Probestudium Physik

für Schülerinnen und Schüler ab Qualifikationsphase
am Campus Duisburg der Universität Duisburg-Essen
Beginn: 15. Oktober 2011 , 10:30 Uhr, Campus Duisburg, Hörsaal MD 162
Ende: 25. Februar 2012

Schwingungen und Wellen ist daher ein ideales Thema, um nicht nur das Grundstudium Physik zu demonstrieren, sondern auch auf grundlegende Konzepte der modernen Physik einzugehen. Darüber hinaus sind Schwingungen und Wellen technisch von großer Bedeutung. Welleninterferenz liegt zum Beispiel der Holographie zu Grunde.

Zu Ziel und Umfang: Das Studium der Physik setzt zwar keine speziellen physikalischen oder mathematischen Vorkenntnisse voraus, man sollte sich jedoch wirklich für Physik interessieren.

Physik sucht nach den grundlegenden Naturgesetzen und bemüht sich, deren Ausprägung in belebter und unbelebter Natur und Technik zu verstehen. Physik bleibt nicht bei der Frage "Wie geht es?" stehen, sondern fragt weiter "Warum geht es so?" Interesse an dieser Frage ist eine wesentliche Bedingung für Erfolg im Physikstudium. Des Weiteren sollte man sich nicht vor Mathematik (genauer: vor dem Rechnen) scheuen. Auch wenn zwischen den mathematischen Anforderungen der theoretischen Physik auf der einen und der technischen Physik auf der anderen Seite ein großer Unterschied besteht, so darf man doch auf keinen Fall Angst vor Formeln haben. Schließlich verlangt ein Physikstudium, wie jedes Studium, Mitarbeit und Ausdauer, selbst wenn es mal frustrierend ist. Um diese Anforderungen zu demonstrieren, haben wir das Probestudium PHYSIK konzipiert. Es soll den Teilnehmerinnen ermöglichen, sich selbst zu testen und ihre Interessen und Fähigkeiten besser einzuschätzen. Dazu wäre eine Vorlesungsreihe, die sich werbewirksam auf Glanzlichter aktueller Forschung konzentriert, nicht geeignet.

Unser Probestudium PHYSIK behandelt stattdessen ein Thema des richtigen Studiums unter verschiedenen Aspekten über ein ganzes Semester (Ausdauer!) und verlangt aktive Mitarbeit in Übungen und Praktikum. Wenn die Teilnehmerinnen am Ende eine besser fundierte Entscheidung für oder gegen ein Physikstudium treffen können, haben wir unser Ziel erreicht. Die Teilnehmerinnen am vorigen Probestudium PHYSIK haben darüber hinaus noch einen weiteren Nutzen gesehen: Viele empfanden das Probestudium PHYSIK als willkommene Vertiefung des Schulstoffs, sehr nützlich für das Abitur. Außerdem wird das Probestudium Physik bei erfolgreicher Teilnahme als Leistungsnachweis im ersten Semester im Studiengang Bachelor of Science Physik an der Universität Duisburg-Essen angerechnet.

Experimenteller Kurs
Der experimentelle Kurs enthält Ausschnitte aus den Vorlesungen  Grundlagen der Physik I - IV (erstes bis viertes Semester). Aus dem Inhalt: Harmonische Schwingungen, gedämpfte und erzwungene Schwingungen, Begriff der Welle, Dispersion, Huygens`sches Prinzip, Wellengleichung, Polarisation, Brechung, Beugung amSpalt und am Gitter, Materiewellen, Tunneleffekt, Elektronenbeugung

Anschauungsmaterial aus der Veranstaltung zum Thema Wellen

Wellenwanne

Wellenmaschine

Beugung

Elektronenbeugung (Schockwaveplayer notwendig)

Theoretischer Kurs
Es werden die Anfangsgründe der speziellen Relativitätstheorie erarbeitet. Dies ist Teil der Vorlesung Theoretische Physik II, Elektrodynamik (viertes Semester). Aus dem Inhalt: Galilei's Relativitätsprinzip, Einstein's Relativitätsprinzip, Minkowski-Diagramm, Herleitung der Lorentz-Transformation, Lorentz-Kontraktion, Zeitdilatation.

Vorlesung Prof. Diehl, Sommersemester 2010

Übungen
Zu allen Vorlesungen werden Übungen angeboten. Wie im richtigen Studium sollen diese dazu ermuntern, den Vorlesungsstoff nachzuarbeiten und sich selbst zu kontrollieren, ob man alles verstanden hat. In den Vorlesungen werden Übungsaufgaben ausgegeben, die zu Hause zu bearbeiten sind. 

Die schriftlichen Lösungen sind zu Beginn der jeweils nächsten Vorlesung abzugeben. Sie werden korrigiert während die Vorlesung läuft und in der anschließenden Übungsstunde besprochen. In den Übungsstunden sollen die Studierenden lernen, physikalische Sachverhalte darzustellen und zu diskutieren.

Praktikum
Das Praktikum enthält - aus Zeitgründen leicht abgespeckte - Versuche aus dem Anfängerpraktikum (zweites und drittes Semester). Die Teilnehmerinnen führen in Zweier- oder Dreier-Gruppen an einem Tag jeweils einen Versuch durch.
Versuche: Grundversuche Elektrizitätslehre, Einschaltvorgänge, Michelson-Interferometer, Beugung, Spektroskopie, Hochfrequenzleitung, Photoeffekt. Die Teilnehmerinnen erhalten jeweils eine Woche vorher Unterlagen zu dem von ihnen durchzuführenden Versuch. Die Details werden dann zu Beginn der Praktikumsstunde mit dem Betreuer besprochen.

Praktikumsanleitungen