Seminar Kiel 2019

Angebotene Themen (Übersicht)

Typ: Vortrag
Thema Beschreibung
Spezielle Funktionen und Vektorrechnung

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:

  • spezielle Funktionen (sin, cos, tan, arcsin, arccos, arctan, sinh, cosh, tanh, arsinh, arcosh, artanh, exp, log)
  • Kurvendiskussion ohne Differentialrechnung
  • Partialbruchzerlegung für gebrochenrationale Funktionen
  • Vektorbegriff, Vektorrechnung (Addition, skalare Multiplikation, Skalarprodukt, Kreuzprodukt)
Einführung ins Differenzieren

Einführungsvortrag zum Differenzieren in einer Dimension (partielles Differenzieren).
Inhalt:

  • Das Konzept des Grenzwerts
  • Differentialquotient als Definition der eindimensionalen/partiellen Ableitung
  • Linearität der Ableitung, Produktregel, Kettenregel
  • Optional: Satz über die inverse Funktion (Umkehrregel)
  • Viele Beispiele zum Ableiten
  • Ableitungen in der Physik, Umgang mit infinitessimalen Größen
  • höhere Ableitungen
  • Kurvendiskussion mit Ableitungen und Beispielen
  • Extremalprobleme mit Beispiel

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.

Näherungsmethoden

Wir lernen die taylorsche Reihenentwicklung anzuwenden, die in vielen Situationen in der Physik anzutreffen ist.

  • Die Taylorsche Reihenentwicklung
  • Häufig verwendete Näherungen und Vereinfachungen
  • Restgliedformel zur Fehlerabschätzung
  • Besprechen wann das Restgliedvernachlässigbar ist
Experimentieren und Auswerten

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.

  • Gültige Ziffern
  • Fehlerquellen, Fehlerarten
  • Fehlerfortpflanzung
  • korrektes Runden von Messwerten
  • Mittelwert, Varianz
  • Standardabweichung der Verteilung, Standardabweichung des Mittelwerts
  • graphische Auswertung
  • Verwendung logarithmischer Achsen
  • Linearisieren von Zusammenhängen
  • Ausgleichsgeraden und Fehlergeraden
Einführung ins Integrieren

Einführungsvortrag zum eindimensionalen Integrieren. Vermittelte Themen:

  • Umkehrung der Differentiation, Stammfunktionen, unbestimmtes Integral
  • Linearität des unbestimmten Integrals
  • Umkehrung der Produktregel, Partielles Integrieren
  • Substitution mit vielfältigen Beispielen
  • Begriff des bestimmten Integrals, Riemannsche Summen
  • Hauptsatz der Integral- und Differentialrechnung
  • Integrale in der Physik als Summe von infinitessimalen Größen/Änderungen mit Beispiel
  • Beispielrechnungen mit Bezug zur Physik, eventuell einfache Wegintegrale

Da dies ein Einführungsvortrag ist, geht es vor Allem um die Anwendung und gerade bei den fortgeschrittenen Themen nicht um die mathematischen Beweise.

Gewöhnliche Differentialgleichungen

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:

  • homogene DGL 1.Ordnung, Trennung der Variablen
  • lineare inhomogene DGL 1.Ordnung, Variation der Konstanten
  • Lade- und Entladekurven von Kondensator und Spule
  • Die (gedämpfte) Schwinungsgleichung, Exponentialansatz
  • Der getriebener Oszillator, Resonanz
Bereich: Mechanik
Typ: Aufgabenseminar
Thema Beschreibung
Aufgabenseminar klassische Mechanik

Aufgaben aus verschiedensten Gebieten der klassischen Mechanik

Typ: Experiment
Thema Beschreibung
Zylindrische Körper im Wasser

In diesem, aus einer dritten Runde der PhysikOlympiade stammenden, Experiment wirst Du eine mechanische Black-Box untersuchen. Der Begriff Black-Box wird hier verwendet, da Du etwas über ein System herausfinden sollst, in das Du nicht hineinsehen kannst bzw. darfst.

In diesem Fall handelt es sich um ein stehendes, an beiden Enden abgeschlossenen PVC-Rohr, in dem sich einige fest miteinander verbundene Vollzylinder aus identischem Material befinden. Das Rohr ist teilweise mit Wasser gefüllt und der unterste Zylinder steht auf dem Boden des Rohres. Der oberste Zylinder ist mit einem Faden verbunden, an dem Du nach oben ziehen kannst.

Deine Aufgabe ist es, möglichst genau die Anzahl und einige Eigenschaften der Zylinder zu bestimmen, ohne dabei das PVC-Rohr zu öffnen.

Gravitationsbeschleunigung

Wie bestimmt man die Gravitationsbeschleunigung gut? Einfach nur einen Körper fallen zu lassen und die Fallzeit zu messen, ist viel zu ungenau. Aber mit erstaunlich einfachen Hilfsmitteln (Dose, Lineal, Knete, Stoppuhr) kann anhand von Schwingungen auf verschiedenen Wegen die Gravitationsbeschleunigung sehr genau bestimmt werden.

Typ: Vortrag
Thema Beschreibung
Klassische Mechanik

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:

  • Newtons Axiome (inkl. F=ma)
  • Eventuell Vektornotation
  • Energieerhaltung
  • Impuls, Impulserhaltung
  • Stöße als Anwendung von Impuls- und Energieerhaltung
  • Gravitation in der Newtonschen Mechanik
  • Würfe im homogenen Gravitationsfeld
  • Reibung
  • Kräfteanalyse
  • Inertialsysteme, Wechsel des Bezugssystems, Grundlegende Scheinkräfte
Rotationsbewegungen

Dieser Vortrag befasst sich inhaltlich ausschließlich mit Rotationsbewegungen. Vermittelte Themen:

  • Einführung der Größen wie Winkelgeschwindigkeit, Winkelbeschleunigung, Drehmoment, Drehimpuls, Trägheitsmoment(*)
  • Satz von Steiner
  • Diskussion von Scheinkräften
  • Bewegungsgleichungen des Starren Körpers um feste Achsen
  • Erhaltungssätze wie Drehimpulssatz und Energieerhaltnungssatz mit Rotationsenergie
  • Beschleunigte Bezugssysteme, sowie Corioliskraft

(*) - Um Trägheitsmomente ausrechnen zu können ist die Kenntnis der Integralrechnung von Vorteil.

Theoretische Mechanik

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:

  • Freiheitsgrade und verallgemeinerte Koordinaten
  • Beschreibung von mechanischen Systemen unter Zwangsbedingungen
  • Symmetrien und erhaltene Größen
  • Wenn noch Zeit ist: Lagrange-Formalismus
Himmelsmechanik

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.

  • Zweikörperproblem
  • Himmelskörperbahnen: Ellipsen, Hyperbeln und Parabeln
  • Keplersche Gesetze, sowie Gültigkeit dieser
  • Ausblick auf spezielle Fälle des 3 Körper Problems, z.B. Swing-by Manöver, Einfangradius
Typ: Aufgabenseminar
Thema Beschreibung
Aufgabenseminar Elektrodynamik

Es können verschiedene Aufgaben zu den Themen der Vorträge Elektrodynamik 1 und 2 gelöst und diskutiert werden.

Typ: Experiment
Thema Beschreibung
Elektrische Blackboxen

Blackboxexperimente sind bei Olympiaden häufig anzutreffen. Wir möchten bei verschiedenen elektrischen Blackboxen herausfinden, was für elektronische Bauteile (Widerstände, Kondensatoren, Spulen) zwischen deren Anschlüssen befindet und nach welchem Schaltplan sie verbunden sind - natürlich ohne Schraubenzieher, aber mit Spannungsquellen und Oszilloskopen. Kenntnisse in Wechselstromrechnung und dem Verhalten verschiedener Bauteile bei Gleich- und Wechselspannung sind nützlich. Grundlagen zur Bedienung von Oszilloskopen gibt es z.B. hier: http://www.orpheus-verein.de/sites/default/files/OSZ.pdf

Energie im Kondensator

Die zuvor im Vortrag theoretisch untersuchten Zusammenhänge, sollen nun experimentell überprüft werden.

 

VORRAUSSETZUNG: Besuch des Vortrages "Energie im Kondensator"

Typ: Vortrag
Thema Beschreibung
Energie im Kondensator

Zwei Kondensatoren (mit gleicher Kapazität) sind mit einem Anschluss bereits fest miteinander verbunden, der jeweils zweite Anschluss der Kondensatoren kann über einen Schalter ebenfalls verbunden werden, so dass bei geschlossenem Schalter schließlich eine Parallelschaltung der zwei Kondensatoren vorliegt.
Zunächst sei der Schalter offen, der erste Kondensator auf eine Anfangsspannung U0 aufgeladen und der zweite Kondensator vollständig entladen. Nun wird der Schalter geschlossen, so dass Ladung vom ersten Kondensator auf den zweiten fließen kann.
Folgende Fragen ergeben sich:
1. Welche Spannung stellt sich an den parallel geschalteten Kondensatoren ein?
2. Wie groß ist die elektrische Energie vor und nach Schließen des Schalters?
3. Was ist hieran (zunächst) verwunderlich?
4. Hast Du eine Idee, was mit der Energie geschieht?
5. Findest Du zu der geschilderten Situation mit den zwei Kondensatoren ein
    Analogon aus der Mechanik?

 

Diese Fragen (inkl. der Erklärung der nötigen Mathematik) sollen in diesem Vortrag geklärt werden. Er ist außerdem Vorraussetzung für das dazugehörige Experiment.

Grundlagen der Elektrik

Dieser Vortrag behandelt die physikalischen Grundlagen von Leitern und Halbleitern, sowie die grundlagen für elektrische Schaltungen und wichtige Bauelemente

  • Halbleiter, Bändermodell, Dotierung
  • Widerstandsnetzwerke
  • reale Bauteile, Ersatzschaltbilder, Strom-/Spannungsrichtige Messung
  • Lade- und Entladekurven von Spule und Kondensator
  • Dioden, Sperrschichten, Transistoren
  • anwendungen von verschiedenen Bauelementen
  • Blackboxen

In diesem Vortrag wird nur Gleichstrom behandelt, für die Berechnung von Wechselstromschaltungen ist zusätzlich der Vortrag zur Komplexen Wechselstromrechnung gedacht.

Elektrodynamik 1

Dieser Vortrag ist eine Einführung in die Elektrodynamik. Es werden elektro- und magnetostatische Probleme im Vakuum behandelt. Themen:

  • elektrische Ladung, elektrisches Potential und elektrisches Feld für Ladungspunkte und Ladungsverteilungen (Coulombsches Gesetz)
  • Gaußscher Satz mit Beispielen (Punktladung, Plattenkondensator)
  • Strom und Stromdichte
  • Amperescher Satz mit Beispielen
  • Lorentzkraft elektromagnetischer Felder auf (bewegte) Ladungen
  • elektrische und magnetische Dipole in EM-Feldern

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.

Komplexe Wechselstromrechnung

Dieser Vortrag beschreibt die Rechnungen in Wechselstromkreisen. Themen:

  • Wechselstromkreise
  • kurze Wiederholung komplexe Zahlen, insb Polardarstellung
  • komplexe Induktivität- und Kapazität
  • Scheinwiderstand, Blindwiderstand, Realwiderstand
  • Leistung und Arbeit in Wechselstromkreisen
  • sowie einige Beispielrechnungen

Vorkenntnisse im Umgang mit komplexen Zahlen (z.B. aus dem Einführungsvortrag Mathe) sind für das Verständnis hilfreich.

Elektrodynamik 2

Dieser Vortrag setzt den ersten Vortrag fort, und setzt Schwerpunkte auf fortgeschrittenere Themen:

  • Maxwell-Gleichungen,
  • elektrische und magnetische Felder in Medien, Stetigkeitsbedingungen an Übergängen mit Anwendungsbeispielen
  • Polarisation/Magnetisierung, Spiegelladungsprinzip
  • Gesetz von Biot-Savart
  • Induktion, Lenzsche Regel, Selbstinduktion, Magnetfeld und Induktivität von Spulen
  • EM-Wellen, Energiedichte des Feldes

Voraussetzung für das Verständnis sind die Inhalte des Vortrages Elektrodynamik 1

Auch hier wird ein Besuch des zugehörigen Aufgabenseminars empfohlen. 

Typ: Aufgabenseminar
Thema Beschreibung
Aufgabenseminar Wärmelehre

Hier werden Aufgaben behandelt, die mit den Vorträgen Thermodynamik 1 und (weniger) Thermodynamik 2 in Verbindung stehen. 

Also in erster Linie zum Verhalten von Gasen, aber auch Strahlung, Wärmeleitung, etc. 

Die Schwierigkeit geht von leicht bis schwer, wobei die schwereren Aufgaben eher nicht an die fortgeschritteneren (eher abstrakten) Themen aus "Thermodynamik 2" anknüpfen, sondern olympiaderelevanter sind. 

Typ: Vortrag
Thema Beschreibung
Thermodynamik 1

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:

  • Wärmekapazität
  • Wärmeleitung mit Beispiel
  • Wärmeausdehnungen
  • Wärmestrahlung von schwarzen Körpern, Strahlungsgleichgewichte
  • Ideale Gasgleichung
  • Zustandsänderungen von Gasen: isotherm, isobar, isochor
  • Reversibilität, Entropie, adiabatische Zustandsänderungen

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.

Fluiddynamik

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:

  • Eulersche und Lagrangesche Perspektive , materielle Ableitung
  • Kontinuitätsgleichung
  • Eulersche Gleichung für Ideale Fluide
  • Bernoullische Gleichung, dynamischer Druck
  • Viskosität und Navier-Stokes -Gleichung
  • Reynolds-Zahl, laminare und turbulente Strömungen
  • Strömungswiderstand
  • Wenn am Ende noch Zeit ist: Wirbelsatz von Thompson

Ein fundiertes Verständnis von Integral- und Differentialrechnung sowie grundlegende Fakten über gewöhnliche Differentialgleichungen sind wichtig für diesen Vortrag.

Thermodynamik 2 - Statistische Physik

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:

  • Boltzmann-Statistik, kinetische Gastheorie, Maxwell- Boltzmann-Verteilung
  • Mikrokanonische Zustandssumme, statistische Definition von Entropie und Temperatur
  • Thermodynamisch Potentiale, Legendre-Transformationen
  • Kanonische/Großkanonische Zustandssumme

Ein vertieftes Verständnis von Integral- und Differentialrechnung wird vorausgesetzt.

Typ: Aufgabenseminar
Thema Beschreibung
Aufgabenseminar Quanten- und Atomphysik und Struktur der Materie

Anhand verschiedener Aufgaben zu den Themen der Vorträge "Quanten- und Atomphysik" sowie "Struktur der Materie" können deren Inhalte angewandt und diskutiert werden.

Aufgabenseminar SRT

Hier können Aufgaben, die zu den Vorträgen "Spezielle Relativitätstheorie" und "Relativistische Teilchenphysik" passen, 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.

Typ: Experiment
Thema Beschreibung
Leuchtdioden und Plancksches Winkumsquantum

Leuchtdioden oder LEDs können elektrische Energie sehr effizient in Licht umwandeln. Um eine LED zum Leuchten zu bringen, muss an dieser eine Mindestspannung angelegt werden, die durch die Bandlücke des verwendeten Halbleitermaterials bestimmt wird. Fließt dann durch eine LED ein Strom in Durchlassrichtung, so emittiert sie Licht in einem bestimmten, oft eng eingegrenzten Wellenlängenbereich.

In diesem, aus einer dritten Runde der PhysikOlympiade stammenden, Experiment wirst Du Strom-Spannungskurven für verschiedenfarbige LEDs aufnehmen und aus diesen das Plancksche Wirkungsquantum näherungsweise bestimmen.

Typ: Vortrag
Thema Beschreibung
Spezielle Relativitätstheorie

Dieser Vortrag führt in die Prinzipien der speziellen Relativitätstheorie ein und vermittelt das nötige Wissen über spezielle Relativitätstheorie in der IPhO.

  • Das Relativitätsprinzip und die Konstanz der Lichtgeschwindigkeit
  • Lorentztransformationen von Zeit und Ort
  • Spezialfälle: Relativistische Geschwindigkeitaddition, Zeitdilatation und Längenkontraktion
  • Ruhemasse, relativistischer Impuls und Energie
Kernphysik

In diesem Vortrag geht es um Kernphysik, das heißt dem Aufbau und Verhalten von Atomkernen. Themen:

  • Aufbau von Atomkernen
  • Bedeutung der Protonenzahl, Neutronenzahl, Nuklid, Isotope
  • Isotopenkarte und Stabilitätsbereiche
  • Alphazerfall, Betazerfall, Elektroneneinfang, Gammastrahlung, Zerfallsreihen
  • Kernspaltung und Kernfusion
  • Aktivität, Halbwertszeit
  • Massendefekt der Atomkerne, Bindungsenergie, Bedeutung von Fe56
  • Energiebilanz bei Kernreaktionen, Q-Wert
  • Tröpfchenmodell der Atomkerne

Grundkenntnis über Atom- und Quantenphysik und spezieller Relativitätstheorie sind für das Einordnen ins große Ganze vorteilhaft, allerdings nicht direkt für den Vortrag notwendig.

Quanten- und Atomphysik I

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:

  • Einleitung: Schwarzkörperstrahlung (u.a. UV-Katastrophe, Plancksches Strahlungsgesetz), Photoeffekt (äußerer photoelektrischer Effekt)
  • diskrete Energiestufen von Atomen (u.a. Bohr'sches Atommodell, Frank-Hertz-Versuch)
  • Wasserstoffspektrum, anderes Mehrniveausystem: Laser
  • Compton-Effekt (ohne Herleitung, die gibts in "Relativistische Teilchenphysik")
  • Beugung von Elektronen und Neutronen, Welle-Teilchen-Dualismus (de-Broglie Wellenlänge), Unschärferelation

Es werden keine besonderen Voraussetzungen benötigt. Grundlagenkenntnisse der Thermodynamik und speziellen Relativitätstheorie sind zwar von Vorteil, jedoch nicht zwingend nötig.

Relativistische Teilchenphysik

Einführung in die relativistische Teilchenphysik. Inhalt sind:

  • Energie-Impuls-Vierervektor
  • Lorentztransformation
  • Relativistische Koeffizienten: beta, gamma, beta gamma
  • Invariante Masse
  • Schwerpunktsystem
  • Relativistischer Stoß
Typ: Experiment
Thema Beschreibung
Bestimmung des Brechungskoeffizienten von Wasser

In diesem Experiment geht es um die genaue Bestimmung des Brechungskoeffizienten von Wasser mithilfe eines Flüssigkeitskeils. Dieser Teil stammt original aus der 3. Runde der IPhO 2008 und ist ein typisches Beispiel, wie man aus unerwarteten Materialien (ein Spiegel, zwei Objektträger aus Glas, ein Stativ, Lineale) geschickt ein sehr genaues Experiment durchgeführt werden kann.

Typ: Vortrag
Thema Beschreibung
Geometrische Optik

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:

  • Näherung zur Wellenoptik
  • Achsennahe Strahlen, Kleinwinkelnäherung
  • Brechungsgesetz
  • Optische Abbildungen
  • Spiegel, Linsen, Linsensystem und Linsenspiegelsysteme
  • Bilder (reell, virtuell) bei Abbildung durch Linsen- und Spiegelsysteme
  • Definition und Berechnung von Bildweite, Gegenstandsweite, Brennweite sowie Vergrößerung
  • Herleitung der Linsenmacherformel
  • Zusammengesetzte optische Geräte wie Lupe, Teleskop und Mikroskop
  • Rechnungen zur Schärfentiefe
Wellenoptik

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:

  • Huygensches Prinzip
  • Fermatsches Prinzip
  • Reflexion und Brechung im Wellenmodell
  • Dispersion und Dispersionsrelationen
  • Beugung und Interferenz
  • Interferenz an dünnen Schichten (Newtonsche Ringe, ...)
  • Beugung an Spalt und Gitter
  • Bragg-Reflexion
  • Auflösungsvermögen
  • Polarisation
  • Amplitude und Intesität von Lichtwellen
Bereich: Exkursionen
Typ: Andere
Thema Beschreibung
Mediendom/Computermuseum
Stadtführung
Typ: Experiment
Thema Beschreibung
Halleffekt

In diesem Versuch soll der Halleffekt an einem Halbleiter gemessen werden. Daraus können verschiedene Materialparameter berechnet werden.

Ideales Gas

In diesem Versuch soll das ideale Gasgesetz mit der Messung des Volumens bei unterschiedlicher Temperatur überprüft werden.

Reversionspendel

Untersucht wird die Schwingungsdauer eines physikalischen (also massiven) Pendels in abhängigkeit von der Position verschiedener Gewichte.

Schallgeschwindigkeit in Metallen

Durch Impulse soll die Schallgeschwindigkeit in versciedenen Metallstäben gemessen werden.

Torsionsschwingung

In diesem Versuch soll das Torsionsmodul eines Drahtes mit einem Torsionspendel bestimmt werden.

Pohlsches Rad

In diesem Versuch wird ein Pohlsches Rad als Drehpendel genutzt. Es sollen gedämpfte schwingungen Untersucht werden.

Wechselstrombrücke

In dem Versuch soll die Kapazität einer in Sperrichtung betriebenen Diode gemessen werden. 

 

Achtung! Der Versuch ist relativ komplex und eine gute Kenntnis von Wechselstrom (z.B. vorheriger Besuch des Vortrages Wechselstromrechnung) sollte vorhanden sein.

Fallender Doppler-Effekt

Ziel des Versuches ist die Bestimmung der Erdbeschleunigung mit einer frei fallenden Schallquelle und einem fest stehenden Mikrophon. Die auftretenden Frequenzverschiebung des Tons wird mithilfe einer freien Software zur Tonanalyse qualitativ und quantitativ ausgewertet.

Hören

Zum einen beleuchtet der Versuch die Hörwahrnehmung, die für jeden Menschen unterschiedlich ausgeprägt ist. Zum anderen wird der Effekt der Frequenz-Maskierung einbezogen, der einem beispielweise bei der Audiokompression von MP3-Dateien begegnet.

Thermographie an einem Modellhaus

Mithilfe einer Infrarotkamera wird ein geheiztes Modellhaus mit unterschiedlich gestalteten Wänden untersucht. Augenmerk liegt dabei auf den Möglichkeiten und auch Schwierigkeiten von thermographischen Messungen.

Videoanalyse von Stößen ausgedehnter Körper auf einem Luftkissentisch

Im Rahmen dieses Versuches sollen elastische Stoß ausgedehnter Körper mit Hilfe der Videoanalyse quantitativ untersucht werden. Dabei stellt sich insbesondere die Frage, wie sich ausgedehnte Körper dabei im Vergleich zu idealisierten Punktmassen verhalten und warum.