikstudium Mathematik eine wichtige Rolle.

2.1 Mathematische Methoden, Vektoranalysis und Lineare Algebra

Das mathematische Handwerkszeug, das für fast alle Physik-Veranstaltungen gebraucht wird, wird in den Veranstaltungen „Mathematische Methoden“ und „Vektoranalysis und Lineare Algebra“ erarbeitet. Sie wird vom Institut für Theoretische Physik angeboten und sollten unbedingt so früh wie möglich belegt werden; dabei ist es egal, ob zuerst „Mathematische Methoden“ oder „Vektorrechnung und Lineare Algebra“ belegt werden.

2.2 Analysis

Die Analysis ist von so prinzipieller Bedeutung, dass sie nicht lediglich als Handwerkszeug, sondern in der vollen Fachsystematik der Mathematik kennen gelernt werden soll. Deshalb wird sie im Gegensatz zu den anderen Gebieten der Mathematik in den Veranstaltungen des Mathematischen Institutes zusammen mit den Mathematik-Studierenden erarbeitet.

Die Grundidee der Analysis besteht darin, einen Prozesses in unendlich viele, unendlich kleine einfache Schritte aufzuteilen. Dies ermöglicht, die Zusammenhänge von Ursache und Wirkung heraus zu arbeiten und war in der Epoche der Aufklärung von großer Bedeutung für die Überwindung von Mystik, Aberglaube und Dogmatismen durch die Entwicklung eines rationalen Verständnisses nicht nur von Naturprozessen: Hinter dem aus der Schule bekannten Ableiten einer Funktion steht nämlich die Frage nach der Ursache für den Funktionsverlauf, hinter dem Integrieren (allgemeiner: Lösen von Differenzialgleichungen) die Frage nach der Wirkung von Einflüssen auf den weiteren Verlauf einer Kurve. Im 19. Jh. ermöglichte die Analysis den seinerzeit aufkommenden Ingenieurs- Volks- und Sozialwissenschaften Ursache-Wirkungs-Zusammenhängen als Optimierungsproblem – aus der Schule bekannt als Suche von Minima und Maxima – zu reformulieren. So konnten sie gesellschaftlich nutzbar gemacht werden, um z.B. Maschinen mit möglichst hohem Wirkungsgrad bauen oder die Lebensmittelversorgung optimieren zu können.

3 Bachelor-Arbeit

In der Bachelor-Arbeit wird selbständig, aber eng eingebunden in die Forschungsarbeit an einem der physikalischen Institute ein begrenztes, bisher unbearbeitetes Problem der aktuellen physikalischen Forschung nach wissenschaftlichen Methoden bearbeitet. Die Ergebnisse werden in der Bachelor-Arbeit schriftlich und im Bachelor-Kolloquium mündlich dargestellt.

4 Sinnvoller Aufbau des Studiums

Im Physik-Bachelor-Studium müssen mindestens die folgenden Module studiert werden:

Modul wird angeboten im Anmerkungen
Experimentalphysik I, II und III I: WS & SS
II: SS
III: WS
Festkörperphysik SS
Kernphysik SS
Astrophysik WS
Praktikum A WS & SS
Praktikum B WS & SS Teilnahmevoraussetzung: A-Praktikum und Experimentalphysik I-III. In der Regel ist eine individuelle Terminabsprache möglich.
Theoretische Physik I, II, III und IV I, III, IV: WS
II: SS
Die Theoretische Physik III und IV haben je einen Vertiefungsanteil. Mindestens einer davon muss studiert werden.
Mathematische Methoden WS
Vektoranalysis und Lineare Algebra SS
Analysis I und II I: WS
II: SS
Computerphysik SS
Wahlfach je nach gewählten Veranstaltungen Im Modulhandbuch finden sich sinnvolle Vorschläge für Wahlfach-Veranstaltungen. Darüber hinaus können in Absprache mit dem Prüfungsamt alle nicht-Physik-Veranstaltungen der Math-Nat-Fakultät außer Analysis I-III und Lineare Algebra I&II gewählt werden sowie teilweise auch Veranstaltungen anderer Fakultäten.
Insgesamt sind mindestens 9 Leistungspunkte erforderlich.
Studium Integrale je nach gewählten Veranstaltungen
  • Es können alle Veranstaltungen der Universität belegt werden, die nicht bereits für andere Pflichtmodule angerechnet werden.
  • Die Veranstaltungen müssen insgesamt mindestens 12 Leistungspunkte ergeben, davon höchstens 6 aus dem Angebot der Physik und mindestens 3 aus dem Angebot der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen Fakultät.
Abschlussmodul: Bachelorarbeit & -kolloquium immer, semesterunabhängig
  • 148 Leistungspunkte für Anmeldung erforderlich
  • Anmeldung spätestens 2 Monate nach Bestehen aller anderen Pflichtmodule
  • Bearbeitungszeit nach Anmeldung: 10 Wochen

Hinweis: Für die Module Experimentalphysik I und Mathematische Methoden werden insgesamt bis zu 10 Klausurversuche gewährt. Alle anderen Klausuren können beliebig oft wiederholt werden.

Bis auf die Bachelor-Arbeit, das Wahlfach und das Studium Integrale dienen diese Veranstaltungen dazu, sich die grundsätzlichen Arbeitsweisen und Erkenntnisse der Physik anzueignen. Auf diese Grundlagen bauen die weiteren Veranstaltungen der Physikalischen Institute, die Bachelor-Arbeit und vor allem der Master-Studiengang auf.

Das Wahlfach und das Studium Integrale sind dafür gedacht, darüber hinaus mit Hilfe des reichhaltigen Veranstaltungsangebotes der Mathematisch-Naturwissenschaftlichen-Fakultät bzw. der gesamten Universität gemäß den eigenen Interessen bestimmte Themenbereiche zu vertiefen bzw. den Horizont in ganz andere Richtungen zu erweitern. Es ist sehr empfehlenswert, von diesen Möglichkeiten auch über die durch die Module „Wahlfach Bachelor“ und „Studium Integrale“ vorgeschriebenen mindest-Leistungspunkte Gebrauch zu machen.

Auch wenn es wenig explizite Vorschriften gibt (siehe Tabelle), wann bzw. in welcher Reihenfolge die einzelnen Veranstaltungen zu belegen sind, gibt es gerade zu Beginn des Studiums zahlreiche inhaltliche Abhängigkeiten, die bei der Planung des Studiums berücksichtigt werden sollten:

Die Pfeile geben eine sinnvolle Reihenfolge an. In der Regel ist es aber auch möglich, Veranstaltungen, die direkt aufeinander folgen, gleichzeitig zu studieren.

4.1 Hinweise zu einzelnen Modulen / Teilen des Studiums

  • Mathematischen Methoden sowie Vektorrechnung und Lineare Algebra werden für fast alle Veranstaltungen gebraucht und sollten deshalb so früh wie möglich studiert werden.

  • Analysis-Klausuren werden oft nicht beim ersten Versuch bestanden; deshalb sollte mit der Analysis nicht zu spät begonnen werden.

  • Inhaltlich können Praktika gut nach hinten geschoben werden; meist haben fortgeschrittene Studierende auch deutlich mehr davon. In der Regel empfiehlt es sich zudem, mit dem Praktikum in Elektrizität und Optik zu beginnen, weil hier das Schulwissen deutlich weiter trägt. Ein späterer Beginn des Praktikums führt aber fast zwangsläufig aus folgenden Gründen zum Überschreiten der Regelstudienzeit:

    • Die beiden Teile des A-Praktikums können aus organisatorischen Gründen normalerweise nicht im gleichen Semester absolviert werden.

    • Das B-Praktikum kann erst nach Abschluss des A-Praktikums samt mündlicher Prüfung begonnen werden und nimmt in der Regel ebenfalls zwei Semester in Anspruch.

  • Wird für das Wahlfach nicht Mathe gewählt, kann es zu einem beliebigen Zeitpunkt studiert werden. Alle für das Wahlfach anrechenbaren Mathe-Veranstaltungen (siehe Modultabelle) bauen allerdings auf den Veranstaltungen Analysis I&II, Mathematische Methoden sowie Vektoranalysis und lineare Algebra auf und sollten erst danach studiert werden.

  • Das Studium Integrale kann zu einem beliebigen Zeitpunkt studiert werden.

  • Die Computerphysik setzt grundlegende Programmierkenntnisse voraus. Wer noch nie programmiert hat, sollte vorher einen der zahlreichen, z.B. vom Rechenzentrum angebotenen Programmierkurse belegen. Solch ein Kurs kann auch im Rahmen des Studium Integrale angerechnet werden.

  • Sowohl die Computer- als auch die Astrophysik haben wenig explizite Voraussetzungen. Dennoch richten sie sich nicht an AnfängerInnen, sondern setzen Erfahrung mit physikalischem Arbeiten voraus.

  • Wenn man sich vorstellen kann, in einem Bereich Bachelorarbeit zu schreiben, sollte man die Veranstaltungen, die in diese Richtung gehen, nicht zu spät studieren.

  • Für die Bachelorarbeit müssen noch nicht alle anderen Module abgeschlossen sein (siehe Modultabelle); dennoch ist es sinnvoll, dass nicht gerade in dem Bereich noch Pflichtveranstaltungen fehlen, in dem man die Bachelorarbeit schreibt.

4.2 Beispiele für Studienverläufe

5 Dauer des Studiums, Teilzeitstudium, Studienfinanzierung, Studieren mit Kind

Die Regelstudienzeit des Physik-Bachelor-Studiums beträgt 6 Semester. Das heißt, dass es möglich ist, das Studium in 6 Semestern abzuschließen und dass 6 Semester die Zeit ist, für die – falls Verwandte nicht verpflichtet sind, Unterhalt zu bezahlen – in der Regel ein BAFöG-Anspruch besteht. Ein Großteil der Studierenden nimmt sich allerdings mehr Zeit, was aus verschiedensten Gründen sinnvoll sein kann.

Das Physik-Studium in Köln kann im Wesentlichen problemlos in Teilzeit studiert werden (vergleiche etwa den Beispielstudienplan für ein Studium in 12 Semestern). Zu beachten sind allerdings:

  • Bestimmte Pflichtveranstaltungen, insbesondere das Praktikum A, finden jedes Semester zum gleichen Termin statt.
  • Da die Zeit zur Erarbeitung der Bachelorarbeit auf 10 Wochen begrenzt ist, muss während dieser 10 Wochen in der Regel in Vollzeit studiert werden.

Wenn dies zu Problemen führt, lassen die sich meist durch individuelle Absprachen lösen.

Es ist fast immer sinnvoll, einen BAFöG-Antrag zu stellen. Oft besteht auch dann ein Anspruch, wenn es auf den ersten Blick anders aussieht. Bei der Beantragung des BAFöGs helfen die Fachschaft sowie die BAFöG- und Sozialberatung des AStAs. Wenn dennoch kein oder zu wenig BAFöG gewährt werden, gibt es fast immer andere, individuelle Lösungen zur Studienfinanzierung; z.B. gibt es an den physikalischen Instituten zahlreiche studiennahe Hilfskraft-Jobs. Auch hier lohnt es sich, bei der Fachschaft und / oder BAFöG- und Sozialberatung des AStAs nachzufragen.

Infos zum Physikstudium mit Kind

6 Tipps (nicht nur) für den Studienbeginn

    • Für die Vor- und Nachbereitung der Veranstaltungen, für das Bearbeiten von Übungen und die Auswertung der Praktikumsversuche ist es wichtig Arbeitsgruppen zu bilden. Die Inhalte des Physikstudiums müssen ausführlich diskutiert werden, um sie verstehen zu können. Es kann eine Weile dauern, eine funktionierende Arbeitsgruppe aufzubauen. Deshalb ist es sinnvoll, den Studienverlauf gemeinsam zu planen.

    • Oft ist es überfordernd, in Vorlesungen gleichzeitig zuzuhören und mit zu schreiben / sich Notizen zu machen. Bewährt hat sich, Pärchen zu bilden: EineR schreibt mit, die/der andere hört zu. Nach der Vorlesung erklärt die/der ZuhörerIn der/dem MitschreiberIn die Mitschrift. In der nächsten Woche werden die Rollen getauscht.

    • Es ist hilfreich, in Übungen darauf zu setzen, dass nicht nur richtige Lösungen präsentiert werden; vielmehr sollten Studierende darauf setzen, ihre falschen Lösungen und Ansätze, die in eine Sackgasse geführt haben, zu präsentieren und in der Übung zu diskutieren, was der Knackpunkt ist, weswegen sie nicht zielführend sind.

    • Es immer wichtig zu fragen – in der Vorlesung, im Foyer in der Klausureinsicht. Auch wenn es sich nicht so anfühlt: 50% der Anwesenden im Raum haben die gleiche Frage, wirklich!

    • Hilfe, ich verstehe nichts! Das ist ganz normal und kein Grund zum Aufgeben: Anders als in der Schule sind die Veranstaltungen an der Uni nicht dafür gemacht, dass man alles sofort versteht. Vielmehr ist sehr intensive Vor- und Nachbereitung sowie das Rechnen unzähliger Übungsaufgaben notwendig und auch dann muss Einiges manches Semester sacken, bis man es wirklich versteht. Außerdem entwickelt man erst mit der Zeit ein Gefühl dafür, was der Kern / der rote Faden einer Vorlesung ist und was eher Bonus.

    • Zur Vorbereitung auf eure Klausuren gibt es in der Fachschaft Altklausuren, zur Vorbereitung auf mündliche Prüfungen Protokolle alter Prüfungen. Vor allem die Prüfungsprotokolle solltet ihr unbedingt nutzen (Altklausuren nicht ganz so wichtig). Außerdem solltet ihr niemals in eine mündliche Prüfung gehen, ohne vorher mit der Prüferin / dem Prüfer über den Stoff / die Schwerpunkte etc. zu sprechen! Geht einfach bei ihr / ihm im Büro vorbei.
    • Hilfe, ich bin durch die Klausur gefallen! Auch das ist eine ganz normale Erfahrung, beim nächsten oder übernächsten Mal klappt es. Was den Studienverlauf angeht: Nur weil jemand durch eine Klausur gefallen ist, sollte man keine Arbeitsgruppe zerreißen. Klausuren können auch noch mehrere Semester später nachgeholt werden und oft hat man, selbst wenn es zum Bestehen der Klausur nicht gereicht hat, genug mitgenommen, um auf den Stoff aufbauende Veranstaltungen sinnvoll studieren zu können.

Die Studienberatung und die Fachschaft können bei der Planung des Studiums und den meisten anderen Fragen weiter helfen. Diese Angebote sollten unbedingt in Anspruch genommen werden.

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