Physikalisches Wahlfach: Methoden der Datenanalyse (PW)5 ECTS
(englische Bezeichnung: Elective Course in Physics: Methods of Data Analysis)
(Prüfungsordnungsmodul: Weitere Module aus dem Wahlpflichtbereich I)

Lehrveranstaltungen:

• • Methoden der Datenanalyse
    (Vorlesung, 2 SWS, Christopher van Eldik, Mi, 8:30 - 10:00, HF; ab 15.10.2014)
  • Übungen zur Vorlesung "Methoden der Datenanalyse"
    (Übung, 1 SWS, Christopher van Eldik, jede 2. Woche Fr, 8:30 - 10:00, CIP-Pool in der Physik; ab 17.10.2014)

Inhalt:

Die Vorlesung bietet einen Überblick über die wichtigsten Methoden zur statistisch korrekten Auswertung von Messdaten. Sie vertieft die im Praktikum erlernten Techniken und legt den Grundstein für Bachelor- und Master-Arbeiten in der experimentellen Physik.
Wir werden beim Erlernen der Methoden soweit möglich auf unsere Intuition setzen, und ein tieferes Verständnis der verschiedenen Konzepte anstreben.
Die Statistik ist eng mit der Wahrscheinlichkeitsrechnung verknüpft. Wir werden uns deshalb im ersten Teil der Vorlesung mit den Begriffen Wahrscheinlichkeit und Wahrscheinlichkeitsverteilungen beschäftigen.
Der zweite Teil der Vorlesung beginnt mit einer Einführung in Messfehler und Fehlerrechnung, bevor wir uns mit komplizierteren Dingen wie Parameterschätzungen (etwa "Fits") und Konfidenzintervallen ("wie groß ist mein Vertrauen in die Richtigkeit meiner Messung?") zuwenden. Es folgen Hypothesentests ("Ist ein bestimmtes Modell mit der Beobachtung verträglich?"). Am Ende der Vorlesung werden wir uns mit Entfaltung und maschinellem Lernen beschäftigen.
Zum Bearbeiten der Übungen werden wir häufiger den Computer benutzen, und deshalb kleinere Programme mit dem Analysepaket ROOT (C++ basiert) entwickeln, was ganz nebenbei auf die Datenanalyse im Rahmen einer Master-Arbeit vorbereitet.

Lernziele und Kompetenzen:

Die Studierenden

• erklären die wichtigsten Begriffe der Wahrscheinlichkeitsrechnung

• diskutieren die Grundlagen von Parameterschätzungen, Konfidenzintervallen und Hypothesentests

• erläutern die Methoden der Entfaltung und des naschinellen Lernens

• wenden Programme zur Datenanalyse an

Literatur:

• Roger J. Barlow: "Statistics: A Guide to the Use of Statistical Methods in the Physical Sciences", ISBN-10: 0471922951

• W. J. Metzger: "Statistical Methods in Data Analysis" (freier Download vom Web)

• Gerhard Bohm & Günter Zech, "Einführung in die Statistik und Messwertanalyse für Physiker", ISBN-10: 3540257594 (freier Download vom Web)

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:

1. Physik (1. Staatsprüfung für das Lehramt an Gymnasien)
   (Po-Vers. 2010 | Module Fachwissenschaft Physik | Wahlpflichtbereich | Weitere Module aus dem Wahlpflichtbereich I)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Physikalisches Wahlfach: Methoden der Datenanalyse (Prüfungsnummer: 691708)

Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 90, benotet

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

Erstablegung: WS 2014/2015

1. Prüfer:

Christopher van Eldik