Der Bachelorstudiengang schafft in 6 Semestern die allgemeine Grundlage der Ausbildung eines Physikers oder einer Physikerin. Dazu gehört die Ausbildung in der experimentellen und theoretischen Physik, eine grundlegende Mathematikausbildung und Übung im selbstständigen Experimentieren. Die Bachelorarbeit schließt das Studium mit einer selbstständigen Arbeit zu einem komplexen Thema ab. Neben diesen Hauptschwerpunkten gibt es ein nichtphysikalisches und ein physikalisches Nebenfach, die jeder Studierende nach seiner oder ihrer Neigung auswählen kann. Primäres Ziel des Studiums ist eine breite Allgemeinbildung in Physik als grundlegender Naturwissenschaft und damit verbunden der Erwerb der notwendigen Kenntnisse und Qualifikationen für die erfolgreiche Bewältigung eines konsekutiven Masterstudiengangs. Dabei werden die Studierenden an moderne Methoden der Forschung herangeführt.
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Forschung in der Festkörper-, Kern- und Teilchen- sowie Biophysik (Experiment und Theorie), der Theorie komplexer Quantensysteme und in der Didaktik der Physik; weltweit einmalige Dichte an fundamentaler (z.B. korrelierte Elektronensysteme) und angewandter (z.B. organische Leuchtdioden/Solarzellen) Forschung in Festkörperphysik und Materialwissenschaft.
Die Forschung findet in einer einmaligen Umgebung statt. Denn eine große Zahl an außeruniversitären Einrichtungen ist mit der TU Dresden vernetzt; dazu zählen Fraunhofer-, Helmholtz-, Leibniz- und Max-Planck-Institute. Enge Kontakte werden ferner zu lokalen Industrieunternehmen gepflegt, die zum Teil auf Ausgründungen aus der Fakultät Physik beruhen.