Licenciatura em fisica

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O termo estudo de física refere-se ao treinamento para um bacharelado ou mestrado em física e ao treinamento de candidatos a professores em uma universidade ou escola técnica . Também é usado para descrever os cursos que conferem o título de Diplom - Físico .

Na década atual, havia apenas restrições de admissão para cursos de física em algumas universidades. No entanto, os obstáculos gerais enfrentados pelas universidades para admissão em programas de estudos avançados (mestrado, doutorado ) são possíveis.

A taxa de abandono nos estudos de física é geralmente superior a 50%. De acordo com as estatísticas da Sociedade Física Alemã , 5.000 a 6.000 alunos do primeiro ano começaram a estudar física (diploma ou licenciatura) na Alemanha em 1999. Em 2005, após a duração média dos estudos de 6 anos, havia cerca de 1.500 graduações em física. Isso resulta em uma taxa de abandono de cerca de 70%. Cerca de 30% dos alunos de física desistem nos primeiros dois semestres. Atualmente (em 2010) o número é de cerca de 7.000 (incluindo ensino) novos alunos. A duração média dos estudos é de 11 semestres (curso de diploma) e 6 semestres no curso de bacharelado. Atualmente, 4,5 semestres são necessários para alcançar o grau de mestre.

Este artigo pode apenas dar uma visão geral das estruturas e processos gerais, uma vez que o processo e o conteúdo exatos do curso de física dependem da respectiva universidade.

O curso de diploma

Desde a harmonização dos programas de estudos na Europa através do Processo de Bolonha, o curso de diploma é oferecido apenas por algumas universidades, como B. o TU Kaiserslautern oferecido.

O curso de física no curso de diploma é dividido em um curso básico de dois anos, que é seguido pelo curso principal após um exame intermediário denominado exame intermediário. Física experimental e física teórica , bem como estágios físicos formam o núcleo do treinamento , além de palestras em matemática e física técnica , bem como disciplinas eletivas não físicas , como química , astronomia ou ciência da computação .

Na Física Experimental segue-se um curso básico constituído pelas áreas de Mecânica e Termodinâmica , Eletricidade (incl. Teoria Vibracional e Ondulatória ) e Óptica e Física Quântica que, Física Aplicada com Física Atómica , Molecular e do Estado Sólido .

A física teórica é geralmente classificada como parte do estudo em um ciclo de quatro áreas:

  1. Mecânica ( mecânica newtoniana , mecânica analítica , teoria da relatividade especial , mecânica hamiltoniana )
  2. Eletrodinâmica ( eletro e magnetostática , soluções das equações de Maxwell , teoria da relatividade especial)
  3. Mecânica Quântica ( mecânica das ondas de Schrodinger , mecânica da matriz de Heisenberg , notação de Dirac , Física atômica teórica ampla, Introdução à mecânica quântica relativística )
  4. Termodinâmica e física estatística ( termodinâmica , física estatística , estatística quântica , teoria de muitas partículas )

Muitas universidades oferecem um curso sobre a mecânica dos contínuos como um suplemento a este cânone clássico . A teoria geral da relatividade , teorias quânticas de campo , física teórica do estado sólido e outras áreas são representadas como palestras especiais na maioria das universidades, mas não fazem parte do cânone básico.

Há também um curso de matemática principalmente de 4 semestres que consiste em “Fundamentos de Matemática I e II” e “ Análise Superior I e II”. Os conteúdos desses cursos são noções básicas de matemática ( lógica , teoria dos conjuntos ), estruturas algébricas , álgebra linear, cálculo de matriz , geometria analítica e projetiva , cálculo diferencial unidimensional e multidimensional , cálculo diferencial generalizado em variedades , teoria de integração em um e mais dimensões, introdução à análise vetorial e geometria diferencial , introdução à teoria das funções e análise complexa. O curso de Matemática Superior é geralmente um pouco mais compacto do que as aulas de matemática sobre álgebra linear e análise, mas as diferenças são mínimas em termos de conteúdo.

Existem também disciplinas menores que variam muito dependendo da universidade, tais como:

  • Química: Química Analítica e Inorgânica I
  • Ciência da computação: eventos introdutórios
  • eletrônicos
  • astronomia
  • Ciência de materiais
  • Administração de Empresas (BWL)

No curso principal existem, para além das aulas em curso de física teórica e das aulas superiores de física experimental (por exemplo, física do estado sólido, nuclear e de plasma), o estágio de física avançada , a matéria principal e a secundária no curso principal ou uma alternativa às duas últimas disciplinas optativas I e II.

O objetivo do estágio avançado é apresentar os alunos mais perto dos métodos modernos da física experimental, mas também inclui experimentos historicamente significativos da época do desenvolvimento da física moderna. O escopo e o conteúdo variam muito dependendo da universidade. Na maioria dos casos, os alunos podem especificar um certo número de experimentos desejados a partir dos experimentos existentes, que eles gostariam de fazer em qualquer caso. Os experimentos oferecidos são muitas vezes supervisionados por cadeiras orientadas experimentalmente , a oferta também reflete o perfil de pesquisa do corpo docente. Na maioria das vezes, é tomado cuidado para garantir que os alunos tenham uma visão geral da amplitude da pesquisa, ou seja, não apenas experimentos completos em física nuclear. O escopo dos experimentos é naturalmente muito maior do que no estágio básico. Experimentos típicos no estágio avançado são, por exemplo, o efeito Hall quântico , o efeito Kerr magneto-óptico ou microscopia de túnel de varredura .

Aulas adicionais, exercícios e seminários são tomados no assunto principal. Além disso, o chamado estágio principal ainda existe em algumas universidades . Este é um trabalho de meio a um ano em uma cadeira - a maior parte de meio dia - além do outro escopo de estudos. Muitas universidades aboliram isso para encurtar a duração dos estudos, em alguns lugares ainda existe. O assunto principal é o assunto em que a tese é escrita. Em princípio, todas as disciplinas representadas por uma cadeira na faculdade podem ser selecionadas como disciplinas focais, ou seja, física teórica do estado sólido, física experimental do estado sólido, física nuclear experimental, etc., desde que sejam representadas na faculdade . Além disso, muitas vezes existe a possibilidade de que cadeiras de outras faculdades, como matemática, engenharia elétrica, química, biologia, geociências ou medicina, tenham cooptação com o corpo docente de física e também possam oferecer disciplinas de foco, como biofísica , geofísica , laser tecnologia , neuroinformática ou física matemática . Na maioria dos casos, no entanto, esses assuntos são assuntos menores com a opção adicional de poder escrever a tese nesses também. Muitas faculdades regulamentaram isso por meio de disciplinas eletivas, uma das quais deve estar localizada no departamento de física, a outra deve estar em uma conexão significativa com a física, mas ambas podem ser escolhidas para a tese.

As disciplinas secundárias são geralmente disciplinas não físicas da oferta da universidade, que devem complementar os estudos de física de forma significativa. Assuntos menores típicos são:

Cursos de bacharelado e mestrado

Em princípio, existe uma estrutura de um bacharelado de 6 semestres e um mestrado de 4 semestres. No final do bacharelado há um projeto de curta duração, a dissertação de mestrado geralmente dura de 9 a 12 meses. Em princípio, também estão previstos o curso básico clássico de física experimental até a física atômica e o básico de física teórica (no bacharelado). Outras aulas de física experimental, bem como de física teórica, são oferecidas como as chamadas aulas especiais no mestrado para o aprofundamento das áreas, das quais os alunos geralmente são livres para escolher, salvo algumas restrições. No programa de mestrado, os alunos podem se especializar em uma determinada área. Por um lado, trata-se da especialização em física experimental ou física teórica e, por outro lado, as subáreas já mencionadas acima, como a física atômica, nuclear, do estado sólido ou de partículas, etc.

As aulas de matemática estão sempre incluídas nos cursos de bacharelado em física.

Mas existem desvios aqui. B. em Marburg um curso de física com foco em biologia, que tem componentes teóricos inferiores. Portanto, este curso não deve ser visto como um curso clássico de física.

Bacharelado exemplar

Não existem esquemas gerais nos quais os bacharéis em física possam ser mapeados. Em termos de conteúdo, devido à necessidade de acreditação destas disciplinas, alguns conteúdos são vinculativos, dos quais cursos especiais como " Física Técnica " ou " Física com enfoque em Biologia " podem, no entanto, já diferir. O escopo real do estudo geralmente é consideravelmente maior, uma vez que a profundidade desse conteúdo não é especificada e esse desempenho não excede o quadro especificado, mas apenas corresponde ao amplo consenso da comunidade física.

Esses conteúdos são:

  • Física experimental
    • Mecânica, vibrações e ondas, acústica, teoria da relatividade especial
    • Eletricidade e magnetismo
    • Óptica (recursos básicos)
    • Termodinâmica
    • Física atômica
    • Física Nuclear e de Partículas
  • Física Teórica
    • Mecânica: mecânica newtoniana, mecânica analítica (formalismo de Lagrange), transformações de Galilei, função de Hamilton, teoria da relatividade especial
    • Eletrodinâmica: eletrostática, magnetostática, ondas eletromagnéticas, axiomas de Maxwell
    • Mecânica quântica: equação de Schrödinger, princípio da incerteza de Heisenberg, funções de onda, átomo de hidrogênio, átomo de hélio
    • Termodinâmica e física estatística: termodinâmica, estatística quântica, teoria de muitas partículas
  • Matemática (não em bacharelado de 2 disciplinas, por exemplo, os modelos de treinamento de professores)
    • Análise (cálculo diferencial e integral em uma e várias dimensões, equações diferenciais)
    • Álgebra linear (cálculo vetorial e matricial)
    • Geometria diferencial

(concreto ou principalmente abstrato como no treinamento clássico)

Esta lista aplica-se inicialmente ao Bacharelado (Bachelor of Science) de uma disciplina previsto e parcialmente introduzido em física, modelos para um Bacharelado em Artes com 2 disciplinas, uma das quais pode ser física, mas também está sendo testada - no contexto com o modelos de formação graduada de professores. No entanto, os modelos que existiram até agora incluem, com exceção da parte matemática, aproximadamente este cânone.

Mestrado

O Master of Science é um grau científico equivalente ao diploma clássico . No entanto, as universidades são muito livres na concepção do curso, de modo que apenas a dissertação de mestrado de 9 a 12 meses, a definição de uma disciplina e outros eventos fora do foco são o padrão. Mesmo a questão de saber se o programa de mestrado inclui novos desenvolvimentos na física teórica, bem como experimental não pode mais ser respondida universalmente; este é apenas o caso na maioria dos modelos. Além do mestrado em física, há também um grande número de cursos de mestrado especializados e interdisciplinares (tecnologia óptica, ciência dos materiais, etc.). Existem apenas requisitos de estrutura formal para o escopo e a duração do estudo.

Para as universidades de ciências aplicadas, a mudança para o sistema de licenciatura-mestrado dará, pela primeira vez, aos seus licenciados a oportunidade de obterem a admissão ao doutoramento e o acesso ao serviço superior da administração pública. Para tanto, isso deve estar explicitamente declarado no credenciamento.

Além disso, existe também o Mestrado em Educação como equivalente ao 1º exame de estado para cargos docentes em experiências modelo. Os requisitos da respectiva legislação nacional são decisivos aqui. Em geral, aplica-se o seguinte: Há um curso em 2 disciplinas e ciências da educação, didática das disciplinas e estágio básico são componentes do curso.

Tempo gasto estudando

Em média, os alunos dos programas de bacharelado e diploma gastam cerca de 40 horas por semana em seus estudos de física durante o período letivo. No entanto, a distribuição em torno desse valor médio é muito ampla (com desvio padrão de ~ 10 horas / semana) e não leva em consideração se e em que horário os alunos concluem seus estudos com êxito. Além do tempo presencial em palestras, exercícios e estágios, esse esforço inclui o tempo de autoaprendizagem, resolução de fichas de exercícios e preparação para tentativas de estágio. Normalmente, as folhas de exercícios de matemática e física teórica requerem, cada uma, boas 10 horas de processamento por semana (valor empírico de muitos conselhos estudantis). A preparação e avaliação de experimentos requer cerca de 4-5 horas por experimento no curso básico, e cerca de 30 horas para experimentos avançados no curso de diploma (varia muito).

Os cursos de licenciatura e mestrado estão sujeitos ao regulamento do ECTS , que teoricamente contém requisitos rígidos de carga horária. Os cursos de formação de professores variam muito em termos de carga de trabalho. Em particular, o ensino de aulas pós-específicas em física teórica reduz consideravelmente. A combinação frequente de física e matemática leva a uma carga de trabalho muito alta no assunto de matemática de qualquer maneira, compare os estudos de matemática .

Horários típicos de atendimento para vários eventos

Aulas, exercícios e estágios normalmente têm o seguinte escopo:

  • Física experimental (I a IV): a cada 4 + 2 horas por semana (aula expositiva + exercício)
  • Física teórica (I a IV ou V): 4 + 2 horas por semana cada
  • Álgebra linear (I ou / e II): 4 + 2 horas por semana
  • Análise (I a III ou IV): 4 + 2 horas por semana cada
  • ou matemática superior (I a IV): 6 + 2 horas por semana cada
  • Assunto menor: 4 + 2 horas por semana
  • Aulas superiores de física experimental (curso principal): 3 + 1–2 horas por semana cada
  • Estágio em estudos básicos: uma a 2 tardes por semana (3 a 4 horas)
  • Estágio avançado: 1 dia de aula por semana (7-10 horas, desvios dependendo do experimento)
  • Seminários: 2-3 horas por semana
  • Palestras de especialização: 3 horas semanais

As horas semanais devem ser entendidas como blocos de palestras de 45 minutos cada, e as horas como horas inteiras.

promoção

O doutorado pode ser feito em universidades e escolas técnicas que oferecem essa disciplina. Até agora, os doutorados estão disponíveis como os chamados doutorados externos, ou seja, H. possível sem inscrição para estudos de doutorado, bem como estudos de doutorado. Os regulamentos individuais de doutorado podem divergir disso. Alterações poderiam ser feitas aqui no decorrer do Processo de Bolonha .

O doutorado geralmente termina - dependendo do regulamento de exames do departamento da universidade - com o doutorado científico Dr. rer. nat. desligado, mas também há Dr. phil. nat. como um doutorado conferido. No curso de internacionalização, a Anglo-American Ph.D. ( Philosophiae Doctor ) premiado.

Um doutorado em física na Alemanha leva em média quatro a quatro anos e meio.

mercado de trabalho

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Em seus estudos, os físicos aprendem a aplicar uma maneira de pensar matemático-analítica de alto nível e a resolver problemas técnicos na prática. Além disso, eles geralmente têm ampla experiência em TI. Portanto, seus usos em serviços públicos, indústria e empresas de serviços são diversos:

  1. Universidades e instituições de pesquisa (Institutos Max Planck, Institutos Fraunhofer, etc.) perguntam a um pequeno número de graduados em física.
  2. As escolas precisam cada vez mais de professores especializados em física. Por vários anos (por volta de 2003), os físicos também tiveram a oportunidade de trabalhar na escola como os chamados ingressantes laterais ou ingressantes laterais em muitos estados federais. Devido à queda constante da taxa de natalidade e à introdução do ensino médio de 8 anos, no entanto, um claro superávit de professores de física deve ser registrado novamente em alguns anos.
  3. A indústria de software freqüentemente pergunta aos físicos, sua área de aplicação é semelhante à dos cientistas da computação.
  4. A indústria de semicondutores precisa de físicos, especialmente físicos de estado sólido e de semicondutores.
  5. A indústria eletrônica usa tanto físicos quanto engenheiros elétricos.
  6. Os fornecedores de energia empregam físicos em diversas áreas de negócios.
  7. Os bancos recorrem a físicos tanto da área de TI quanto por causa de sua formação matemática para analisar riscos cambiais.
  8. As seguradoras empregam físicos na área de TI, bem como atuários, uma vez que as equações atuariais são estruturalmente idênticas a certas equações físicas.
  9. Algumas consultorias de gestão valorizam o pensamento e as habilidades analíticas dos físicos e também os contratam.

Oportunidades de emprego em bancos, seguradoras e grandes empresas do setor elétrico geralmente estão disponíveis apenas para os físicos que possuem um diploma que está bem acima da média e que podem fornecer evidências de qualificações adicionais (por exemplo, experiência em programação).

Depois de uma enxurrada de física nos anos 90, agora há um pouco mais de demanda por graduados em física. De acordo com um antigo estudo de 2011, as chances de encontrar um emprego na indústria são baixas para os formados em física. No entanto, o estudo não é representativo e não existem dados mais recentes sobre como a proporção de empregadores para licenciados se desenvolveu nos últimos anos. A mudança para o bacharelado e o mestrado não encurtou significativamente a duração dos estudos em física, especialmente porque o doutorado se tornou cada vez mais importante no mercado de trabalho dos físicos nas últimas duas décadas.

Adquirir qualificações adicionais, além de estudar ou fazer um doutorado, pode ser uma vantagem, pois estudar física só o prepara para o mercado de trabalho de forma limitada.

A Sociedade Física Alemã analisa regularmente o mercado de trabalho para físicos.

Treinamento de professor

O grau de licenciatura depende, em princípio, do estado federal, mas pelo menos o grau de licenciatura ou ensino secundário II é bastante semelhante a nível nacional. Em princípio, são estudadas duas disciplinas e ciências da educação , numa proporção de 1ª disciplina: 2ª disciplina: ciências da educação de 2: 2: 1.

Posição de professor de ensino médio

Em alguns países, a física só pode ser estudada em combinação com a matemática , mas na maioria dos casos pode ser combinada livremente, por exemplo, com química, filosofia, geografia, mas também z. B. Espanhol ou alemão. No caso de a física não ser combinada com a matemática, algumas universidades exigem uma prova adicional de desempenho em matemática, caso contrário a matemática não faz parte do curso, não há menor na forma de diploma menor.

As aulas teóricas do curso de física experimental e o estágio de física básica são geralmente os mesmos para alunos de graduação e de formação de professores, geralmente o número de experimentos no estágio é um tanto reduzido. As aulas experimentais superiores, por outro lado, pretendem apenas ser uma opção de especialização para o exame em muitos cursos de formação de professores. O cânone obrigatório geralmente termina com física atômica e molecular, que é, no entanto, uma parte obrigatória do curso em todos os países (no entanto, ao contrário do curso de diploma, às vezes é parte do curso principal, por exemplo, na Renânia do Norte- Westphalia).

Em física teórica , mecânica, incluindo relatividade especial, eletrodinâmica e mecânica quântica, bem como uma visão geral da termodinâmica, são fornecidos. A maioria das universidades oferece aulas teóricas especiais para professores-alunos com menos complexidade matemática, outras apenas separam parte da mecânica quântica e a substituem por um "curso intensivo" de física estatística. Regra geral, a física teórica para professores em formação consiste em 3 aulas teóricas em mecânica, eletrodinâmica e mecânica quântica / termodinâmica.

Existem também palestras e / ou seminários na área de didática da física . Juntamente com os estágios escolares, estes devem proporcionar uma certa preparação para o aspecto de colocação na profissão docente. A oferta na área de didática varia muito dependendo da universidade (mesmo em um mesmo estado federal). Em algumas universidades, a pesquisa didática ativa ocorre, enquanto outras universidades trataram as cadeiras didáticas de forma muito subordinada. Antes de iniciar um curso de licenciatura, é aconselhável obter informações sobre este tópico específico de vários escritórios (por exemplo , serviço de aconselhamento estudantil , conselho estudantil , cadeira didática).

Além da formação clássica, existem projetos-piloto de bacharelado e mestrado, por ex. B. na Universidade de Bochum .

Outras postagens de ensino

Uma vez que o sistema escolar difere muito de estado para estado, os regulamentos de treinamento de professores são correspondentemente diferentes. Em Baden-Württemberg, por exemplo, os futuros professores do ensino médio não são treinados em universidades, mas em universidades de formação de professores ; na Renânia do Norte-Vestfália, esse cargo de professor é combinado com o do nível primário para formar seu cargo de professor no ensino fundamental, médio e escolas secundárias , embora as ciências naturais / física Hauptschule e Realschulen só possam ser estudadas se o foco estiver no - nas escolas primárias isso faz parte do assunto , o foco das ciências naturais. A formação de professores na Renânia do Norte-Vestefália ocorre, em princípio, nas universidades.

Em princípio, o curso de licenciatura é regulamentado por lei estadual.

Links da web

Wikcionário: estudos de física  - explicações de significados, origens de palavras, sinônimos, traduções

Evidência individual

  1. ^ G. Nienhaus: Quase 10.000 novos registros. In: Physics Journal. Agosto / setembro de 2010, p. 27 e segs.
  2. ↑ a b TU Kaiserslautern: Guia de estudo 2016/2017 . Setembro de 2016, p. 8–29 ( uni-kl.de [PDF; acessado em 31 de março de 2018]).
  3. ↑ Alunos do bacharelado em 2009. (PDF) Resultados da 19ª pesquisa social da União Estudantil Alemã realizada pelo Sistema de Informação Universitária HIS. (Não está mais disponível online.) Arquivado do original em 20 de novembro de 2011 .;
  4. ^ Estudo DPG: O doutorado em física na Alemanha
  5. ↑ Dr. Oliver Koppel: Físicos no trabalho - desenvolvimento do mercado de trabalho, possíveis aplicações e dados demográficos. (PDF) Em: https://www.dpg-physik.de/ . German Physical Society , janeiro de 2010, acessado em 23 de maio de 2019 .
  6. ↑ FAZ: Estudo de Físico: Indústria não gosta de bacharelado
  7. ↑ Mercado de trabalho para físicos: herdeiros de Einstein . Peter Ilg, Spiegel Online. Recuperado em 27 de outubro de 2013.
  8. ↑ Artigo do mercado de trabalho. Recuperado em 13 de julho de 2021 .