Wir freuen uns, euch das 2. Orpheus Seminar diesen Jahres in Potsdam anbieten zu können. Das Seminar wird von Donnerstag dem 15. bis Sonntag dem 18. September 2022 auf dem Campus Golm der Universität Potsdam stattfinden.
Die Anreise erfolgt am Donnerstag bis 14 Uhr zum Campus in Golm und die Abreise ist am Sonntag um ca. 14 Uhr geplant. Die Unterbringung der Teilnehmer:innen erfolgt in der Jugendherberge Babelsberg, der Transport erfolgt mit den öffentlichen Verkehrsmitteln (i.e. der S-Bahn) und für Verpflegung ist gesorgt. Die Teilnahme ist Dank der Förderung des BMBF, der Wilhelm und Else Heraeus-Stiftung und der Klaus Tschira Stiftung für euch kostenlos. Die Anfahrt per Zug wird ebenfalls bezahlt.
Das Seminar richtet sich an physikbegeisterte Schüler:innen ab der 8. Klasse. Während des Seminares habt ihr die Möglichkeit nach eigenem Interesse, Vorträge zur Weiterbildung eurer physikalischen Kenntnisse zu besuchen. Die zur Auswahl stehenden Vorträge sind unten für euch aufgelistet. Außerdem werdet ihr Zeit haben eigenständig Versuche aus dem Physikbachelor durchzuführen und auszuwerten. Dabei stehen euch natürlich immer Betreuer beiseite, welche euch unterstützen. Gerade wer vorhat dieses Jahr an einem Physikwettbewerb wie der Internationalen Physikolympiade teilzunehmen, ist hier genau richtig. Die Vorträge haben verschiedenste Schwierigkeitsgrade, sodass für jeden, egal ob Neuling oder erfahrene:r Teilnehmer:in, etwas dabei ist. Zusätzlich zu dem physikalischen Angebot, wird es auch die Möglichkeit geben an einer Exkursion teilzunehmen (z.B. ein Ausflug zum Telegraphenberg, wo das Michelson Morley Experiment erstmals aufgebaut wurde, ein Besuch im Leibnizinstitut für Astrophysik und mehr). Natürlich werdet ihr als Teilnehmer:innen auch reichlich Zeit haben euch untereinander näher kennenzulernen und auszutauschen, z.B. bei gemeinsamen Spieleabenden oder in der Mittagspause.
| Zeitraum | Donnerstag, 15. September 2022 ab 14 Uhr bis Sonntag, 18. September 2022 um 14 Uhr |
| Teilnehmerbeitrag | kostenlos |
| Veranstaltungsort | Karl-Liebknecht-Straße 24/25, 14476 Potsdam-Golm |
| Unterkunft | Jugendherberge Potsdam, Schulstraße 9, 14482 Potsdam |
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Dieser Vortrag richtet sich an jüngere Teilnehmer denen noch Wissen in der Mathematik der Unterstufe fehlt. Es werden für die IPhO notwendige Themen behandelt wie:
Einführungsvortrag zum Differenzieren in einer Dimension (partielles Differenzieren).
Inhalt:
Die Anwendung wird im Mittelpunkt stehen (weniger die exakte Herleitung) - dazu dienen Beispielaufgaben zu Ableitungen spezieller Funktionen, Kurvendiskussion und auch Physikaufgaben, die damit gelöst werden können.
Achtung! Voraussetzung für alle, die am Samstag experimentieren wollen.
Dieser Vortrag führt in die wichtigsten Techniken zur Auswertung experimenteller Daten ein und gibt praktische Ratschläge für das Auswahlverfahren. Es geht um die Grundlagen des experimentellen Arbeitens und der Auswertung, insbesondere der Fehlerrechnung.
Einführungsvortrag zum eindimensionalen Integrieren. Vermittelte Themen:
Da dies ein Einführungsvortrag ist, geht es vor Allem um die Anwendung und gerade bei den fortgeschrittenen Themen nicht um die mathematischen Beweise.
Wir lernen die taylorsche Reihenentwicklung anzuwenden, die in vielen Situationen in der Physik anzutreffen ist.
Dieser Vortrag stellt einige grundlegende, in der Physik wichtige Typen von Differentialgleichungen (DGL) und Methoden zu deren Lösung vor. Außerdem wird kurz darauf eingegangen wo die jeweilige DGL in der Physik normalerweise auftritt. Inhalt:
Eine Einführung zu den Grundlagen der klassischen Mechanik. Es wird nichts vorausgesetzt, da sich der Vortrag tendentiell an weniger forgeschrittenen Teilnehmern orientiert. Wir wollen lernen, Dinge besser anzuwenden, die man theoretisch schon aus der Schule kennt oder noch lernt - denn oft scheitert es in Aufgaben nicht daran, dass man etwas nie gehört hat. Vermittelte Themen:
Dieser Vortrag befasst sich inhaltlich ausschließlich mit Rotationsbewegungen. Vermittelte Themen:
(*) - Um Trägheitsmomente ausrechnen zu können ist die Kenntnis der Integralrechnung von Vorteil.
In diesem Vortrag geht es um die Anwendung der klassischen Mechanik auf das Zweikörperproblem im 1/r-Potential. Es werden spezielle Parameter der Bahnen bestimmt, die von den Keplerschen Gesetze erlaubt werden. Am Ende kann es noch einen Ausblick auf spezielle Lösungen des Dreikörperproblems geben.
In diesem Einführungsvortrag wollen wir ein einfaches (Feder-)Pendel verstehen, Intuition dafür entwickeln, wie oft solche Systeme in anderen Gebieten der Physik vorkommen und lernen die zugehörigen mathematischen Zusammenhänge dort zu erkennen.
Geplant ist ein anschaulicher Vortrag mit Übungsaufgaben (bei denen der Zusammenhang zur harmonischen Schwingung teilweise überrascht). Wem es zu langsam ist, kann auch nur Aufgaben machen.
Hier wird gezeigt, wie man Erhaltungssätze und Symmetrieprinzipien auf manchmal ungeahnte Weise dazu verwenden kann, Mechanikprobleme elegant zu lösen. Die hier vorgeführten Prinzipien können einen das Lösen von Aufgaben zur Mechanik unter Zwangsbedingungen deutlich vereinfachen. Die Themen finden sich im Physikstudium wieder, sind aber für die IPhO kaum relevant. Vermittelte Inhalte:
In diesem Vortrag geht es um Grundlegendes zur Fluiddynamik. Dazu werden Grundgleichungen aus Erhaltungssätzen abgeleitet, mit denen dann das Strömungsverhalten von Fluiden beschrieben wird. Behandelte Themen:
Ein fundiertes Verständnis von Integral- und Differentialrechnung sowie grundlegende Fakten über gewöhnliche Differentialgleichungen sind wichtig für diesen Vortrag.
Dieser Vortrag behandelt die phänomenologische Thermodynamik bzw die Wärmelehre. Diese geht von makroskopischen Größen (Volumen, Temperatur, Druck) aus und beschreibt damit das Verhalten von Körpern. Inhalt:
Für ein besseres Verständnis des Themas empfehlen wir auch das zugehörige Aufgabenseminar Thermodynamik zu besuchen, weil die hier behandelten Themen dort gleich angewendet werden können.
In diesem Vortrag werden Themen behandelt, die in der Uni behandelt werden, aber für die IPhO nicht relevant (zu upgespaced :)) sind. Es wird einen Ausblick darauf geben, wie man aus der mikroskopischen Mechanik eines Stoffes die Grundgleichungen der Thermodynamik herleitet. Themen:
Ein vertieftes Verständnis von Integral- und Differentialrechnung wird vorausgesetzt.
In diesem Vortrag geht es um elektrische Schaltungen mit resistiven Bauelementen:
In diesem Vortrag werden nur resistive Baulemente diskutiert für reaktive Bauelemente (Kondensatoren/Spulen) und Wechselstromrechnung sind die Vorträge "Reaktive Schaltkreise" und "Komplexe Wechselstromrechnung" gedacht.
Dieser Vortrag ist eine Einführung in die Elektrodynamik. Es werden elektro- und magnetostatische Probleme im Vakuum behandelt. Themen:
Für ein besseres Verständnis des Themas empfehlen wir auch das zugehörige Aufgabenseminar Elektrodynamik zu besuchen, weil die hier behandelten Themen dort gleich angewendet werden können.
In diesem Vortrag geht es um elektrische Schaltungen mit reaktiven Bauteilen (Kondensator/Spule):
In diesem Vortrag wird nur Gleichstrom behandelt, für die Berechnung von Wechselstromschaltungen ist zusätzlich der Vortrag zur Komplexen Wechselstromrechnung gedacht.
Zum Verständnis ist zudem der Vortrag "Gewöhnliche Differenzialgleichungen" hilfreich, jedoch nicht nötig.
Dieser Vortrag beschreibt die Rechnungen in Wechselstromkreisen. Themen:
Vorkenntnisse im Umgang mit komplexen Zahlen (z.B. aus dem Einführungsvortrag Mathe) sind für das Verständnis hilfreich.
Dieser Vortrag setzt den ersten Vortrag fort, und setzt Schwerpunkte auf fortgeschrittenere Themen:
Voraussetzung für das Verständnis sind die Inhalte des Vortrages Elektrodynamik 1
Auch hier wird ein Besuch des zugehörigen Aufgabenseminars empfohlen.
Die geometrische Optik findet auf Skalen statt die größer als die Lichtwellenlänge sind. Hier knüpfen wir an das in der Unterstufe vermittelte Wissen zur Optik an und vertiefen dieses deutlich:
Dieser Vortrag befasst sich mit den Phänomenen der Optik auf kleinen Skalen. Es wird das Modell der elektromagnetischen Wellen für die Optik nutzbar gemacht. Dazu werden folgende Inhalte vermittelt:
In diesem Vortrag geht es um Kernphysik, das heißt dem Aufbau und Verhalten von Atomkernen. Themen:
Grundkenntnis über Atom- und Quantenphysik und spezieller Relativitätstheorie sind für das Einordnen ins große Ganze vorteilhaft, allerdings nicht direkt für den Vortrag notwendig.
Dieser Vortrag führt in die Anfänge der Quanten- und Atomphysik ein. Das Ziel ist das erste heuristische Verständnis quantenphysikalischer Phänomene. Es wird die historische Entstehung der Quantenmechanik hervorgehoben: Phänomene, die nicht durch die klassische Physik (Newton'sche Mechanik, Maxwell'sche Elektrodynamik) erklärt werden konnten. Dies beinhaltet folgende Themen:
Es werden keine besonderen Voraussetzungen benötigt. Grundlagenkenntnisse der Thermodynamik und speziellen Relativitätstheorie sind zwar von Vorteil, jedoch nicht zwingend nötig.
Dieser Vortrag führt in die Prinzipien der speziellen Relativitätstheorie ein und vermittelt das nötige Wissen über spezielle Relativitätstheorie in der IPhO.
Einführung in die relativistische Teilchenphysik. Inhalt sind:
Dieser Vortrag zielt auf eine theoretische Formulierung der Quantenmechanik ab, als Ergänzung zur phänomenologischen Herangehensweise des ersten Vortrages. Die Themen sind für die IPhO kaum relevant:
Grundlagen-Kenntnisse von spezieller Relativitätstheorie, Fourier-Transformation, Differential- und Integralrechnung sind für das Verständnis des Vortrags von Vorteil. Hinweis: die meisten Inhalte dieses Vortrags sind nicht IPhO-relevant
Hier können Aufgaben aus den verschiedenen Bereichen gelöst werden - selbstständig, in Gruppen, oder mit Hilfestellung der Betreuer. Man kann sein Verständnis der Gebiete prüfen und vor allem vertiefen. Die Aufgaben haben den Anspruch, IPhO-relevant zu sein.