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„Tag der Physik 2013“ Samstag, 7. Dezember 2013 - Fachbereich ...

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<strong>Fachbereich</strong><br />

<strong>Physik</strong><br />

Informationen:<br />

Dr. Kerstin Krauß, <strong>Fachbereich</strong> <strong>Physik</strong><br />

Technische Universität Kaiserslautern<br />

Postfach 3049<br />

67653 Kaiserslautern<br />

E-Mail: tag<strong>der</strong>physik@physik.uni-kl.de<br />

Internet: www.physik.uni-kl.de<br />

TAG DER PHYSIK<br />

Das Event für Schüler!<br />

<strong>Samstag</strong> <strong>7.</strong> <strong>Dezember</strong> <strong>2013</strong><br />

Technische Universität Kaiserslautern<br />

Gebäude 46<br />

Biophysik • Magnetismus • Spindynamik • Quantenoptik •<br />

Nano tech nologie • ultrakurze Lichtpulse • Laserphysik •<br />

Molekulare Elektronik • Medizinische <strong>Physik</strong> • Magnetoelektronik<br />

• <strong>Physik</strong>didaktik • Festkörpertheorie • Mikrosystemtechnik<br />

• Elektronen spektroskopie • ultrakalte Quantengase<br />

Experimente durchführen<br />

Workshops<br />

Vorträge<br />

Diskussion mit Professoren<br />

<strong>Physik</strong> als Beruf<br />

Information zum <strong>Physik</strong>studium<br />

<strong>Physik</strong>wettbewerb mit attraktiven Preisen<br />

Informationen:<br />

Dr. Kerstin Krauß . FB <strong>Physik</strong><br />

E-Mail: tag<strong>der</strong>physik@physik.uni-kl.de . www.physik.uni-kl.de


November <strong>2013</strong><br />

Liebe Schülerinnen und Schüler,<br />

liebe <strong>Physik</strong>lehrerinnen und -lehrer,<br />

mit dem Tag <strong>der</strong> <strong>Physik</strong> <strong>2013</strong>, den wir am<br />

<strong>Samstag</strong>, den <strong>7.</strong> <strong>Dezember</strong> <strong>2013</strong><br />

abhalten, wollen wir zeigen, dass <strong>Physik</strong> eine interessante und spannende<br />

Angelegenheit ist. Insgesamt bieten wir über 30 Veranstaltungen an, die zum<br />

Mitmachen, Zuhören und Staunen einladen. Neben dem aktiven Experimentieren<br />

und <strong>der</strong> Teilnahme an den Wettbewerben bestehen viele Möglichkeiten, Details über<br />

das <strong>Physik</strong>studium o<strong>der</strong> die Berufsaussichten von <strong>Physik</strong>erinnen und <strong>Physik</strong>ern zu<br />

erfahren.<br />

Der Tag <strong>der</strong> <strong>Physik</strong> <strong>2013</strong> ist die neunte Veranstaltung dieser Art im <strong>Fachbereich</strong><br />

<strong>Physik</strong> <strong>der</strong> Technischen Universität Kaiserslautern. Wir hoffen auch dieses Jahr auf<br />

ein reges Interesse und sehen dem <strong>7.</strong> <strong>Dezember</strong> mit Freude entgegen.<br />

Das Ministerium für Bildung, Wissenschaft, Jugend und Kultur unterstützt die<br />

Veranstaltung, d. h. sie hat den Rang einer schulischen Veranstaltung.<br />

Prof. Dr. Volker Schünemann<br />

Dekan des <strong>Fachbereich</strong>s <strong>Physik</strong>


Tag <strong>der</strong> <strong>Physik</strong> <strong>2013</strong><br />

Programmübersicht<br />

Weitere Informationen findet ihr in <strong>der</strong> Heftmitte!<br />

9:30 – 9:45 h Begrüßung Geb. 42, Hörsaal 115 (Audimax)<br />

9:50 – 11:00 h Wettbewerbe Geb. 30, 1. OG (Mensa)<br />

alternativ: Veranstaltungsphase 1<br />

11:15 h – 13.15 h Veranstaltungsphase 2<br />

13:15 h – 14. 45 h Veranstaltungsphase 3<br />

14:45 h – 15:00 h Pause<br />

15:00 h – 15:30 h Preisverleihung Geb. 42, Hörsaal 115 (Audimax)<br />

Im Foyer von Gebäude 46 befindet sich ein Infostand<br />

des <strong>Fachbereich</strong>s <strong>Physik</strong>! Hier gibt´s Infos zum<br />

Studium allgemein, zum <strong>Fachbereich</strong>, zu allen<br />

Studiengängen (Bachelor, Master, Diplom, Lehramt,<br />

Biophysik) und natürlich zum Tag <strong>der</strong> <strong>Physik</strong>!<br />

Essen und Trinken am Tag <strong>der</strong> <strong>Physik</strong> – auf Seite 37 findet ihr das<br />

Angebot des Studentenwerks!<br />

2


Programmübersicht:<br />

Folgende VORTRÄGE (z. T. mit Experimenten) werden angeboten, Dauer max.<br />

1 h:<br />

Titel Zeit Ort Dozent Seite<br />

Und sie fliegen doch!<br />

11:15 h 46-215 Prof. Dr. Henning 6<br />

Erläuterungen zum Auftrieb<br />

Große Experimentalvorlesung<br />

Fouckhardt<br />

Nie wie<strong>der</strong> booten (magnet. 11:15 h 46-110 Dr. Andrii Chumak 7<br />

RAM)<br />

Die Macht und Ohnmacht <strong>der</strong> 11:15 h 46-220 Prof. Dr. Sebastian 8<br />

Quantenphysik<br />

Eggert<br />

<strong>Physik</strong> als Beruf…?! 12:15 h 46-110 Dr. Kerstin Krauß 9<br />

Die seltsame Welt <strong>der</strong> Quanten<br />

– Von verschränkten<br />

Zuständen zur<br />

Quantenkryptographie<br />

Ultracoole Quantenwelten: Die<br />

kältesten Objekte des<br />

Universums als Eintrittskarte in<br />

die Quantenwelt<br />

Laser – die beson<strong>der</strong>e<br />

Lichtquelle<br />

Von Teilchenbeschleunigern<br />

und Röntgenlasern: Große<br />

Maschinen und ihre<br />

Anwendungen in <strong>der</strong> Biologie<br />

12:15 h 46-220 Prof. Dr. Michael<br />

Fleischhauer<br />

13:15 h 46-215 Prof. Dr. Artur<br />

Wi<strong>der</strong>a<br />

13:15 h 46-110 Dr. Hans-Jochen<br />

Foth<br />

13:15 h 46-220 Prof. Dr. Volker<br />

Schünemann<br />

10<br />

11<br />

12<br />

13<br />

Des Weiteren werden folgende Experimente/Workshops (Exp.), Demonstrationen<br />

(Demo.), Laborführungen (Laborf.) und Informationen (Info.) angeboten.<br />

Die Spalte „Phase“ gibt an, in welchem groben Zeitraum die Veranstaltungen<br />

angeboten werden. (Zu den verschiedenen Veranstaltungszeiträumen siehe<br />

Programmübersicht Seite 2!)<br />

Die genauen Anfangszeiten sind den jeweiligen Beschreibungen (siehe<br />

Hinweis letzte Spalte!) zu entnehmen!<br />

Die Spalte „Klasse“ zeigt auf, an welche Altersstufe sich <strong>der</strong> Workshop richtet.<br />

LehrerInnen sind natürlich immer willkommen!


Phase Veranstaltung Art Klasse Geb./Raum Seite<br />

1 - 3 FIPS – Früheinstieg ins<br />

Info 10–13 46-Foyer 3<br />

<strong>Physik</strong>studium<br />

1 - 3 Landeswettbewerb <strong>Physik</strong> Info 7–10 46-Foyer 4<br />

1 - 3 Fachschaft <strong>Physik</strong> Info 8–13 46-352 5<br />

1 – 3 Mathematica Exp. 10–13 46-576 14<br />

1 - 3 “T-Rays” bleibt (fast) nichts Laborf. 12–13 56-366 15<br />

verborgen<br />

1 - 3 Luft-Laser, ultrakurze Pulse und Exp. 10–13 46-261 16<br />

Biophysik<br />

1 - 3 Laser, Labor, Levitron Laborf. 9–13 46-4. Etage 17<br />

1 - 3 Sonnenbeobachtung zur<br />

Exp. 8–13 Wiese hinter Geb. 18<br />

Wintersonnenwende<br />

46 o<strong>der</strong> Foyer 46<br />

(wetterabhängig!)<br />

1 - 3 Nanolupe Rasterkraftmikroskop Demo. 8–13 56-268 19<br />

1 – 3 Die Bénard-Konvektion Exp. 10-13 46-261 20<br />

1 – 3 Licht um die Ecker bringen: Exp. 10-13 46-402 21<br />

Glasfasern zum Anfassen<br />

1 – 3 Ultracoole Quantenwelten – Laborf. 10-13 46-407, -409 22<br />

Laborführung durch ein<br />

Quantengaslabor<br />

1 + 2 Wie werden Laser in <strong>der</strong> Medizin Exp. 8–13 Foyer Geb. 46 23<br />

eingesetzt?<br />

1 + 3 Elektrik und Elektronik –<br />

Exp. 8–13 46-379 24<br />

Versuchs doch mal!<br />

2 Moleküle zum Anfassen – Einsatz Exp. 10–13 46-387/388 25<br />

von 3D-Computergrafik<br />

2 Lithographie in <strong>der</strong> dritten Laborf./ 12–13 56-329 26<br />

Dimension<br />

Exp.<br />

2 Smartphone Physics Exp. 8-10 46-308 27<br />

2 + 3 Experimente zum Anfassen Exp. 8–13 46-Foyer 28<br />

2 + 3 Wo bin ich hier? – Mo<strong>der</strong>ne Exp. 10–13 46-386 29<br />

Navigation auf dem Erdball mit<br />

GPS<br />

2 + 3 Laborführung AG Magnetismus Laborf. 8–13 56-4.Etage 30<br />

2 + 3 Die Gauß-Kanone – Ein<br />

Exp. 8–13 56-417 31<br />

„magnetischer<br />

Linearbeschleuniger“<br />

2 + 3 Bis sich die Balken biegen… Demo. 8–13 46-151,-164 32<br />

2 + 3 Dem Druck auf <strong>der</strong> Spur Exp. 8-10 46-536 33<br />

2 + 3 Internet Q – Abhörsichere<br />

Exp. 12-13 46-268 34<br />

Kommunikation in unserer<br />

Quantenwelt<br />

2 + 3 Ein Spektrometer bringt Farbe ins Exp. 10-11 46-270 35<br />

Licht<br />

3 <strong>Physik</strong> im Weltall Demo. 10–13 46-306 36<br />

1 - 3 Lehrercafé Lehrer<br />

(-innen)<br />

46-323 37


(Früheinstieg ins <strong>Physik</strong>studium)<br />

Das Fernstudienprogramm des <strong>Fachbereich</strong>s <strong>Physik</strong><br />

Schneller <strong>Physik</strong> studieren?<br />

Sie sind Schüler (in) und wollen schon jetzt anfangen <strong>Physik</strong><br />

zu studieren?<br />

Dann fangen Sie bei uns mit FiPS an!!!<br />

www.fernstudium-physik.de<br />

Wir bieten seit 1998 für:<br />

Oberstufenschüler(innen) mit hohem Leistungsniveau, Abiturabgänger(innen), im<br />

freiwilligen sozialen Jahr die Möglichkeit, sich frühzeitig und intensiv mit ihrem<br />

angestrebten Studienfach <strong>Physik</strong> beschäftigen zu können. In einem multimedialen<br />

Fernstudiengang wird Ihnen die Möglichkeit geboten, wesentliche Lehrinhalte <strong>der</strong><br />

ersten beiden Fachstudiensemester zu bearbeiten und entsprechende<br />

Leistungsnachweise für ein späteres Präsenzstudium zu erwerben.<br />

Ihr Vorteil ist:<br />

Bereits vor Beginn des ersten Semesters eines späteren regulären Präsenzstudiums<br />

werden studienrelevante Leistungen erbracht, die ein anschließendes<br />

Präsenzstudium verkürzen können. FiPS-Leistungsscheine sind selbstverständlich<br />

an allen Universitäten Deutschlands anerkannt.<br />

Beson<strong>der</strong>s interessant: Mit FiPS ist ein schnelles und flexibles Wechseln in die<br />

Präsenzveranstaltungen in Kaiserslautern auch während eines noch laufenden<br />

Semesters möglich (spart Zeit).<br />

Klassenstufe: 10-13<br />

Art <strong>der</strong> Veranstaltung:<br />

Zeit:<br />

Infostand<br />

10:00-15:00 h<br />

Ort: Foyer Gebäude 46<br />

3


Landeswettbewerb <strong>Physik</strong><br />

10 Jahre Zusammenarbeit mit <strong>der</strong> TU Kaiserslautern<br />

Im Jahr 2004 wurde <strong>der</strong> Landeswettbewerb <strong>Physik</strong> für die Sekundarstufe I ins Leben<br />

gerufen. Seither findet im Rahmen dieses Wettbewerbs eine enge Zusammenarbeit<br />

mit dem <strong>Fachbereich</strong> <strong>Physik</strong> <strong>der</strong> TU Kaiserslautern statt.<br />

Ziel ist, bei möglichst vielen Schülerinnen und Schülern Interesse und Freude an<br />

physikalischen Fragestellungen zu wecken. Bei <strong>der</strong> Aufgabenstellung wird sowohl<br />

auf die Anbindung an die Lehrplaninhalte <strong>der</strong> entsprechenden Klassenstufe als auch<br />

an eine Differenzierung zwischen theoretischem und experimentellem Anspruch<br />

geachtet.<br />

Der Wettbewerb ist in 3 Runden geglie<strong>der</strong>t. Die erste Runde (für Klassenstufe 8 und<br />

jünger) ist auf Breitenwirkung angelegt. Die in <strong>der</strong> ersten Runde erfolgreichen<br />

Schülerinnen und Schüler können ein Jahr später an <strong>der</strong> 2. Runde des Wettbewerbs<br />

teilnehmen (sollte <strong>der</strong> Wettbewerb in Klasse 8 versäumt worden sein, bietet sich die<br />

Möglichkeit zur Qualifikation durch die gleichzeitige Teilnahme an <strong>der</strong> 1. und 2.<br />

Runde in Klasse 9). Die zweite Runde führt durch steigendes Anspruchsniveau in<br />

stärkerem Maße zu einer För<strong>der</strong>ung beson<strong>der</strong>s begabter Jugendlicher. Die<br />

Schülerinnen und Schüler, welche diese Hausarbeit erfolgreich absolvieren,<br />

erreichen wie<strong>der</strong>um ein Jahr später die dritte und letzte Runde. Die experimentellen<br />

und theoretischen Aufgaben dieser Runde werden teilweise zu Hause, teilweise<br />

innerhalb eines Seminars gelöst und zielen auch darauf ab, die Jugendlichen für die<br />

Teilnahme am Oberstufenwettbewerb (Internationale <strong>Physik</strong>-Olympiade) zu<br />

motivieren.<br />

Die Aufgaben werden Ende Januar eines jeden Jahres an die Schulen versandt. Die<br />

Lösungen müssen bis zum 2. Mai beim Landeswettbewerbsteam eingereicht werden.<br />

Das Team des Landeswettbewerbs präsentiert theoretische und experimentelle<br />

Aufgaben vergangener Wettbewerbsrunden<br />

Klassenstufe: 7-10<br />

Art <strong>der</strong> Veranstaltung:<br />

Dozent:<br />

Zeit:<br />

Information, Experimente<br />

StD‘ Beate Schuster und Landeswettbewerbsteam<br />

10:00 h – 15:00 h<br />

Ort: Foyer Gebäude 46<br />

4


Fachschaft <strong>Physik</strong><br />

<strong>Physik</strong> und Gummibärchen<br />

Wir bieten an:<br />

Wir beantworten Fragen je<strong>der</strong> Art zum <strong>Physik</strong>- o<strong>der</strong> Biophysikstudium, zum Leben in<br />

Kaiserslautern und sagen Euch, warum Ihr unbedingt genau hier studieren müsst.<br />

Wenn Ihr dringend Süßigkeiten braucht, können wir mit Gummibärchen o<strong>der</strong> Keksen<br />

aushelfen und bieten Euch einen Platz auf dem Sofa, wenn Ihr Euch mal für eine<br />

Weile ausruhen wollt.<br />

Wer sind wir eigentlich?<br />

Die „Fachschaft“ ist eigentlich <strong>der</strong> Fachschaftsrat, <strong>der</strong> die Interessen aller<br />

Studierenden des <strong>Fachbereich</strong>s <strong>Physik</strong> vertritt und während des Semesters<br />

verschiedene Services wie das Sammeln von Vorlesungsskripten und Altklausuren,<br />

Getränkeverkauf, Ersti-Einführungen und eine große Uni-Fete pro Semester anbietet.<br />

Klassenstufe:<br />

Art <strong>der</strong> Veranstaltung:<br />

Dozent:<br />

Zeit:<br />

Alle<br />

Information<br />

Fachschaftsrat <strong>Physik</strong><br />

Ganztägig<br />

Ort: 46-352<br />

5


Und sie fliegen doch! - Erläuterungen zum<br />

Auftrieb<br />

DIE große Experimentalvorlesung<br />

Warum steigen Ballons auf? Warum können Flugzeuge fliegen? Wie funktioniert ein<br />

Hubschrauber?<br />

Der statische und <strong>der</strong> dynamische Auftrieb sind wichtige Phänomene <strong>der</strong> <strong>Physik</strong>.<br />

Obwohl scheinbar einfach, werden sie in populärwissenschaftlichen Beiträgen oft<br />

falsch dargestellt.<br />

Der Vortrag soll einerseits dazu beitragen, Licht ins Dunkel dieser Themen zu bringen,<br />

an<strong>der</strong>erseits aber auch zeigen, wie eine Experimentalphysik-Vorlesung für beginnende<br />

Studierende <strong>der</strong> <strong>Physik</strong> o<strong>der</strong> Biophysik typischerweise abläuft.<br />

Segelflugzeug beim Start<br />

Klassenstufen:<br />

Art <strong>der</strong> Veranstaltung:<br />

Dozent:<br />

Zeit:<br />

10-13, Lehrer<br />

Vortrag mit Experimenten<br />

Prof. Dr. Henning Fouckhardt<br />

11:15 h<br />

Ort: 46/215<br />

6


Nie wie<strong>der</strong> booten - magnetisches RAM<br />

Es gibt zwei große Herausfor<strong>der</strong>ungen in <strong>der</strong> heutigen Computertechnologie.<br />

Einerseits sollen die Speicherbausteine, die in den Computern Anwendung finden,<br />

eine immer höhere Speicherdichte aufweisen, um den ungeheuren Datenmengen<br />

Herr zu werden. An<strong>der</strong>erseits muss <strong>der</strong>en Energieverbrauch drastisch gesenkt<br />

werden, um im Zeitalter <strong>der</strong> Mobilität eine möglichst lange Betriebsbereitschaft <strong>der</strong><br />

einzelnen Geräte (Laptop, Handy usw.) ohne externe Spannungsversorgung<br />

gewährleisten zu können.<br />

Zur Lösung dieser Probleme werden in letzter Zeit verstärkt magnetische random<br />

access memories (MRAM) entwickelt. Diese haben gegenüber den konventionellen<br />

Speicherzellen den Vorteil, dass zur Erhaltung <strong>der</strong> gespeicherten Information keine<br />

Energie benötigt wird. Ein netter Randeffekt ist, dass bei einem Computer, <strong>der</strong> mit<br />

diesen neuartigen Speicherzellen ausgerüstet ist, die lästige Zeit, in <strong>der</strong> <strong>der</strong><br />

Computer nach dem Anschalten das Betriebssystem (z.B. Windows) laden muss,<br />

entfällt.<br />

4MBit MRAM Chip, freescale (Motorola)<br />

Der Vortrag wird eine einfache Einführung in die Funktionsweise von magnetischen<br />

Speicherzellen geben und die Möglichkeiten zum Schreiben bzw.- Lesen <strong>der</strong><br />

Informationen vermitteln.<br />

Klassenstufe:<br />

Art <strong>der</strong> Veranstaltung:<br />

Dozent:<br />

Zeit:<br />

Alle<br />

Vortrag<br />

Dr. Andrii Chumak<br />

11:15 h<br />

Ort: 46-110<br />

7


Die Macht und Ohnmacht <strong>der</strong> Quantenphysik<br />

Eine historische Einführung in die Quantenmechanik. Was hatte Einstein damit zu<br />

tun? Ungelöste Rätsel in <strong>der</strong> Quantenwelt. Was ist real und was ist Interpretation?<br />

Quantenmechanik heute. Was kann ein Quantencomputer (nicht)?<br />

Klassenstufe:<br />

Art:<br />

Dozent:<br />

Zeit:<br />

Alle<br />

Vortrag<br />

Prof. Dr. Sebastian Eggert<br />

11:15 h<br />

Ort: 46-220<br />

8


<strong>Physik</strong> als Beruf…?!<br />

Lei<strong>der</strong> gibt es kein klares Berufsbild vom „<strong>Physik</strong>er“, wie es z.B. vom Arzt,<br />

Bauingenieur o<strong>der</strong> Juristen weitgehend selbstverständlich ist. Das ist bedingt durch<br />

die vielseitigen Einsatzmöglichkeiten des <strong>Physik</strong>ers als eine Art „Generalist“. Im<br />

Vortrag wird dargestellt, dass dieses „Manko“ keinen hemmenden Einfluss auf die<br />

Entscheidung haben sollte, „<strong>Physik</strong>“ als Beruf zu wählen!<br />

Es wird gezeigt, dass die <strong>Physik</strong> eine zukunftsorientierte Disziplin und <strong>der</strong> <strong>Physik</strong>er<br />

häufig Wegbereiter technischer Innovation ist.<br />

Wie wird man <strong>Physik</strong>er/<strong>Physik</strong>erin? – hierzu erhaltet ihr hier umfangreiche<br />

Informationen!<br />

Zum Abschluss werden die guten Berufsaussichten für <strong>Physik</strong>er in den<br />

verschiedenen Bereichen aufgezeigt.<br />

Informationen zum Studienangebot <strong>Physik</strong> und rund ums Studium erhaltet ihr<br />

auch von 10:00 h – 15:00 h am Infostand im Foyer von Geb. 46!<br />

Klassenstufe: 11 – 13<br />

Art <strong>der</strong> Veranstaltung:<br />

Dozent:<br />

Zeit:<br />

Vortrag<br />

Dr. Kerstin Krauß<br />

12:15 h<br />

Ort: 46-110<br />

9


Die seltsame Welt <strong>der</strong> Quanten<br />

Von verschränkten Zuständen zur Quantenkryptographie<br />

Eine <strong>der</strong> seltsamsten Eigenschaften von Quantenobjekten, die sich unserer täglichen<br />

Erfahrungswelt so beharrlich entzieht ist die Verschränkung. In einem verschränkten<br />

Zustand sind die physikalischen Eigenschaften zweier Teilchen korreliert – d.h.<br />

Resultate von Messungen an einem Teilchen sind abhängig von Messungen an dem<br />

an<strong>der</strong>en - jedoch in einer Weise wie sie klassisch völlig unmöglich sind. Im Vortrag<br />

soll anschaulich erklärt werden was Verschränkung ist und warum sie eine <strong>der</strong><br />

grundlegendsten Konzepte ist, die die Quanten- und klassische <strong>Physik</strong><br />

unterscheiden. Den Ideen von John Bell folgend wird gezeigt wie man<br />

Verschränkung detektieren kann. Verschränkung ist aber nicht nur eine seltsame<br />

son<strong>der</strong>n auch eine ungemein nützliche Eigenschaft. Dies wird im Detail am Beispiel<br />

<strong>der</strong> Quantenkryptographie erläutert und durch Demonstrationsexperimente<br />

veranschaulicht. Für die abhörsichere Übertragung von Daten wird in <strong>der</strong><br />

Kryptographie ein geheimer Schlüssel benötigt <strong>der</strong> nur Sen<strong>der</strong> und Empfänger<br />

bekannt ist. Um einen solchen Schlüssel zu erzeugen eignen sich in hervorragen<strong>der</strong><br />

Weise verschränkte Teilchenpaare.<br />

Klassenstufe: 12-13<br />

Art <strong>der</strong> Veranstaltung:<br />

Dozent:<br />

Zeit:<br />

Vortrag mit Experiment<br />

Prof. Dr. Michael Fleischhauer<br />

12:15 h<br />

Ort: 46-220<br />

10


Ultracoole Quantenwelten<br />

Die kältesten Objekte des Universums als Eintrittskarten in<br />

die Quantenwelt<br />

Die Quantenphysik ist eine Theorie, <strong>der</strong>en<br />

faszinierende Vorhersagen den Erfahrungen des<br />

Alltags oftmals wi<strong>der</strong>sprechen: Teilchen sollen<br />

Welleneigenschaften haben, Atome sollen an<br />

zwei Orten gleichzeitig sein können, o<strong>der</strong><br />

verschränkte Atome sollen um den Zustand ihres<br />

Gegenparts „wissen“, egal wie weit sie<br />

voneinan<strong>der</strong> entfernt sind. Experimente, die<br />

diese verblüffenden Eigenschaften untersuchen<br />

können, wurden durch die Erzeugung von<br />

sogenannten Quantengasen ermöglicht.<br />

Quantengase sind verdünnte Gase mit<br />

Temperaturen nur wenige milliardstel Kelvin über dem absoluten Nullpunkt.<br />

Interferenzmuster einer quantenmechanischen<br />

Materiewelle.<br />

Der Vortrag wird – auch in Experimenten – <strong>der</strong> Frage nachgehen, wie tiefe Temperaturen<br />

die Eigenschaften von Materie än<strong>der</strong>n, und wie solche tiefste Temperaturen im Labor<br />

erzeugt und gemessen werden können.<br />

Klassenstufe: 10-13<br />

Art <strong>der</strong> Veranstaltung:<br />

Vortrag mit Experimenten<br />

Dozent:<br />

Prof. Dr. Artur Wi<strong>der</strong>a<br />

Zeit:<br />

13:15 h<br />

Ort: 46-215<br />

11


Laser – die beson<strong>der</strong>en Lichtquellen<br />

Mehr als 53 Jahre nach <strong>der</strong> Entwicklung des Lasers sind die Möglichkeiten ihn in <strong>der</strong><br />

Wissenschaft, <strong>der</strong> Technik o<strong>der</strong> in <strong>der</strong> Medizin einzusetzen, noch bei Weitem nicht<br />

ausgeschöpft. In dem Vortrag wird gezeigt, wie verschiedene Laser aufgebaut sind<br />

und wie sie funktionieren. Unter an<strong>der</strong>em wird auch auf die Frage eingegangen: wie<br />

klein ist heute <strong>der</strong> kleinste Laser und wie groß ist <strong>der</strong> größte?<br />

Der Schwerpunkt des Vortrages wird sein, wie werden Laserstrahlen eingesetzt, z.B.<br />

um Teile zu trennen o<strong>der</strong> zusammenzufügen o<strong>der</strong> um ganz kleine bzw. riesig große<br />

Objekte auszumessen.<br />

Klassenstufe:<br />

Art <strong>der</strong> Veranstaltung:<br />

Dozent:<br />

Zeit:<br />

Alle<br />

Vortrag<br />

Dr. Hans-Jochen Foth<br />

13:15 h<br />

Ort: 46-110<br />

12


Von Teilchenbeschleunigern und<br />

Röntgenlasern: Große Maschinen und ihre<br />

Anwendungen in <strong>der</strong> Biologie<br />

Mo<strong>der</strong>ne heutige Synchrotronstrahlungsquellen können elektromagnetische<br />

Strahlung von immens hoher Stärke erzeugen, die die Intensität von durch<br />

konventionelle Röntgenröhren erzeugter Strahlung um Größenordnungen übertrifft.<br />

Aus diesem Grund erfolgt die Bestimmung <strong>der</strong> Struktur von Biomolekülen (z.B.<br />

Proteine) durch Röntgenkristallographie heutzutage nahezu ausschließlich an<br />

Synchrotronstrahlungsquellen, die in Deutschland z. B. in Hamburg am DESY<br />

(PETRA III) o<strong>der</strong> in Berlin (BESSY) vorhanden sind. In naher Zukunft werden Freie<br />

Elektronen Laser (FELs) ultrakurze Röntgenpulse erzeugen, die so intensiv sind,<br />

dass die Proben beim Messprozess zerstört werden. Trotzdem gibt es schon jetzt in<br />

die Praxis umgesetzte Ideen, den FEL zur Strukturaufklärung von Proteinen zu<br />

verwenden.<br />

Klassenstufe: 10-13<br />

Art <strong>der</strong> Veranstaltung:<br />

Dozent:<br />

Zeit:<br />

Vortrag<br />

Prof. Dr. Volker Schünemann<br />

13:15 h<br />

Ort: 46-220<br />

13


Mathematica<br />

Theoretische <strong>Physik</strong> und Mathematik mit dem Computer<br />

Mathematica ist ein sehr leistungsfähiges Mathematik-Programm, mit dem nicht nur<br />

numerische Simulationen durchgeführt werden können, son<strong>der</strong>n auch analytische<br />

Berechnungen (Integration, Differentiation) und graphische Darstellungen in 2 und 3<br />

Dimensionen.<br />

In diesem offenen Workshop kann man nach einer kurzen Einführung selbst in<br />

Zweiergruppen mit dem Programm experimentieren. Eine Kurzanleitung wird<br />

gestellt. Dozenten und Studenten stehen für Diskussionen zur Verfügung.<br />

Vorgestellt werden im Einzelnen:<br />

Symbolische Ableitung von Funktionen<br />

Symbolische Integration von Funktionen<br />

Graphische Darstellung von Funktionen (in 2D und 3D)<br />

Algebraische Umformungen und automatische Vereinfachung komplizierter<br />

algebraischer und trigonometrischer Ausdrücke (Motto: Nie wie<strong>der</strong><br />

verrechnen!)<br />

Grundlegende numerische Berechnungen (z. B. <strong>der</strong> Zahl π)<br />

Lösung einfacher Differentialgleichungen<br />

Quantenmechanik mit dem Computer<br />

Klassenstufe: 10-13<br />

Art <strong>der</strong> Veranstaltung:<br />

Dozent:<br />

Zeit:<br />

Computer-Workshop<br />

Prof. Dr. Christian Schnei<strong>der</strong>, Prof. Dr. James Anglin<br />

und Mitarbeiter<br />

10:00 h, 11:15 h, 13:15 h<br />

Ort: 46-576<br />

14


Unsichtbares sichtbar machen: T-Rays bleibt<br />

(fast) nichts verborgen<br />

Eine geheimnisvolle Strahlung hält die <strong>Physik</strong>er in Bann: Allgegenwärtig und doch<br />

kaum nachweisbar strahlen die Terahertz-Wellen im Frequenzbereich zwischen<br />

Infrarotlicht und Mikrowellen. Viel wurde in <strong>der</strong> letzten Zeit über den Einsatz von<br />

Terahertz-Strahlung berichtet, angefangen mit Sicherheitsanwendungen an<br />

Flughäfen bis zum Einsatz in <strong>der</strong> medizinischen Diagnostik und Therapie.<br />

Doch was hat es wirklich mit T-Rays, wie Terahertz-Strahlung im englischen<br />

Sprachgebrauch oft bezeichnet wird, auf sich? Wie werden sie erzeugt? Wozu kann<br />

ich sie verwenden? Sind sie wirklich ungefährlich? Was sieht eine THz-Kamera?<br />

Antworten auf diese Fragen findet ihr in Gebäude 56, Raum 368. Dort könnt ihr<br />

typische THz-Systeme und -Anwendungen in Aktion sehen und alle Fragen stellen,<br />

die ihr schon immer mal zu diesem Thema stellen wolltet.<br />

Klassenstufe: 12-13<br />

Art <strong>der</strong> Veranstaltung:<br />

Dozenten:<br />

Zeit:<br />

Vortrag mit Laborführung<br />

Dr. Daniel Molter<br />

ganztägig, Beginn zu je<strong>der</strong> vollen Stunde<br />

Ort: 56-368<br />

15


Luft-Laser, ultrakurze Pulse und Biophysik<br />

Wir demonstrieren den Aufbau und die<br />

Funktion eines simplen „Luft-Lasers“ aus<br />

einfachen mechanischen und<br />

elektrischen Bauteilen, sowie <strong>der</strong><br />

wichtigsten Zutat: Pfälzer Luft.<br />

Im Anschluss zeigen wir unser mo<strong>der</strong>nes<br />

Laserlabor und demonstrieren die<br />

Effekte ultrakurzer Laserpulse und<br />

nichtlinearer Optik.<br />

Überzeugt Euch selbst und erlebt die<br />

Wirkung extrem kurzer Lichtimpulse!<br />

Erfahrt Wissenswertes über ihre Anwendung<br />

bei <strong>der</strong> Untersuchung<br />

lichtgesteuerter biologischer Prozesse!<br />

20 kV - Spannungsquelle<br />

+<br />

Pfälzer Luft<br />

+<br />

Einfachste mechanische und<br />

elektrische Bauteile<br />

Ultraviolettes Laserlicht!<br />

Klassenstufe: 10-13<br />

Art <strong>der</strong> Veranstaltung:<br />

Dozent:<br />

Zeit:<br />

Ort:<br />

Kommentierte Experimente<br />

Mitarbeiter/innen <strong>der</strong> AG Diller<br />

Ganztägig, Beginn zu je<strong>der</strong> halben Stunde<br />

46-261, AG Diller (Biophysik und<br />

Ultrakurzzeitspektroskopie)<br />

16


Laser, Labor und Levitron<br />

<strong>Physik</strong> – das sind nicht nur Formeln, Rechnen und vorm Computer sitzen!<br />

Experimentalphysik ist spannend und macht Spaß. Neben vielen Experimenten zum<br />

Mitmachen und Staunen gibt es auch eine Laborführung durch unser Laser- und<br />

Vakuumlabor! Wir zeigen Euch, wie es Laser schaffen, Luft zum Brennen zu bringen<br />

und wozu wir ein besseres Vakuum als das des Weltraums brauchen!<br />

Klassenstufe:<br />

Art <strong>der</strong> Veranstaltung:<br />

Dozent:<br />

Zeit:<br />

Ort:<br />

Alle<br />

Experimente zum Mitmachen und Laborführung<br />

AG Aeschlimann<br />

ganztägig, Laborführung zu je<strong>der</strong> vollen Stunde<br />

46, 4. Etage<br />

17


Sonnenbeobachtung zur Wintersonnenwende<br />

mit dem Coronado-Sonnenteleskop <strong>der</strong> SAGA<br />

(Studentische Arbeitsgemeinschaft für Astronomie e. V.)<br />

Mit dem H- Sonnenteleskop können wir unsere Sonne gefahrlos näher betrachten.<br />

Strukturen wie die Granulation <strong>der</strong> Sonnenoberfläche, Protuberanzen und Flares<br />

können direkt in Echtzeit beobachtet werden. Das Teleskop wendet einen<br />

Interferenz-Filter an, <strong>der</strong> nur das H- Licht durchlässt (die kräftig rote Spektrallinie<br />

des Wasserstoffs, aus dem die Sonne größtenteils besteht), und so Details auf <strong>der</strong><br />

Sonnenoberfläche sichtbar macht. Bei schlechtem Wetter wird es im Unigebäude<br />

einen Stand mit Teleskopen geben, um ihre Funktion praktisch kennen zu lernen.<br />

Klassenstufe:<br />

Art <strong>der</strong> Veranstaltung:<br />

Dozent:<br />

Zeit:<br />

Ort:<br />

Alle<br />

Experiment zur Sonnenbeobachtung<br />

Dr. Christian An<strong>der</strong>s und Mitglie<strong>der</strong> <strong>der</strong> SAGA<br />

10:00 -14:00 h im Dauerbetrieb<br />

Sonnige Ecke zwischen Treppenhaus des <strong>Physik</strong>baus<br />

(46) und Parkplatz. Bei bedecktem Himmel: Stand im<br />

Foyer von Geb. 46<br />

18


Nanolupe Rasterkraftmikroskop<br />

Wäre es nicht faszinierend mit einem Gerät einzelne Moleküle, die nur wenige Nanometer groß sind,<br />

zu betrachten, zu messen wie stark sie an einer Oberfläche haften und sie sogar zu manipulieren?<br />

Dies ist möglich unter Zuhilfenahme des Rasterkraftmikroskopes (AFM). Das Rasterkraftmikroskop<br />

wurde Mitte <strong>der</strong> 1980er Jahre erfunden. Mit ihm lassen sich Oberflächen mit atomarer Präzision<br />

ertasten und abbilden, man kann damit einzelne Moleküle dehnen und zerreißen sowie Oberflächen<br />

bearbeiten. Sein einfacher Aufbau lässt die Welt <strong>der</strong> Atome und Moleküle anschaulich und greifbar<br />

werden. Das Prinzip ähnelt einem Schallplattenspieler, bei dem eine spitze Nadel eine Vinyl-Platte<br />

abtastet, um den Ton zu erzeugen. Das AFM „spürt“ die Atome eher als dass es sie „sieht“,<br />

vergleichbar mit einem superfeinen Blindenstock. Die Oberflächenstruktur wird mit einer spitzen Nadel<br />

abgetastet, die sich am Ende eines flexiblen Hebelarms befindet. Die erhaltenen Bil<strong>der</strong> zeigen<br />

Strukturen im Nanometermaßstab, die im gewöhnlichen Lichtmikroskop im Verborgenen bleiben. Auch<br />

die Kraft, mit <strong>der</strong> ein Molekül an einer Oberfläche haftet, kann mit Hilfe des Rasterkraftmikroskopes<br />

gemessen werden o<strong>der</strong> aber auch die Weichheit <strong>der</strong> Probe dargestellt werden. Tasten hat das<br />

Schauen abgelöst. Mittlerweile gehört das Rasterkraftmikroskop zur Standardausrüstung <strong>der</strong><br />

Nanowissenschaftler, mit dem eine Vielzahl von Experimenten möglich wird.<br />

Zu den verschiedenen Bereichen zählen die Materialwissenschaften, die Biologie, aber auch die<br />

regenerative Medizin, um nur eine Auswahl zu nennen. Zum Beispiel nutzen Forscher das Gerät um<br />

die Auswirkungen von Säure in Softdrinks auf die Oberflächenrauheit von Zähnen zu untersuchen<br />

o<strong>der</strong> aber auch um die Entstehung von Karies im Detail zu untersuchen. Weitere Anwendungen sind<br />

die Entwicklung neuer Biomaterialien, zum Beispiel Implantaten. Ihre Oberflächeneigenschaften<br />

können das Verhalten und die Anhaftung <strong>der</strong> menschlichen Zellen, mit denen sie in Kontakt kommen,<br />

steuern. Aber dies stellt nur eine Auswahl aus einer Fülle von Anwendungen dar.<br />

In einer Demonstration erlebt ihr das AFM hautnah in Betrieb. Zum einen wird eine Zahnoberfläche mit<br />

Nanometerauflösung abgebildet werden und zum an<strong>der</strong>en auf einer Glasoberfläche fixierte Bakterien<br />

mit einem gewöhnlichen Lichtmikroskop und dem AFM im Vergleich betrachtet. Ihr werdet überrascht<br />

sein, was man mit dem AFM alles sehen kann.<br />

Klassenstufe: 8-13<br />

Art <strong>der</strong> Veranstaltung:<br />

Dozent :<br />

Demonstration<br />

Dr. Christine Müller-Renno<br />

Zeit: 10:00 h, 11:15 h, 13:15 h,<br />

Dauer jeweils ca. 30 bis 45 min<br />

Ort: 56-268<br />

19


Die Bénard-Konvektion<br />

Ein Tornado in <strong>der</strong> Bratpfanne? Was hat Öl in einer Pfanne mit dem Wetter o<strong>der</strong> mit<br />

Lasern o<strong>der</strong> mit Euch selbst zu tun?<br />

Seht "live" an <strong>der</strong> Bénard-Zelle, wie in einem "Vielteilchensystem" aus Unordnung<br />

Ordnung werden kann, wenn Energieunterschiede sich ausgleichen wollen.<br />

Klassenstufe: 10-13<br />

Art <strong>der</strong> Veranstaltung:<br />

Dozent:<br />

Zeit:<br />

Ort:<br />

Kommentierte Experimente<br />

Mitarbeiter/innen <strong>der</strong> AG Diller<br />

Ganztägig, Beginn zu je<strong>der</strong> halben Stunde<br />

46-261, AG Diller (Biophysik und<br />

(Ultrakurzzeitspektroskopie)<br />

20


Licht um die Ecke bringen:<br />

Glasfasern zum Anfassen<br />

Glasfasern sind heutzutage von großer technischer Bedeutung für die<br />

Informationsübertragung. Bei dem Experiment soll untersucht werden wie sich Licht<br />

in Glasfasern führen lässt. Das Funktionsprinzip von Glasfasern wird dabei auf<br />

einfache Weise erklärt und verständlich gemacht. Die Teilnehmer haben dabei die<br />

Möglichkeit, sich selbst an <strong>der</strong> Einkopplung von Licht in optische Glasfasern zu<br />

versuchen.<br />

Klassenstufe: 10-13<br />

Art <strong>der</strong> Veranstaltung:<br />

Dozent:<br />

Zeit:<br />

Experiment zum Selbermachen<br />

Prof. Dr. Herwig Ott<br />

Ganztägig, Beginn zu je<strong>der</strong> halben Stunde<br />

Ort: 46/402<br />

21


Ultracoole Quantenwelten<br />

Laborführung durch ein Quantengaslabor<br />

Kalte Gase werden als Eintrittskarte in die Quantenwelt mittlerweile routinemäßig in<br />

Laboratorien weltweit erzeugt. Diese Führung bietet einen Einblick in die aktuelle<br />

Forschung mit ultrakalten Quantengasen und wird die experimentellen Methoden zur<br />

Laserkühlung, Erzeugung und Detektion von Quantengasen vorstellen.<br />

Lasergekühlte Wolke von einigen Millionen<br />

Atomen in einer Ultrahochvakuum-kammer.<br />

Klassenstufe: 10 - 13<br />

Art <strong>der</strong> Veranstaltung:<br />

Dozent:<br />

Zeit:<br />

Laborführung<br />

Arbeitsgruppe Wi<strong>der</strong>a<br />

Durchgängig geöffnet.<br />

Ort: 46-409,407<br />

22


Wie werden Laser in <strong>der</strong> Medizin eingesetzt?<br />

Laser-Abtrag von biologischem Gewebe<br />

Laserstrahlen werden heute in vielen Bereich <strong>der</strong> Medizin eingesetzt, weil durch sie<br />

eine große Anzahl von Operationen viel schonen<strong>der</strong>, verglichen zur herkömmlichen<br />

Operationstechnik, durchgeführt werden können. Zum einen können Laserstrahlen<br />

durch dünne Quarzfasern an schwer zugängliche Stellen auch innerhalb des Körpers<br />

gebracht werden, zum an<strong>der</strong>en kann die Art <strong>der</strong> Gewebeverän<strong>der</strong>ung durch die<br />

Wellenlänge, die Leistung und die Bestrahlungszeit unterschiedlich gewählt werden.<br />

Ist z.B. ein Schnitt in ein stark durchblutetes Organ notwendig, so ist eine<br />

Wärmeeinwirkung auf das Umgebungsgewebe sehr sinnvoll, weil dadurch eine<br />

Blutstillung erreicht wird. In an<strong>der</strong>en Fällen möchte man keine Wärmeeinwirkung<br />

haben, um mikroskopisch fein Gewebe abzutragen.<br />

Im Rahmen des Workshops werden verschiedene Einsatzbereiche von Lasern in <strong>der</strong><br />

Medizin vorgestellt und ihr dürft selbst mit dem „Lasermesser“ einen Apfel<br />

„operieren“!<br />

Klassenstufe:<br />

Art:<br />

Dozent:<br />

Zeit:<br />

Alle<br />

Workshop<br />

Mitarbeiter <strong>der</strong> Gruppe Foth<br />

11:00 - 12:15 h<br />

Ort: Foyer Geb. 46<br />

23


Elektrik und Elektronik – Versuchs doch mal!<br />

Wie funktioniert eine elektrische Klingel?<br />

Welchen Einfluss hat die Beleuchtungsstärke auf das Verhalten einer Solarzelle?<br />

Was passiert beim Laden und Endladen eines Kondensators?<br />

Welche magnetische Wirkung hat elektrischer Strom?<br />

In kleinen Versuchen könnt Ihr mit Hilfe eines Bausteinsystems Stromkreise<br />

aufbauen und die Eigenschaften elektonischer Bauteile untersuchen.<br />

So einfach kann Elektromagnetismus sein und es macht sogar Spaß.<br />

Klassenstufe:<br />

Art <strong>der</strong> Veranstaltung:<br />

Dozent:<br />

Zeit:<br />

Ort:<br />

Alle<br />

Experimente und Anschauungsmaterial für<br />

Lehrer<br />

Bernd Stabel, Anett Fleischhauer<br />

10:00 h und 13:15 h<br />

46 – 379 (Anfängerpraktikum)<br />

24


Moleküle zum anfassen<br />

Einsatz von 3D–Computergrafik<br />

Der Workshop bietet eine kleine Einführung in das Thema <strong>der</strong> 3D Visualisierung und<br />

zeigt dies anhand von Beispielen aus <strong>der</strong> Biochemie/Biophysik. Hierbei soll auch die<br />

Technik, die mittlerweile dank des aktuellen 3D Kinos eine hohe Popularität erzielt<br />

hat, thematisiert werden.<br />

Die Stereoskopie ermöglicht uns die Illusion eines Tiefeneindrucks, was für die<br />

Darstellung vieler Strukturen vorteilhaft sein kann. So lassen sich bei komplexen<br />

Geometrien, wie z. B. Proteinen, bestimmte Strukturmerkmale wesentlich deutlicher<br />

erkennen.<br />

Heutzutage können zum Beispiel viele pharmazeutisch relevanten Wirkstoffkandidaten<br />

im Computer kostengünstig auf eine mögliche Wirksamkeit untersucht<br />

werden. Dabei werden auf atomarer Ebene Simulationen <strong>der</strong> Wechselwirkungen<br />

durchgeführt. Hier kann bei <strong>der</strong> Frage, wo ein mögliches Wirkstoffmolekül an das<br />

entsprechende Protein binden könnte, eine stereoskopische Darstellung hilfreich<br />

sein.<br />

Klassenstufe: 10–13<br />

Art <strong>der</strong> Veranstaltung:<br />

Dozent:<br />

Zeit:<br />

Workshop<br />

Christian Mücksch<br />

11:15 h<br />

Ort: 46–387/388<br />

25


Lithographie in <strong>der</strong> dritten Dimension<br />

Dreidimensionale Nanostrukturen direkt mit dem 3D<br />

Laserstift schreiben<br />

Mo<strong>der</strong>ne Materialien für die Optik und die Telekommunikation erhalten ihre<br />

Eigenschaften nicht nur durch die Wahl <strong>der</strong> Materialien (z.B. Silizium, Glas, Gold),<br />

son<strong>der</strong>n vor allem durch eine Strukturierung auf einer Nanometerskala. Hierzu<br />

müssen feinste Linien geschrieben werden, <strong>der</strong>en Durchmesser mehr als hun<strong>der</strong>t<br />

Mal dünner ist als ein menschliches Haar. Hierzu verwenden wir einen speziellen<br />

Laserstift, <strong>der</strong> lichtempfindliche Materialien in allen drei Dimensionen beschreiben<br />

kann (und <strong>der</strong> sich auch für „Nano-Souvenirs“ eignet).<br />

Wir geben einen Einblick in die Technologie, mit <strong>der</strong> z.B. optische Tarnkappen<br />

realisiert werden können, führen durch unsere Labore und bieten den Teilnehmer an,<br />

mit unserem Laserstift ihr bisher kleinstes Porträt zeichnen zu lassen.<br />

Klassenstufe: 12-13<br />

Art <strong>der</strong> Veranstaltung:<br />

Dozent:<br />

Zeit:<br />

Kurzvortrag, Laborführung und Experiment<br />

AG Optische Technologien und Photonik, Prof. Dr.<br />

Georg von Freymann<br />

11:15 h, 12:15 h, maximal 10 Teilnehmer pro Gruppe<br />

Ort: 56-329<br />

26


Smartphone Physics<br />

Experimente mit Smartphones, Tablets & Co.<br />

Hier können Schülerinnen und Schüler endlich aus gutem Grund Smartphones und<br />

Tablet-PC auch während dem Unterricht benutzen – nämlich für wissenschaftliches<br />

Arbeiten und Experimentieren im <strong>Physik</strong>unterricht!<br />

Wer hätte gedacht, dass die kleinen Alltagsbegleiter nicht nur zur Information und<br />

Dokumentation eingesetzt werden, son<strong>der</strong>n sogar als Mess- und Experimentiermittel<br />

fungieren können? Schon mal die Erdbeschleunigung o<strong>der</strong> die Schallgeschwindigkeit<br />

mit dem Smartphone bestimmt?<br />

All das und weitere interessante Experimente können in diesem Workshop aus<br />

verschiedenen Themenbereichen mit dem Smartphone durchgeführt und analysiert<br />

werden. Zu Beginn wird eine Einführung in verschiedene Apps gegeben, die<br />

notwendigen Experimentiermaterialien werden samt Smartphones bereitgestellt.<br />

Klassenstufe: 11 - 13<br />

Art <strong>der</strong> Veranstaltung:<br />

Dozent:<br />

Zeit:<br />

Workshop<br />

AG Kuhn<br />

11:15 – 12:15 Uhr<br />

Ort: SoEP 46-308<br />

27


Jede Menge Experimente zum Anfassen!!!<br />

Zum Beispiel:<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

Hologramm – „Mikroskop“, „Glühbirne“<br />

<strong>Physik</strong>alische Spielzeuge:<br />

Magnetschwebe - Globus,<br />

Plasma – Kugel,<br />

Magnetketten.<br />

Energieverbrauch im Vergleich (3 Lampen); dazu<br />

Spektrum – Beobachtung mit dem Gitter o<strong>der</strong> Prisma<br />

Brennstoffzelle-Auto<br />

Wärmebildkamera – > Direkte Betrachtung von<br />

Objekten (z.B. Besucher)<br />

Lenz’sche Regel mit dem Fallrohr (Eisenstück + Magnet);<br />

Spannungsdoppelbrechung – „Uni – Logo“ und Polarisationsfolie;<br />

Diamagnetische Folie schwebt über Magneten<br />

Schweben<strong>der</strong> Magnet<br />

Cladny’sche Klangfiguren<br />

… und Vieles mehr!!!<br />

Klassenstufe:<br />

Betreuer:<br />

Zeit:<br />

Alle<br />

Mitarbeiter des <strong>Fachbereich</strong>s <strong>Physik</strong><br />

12:30 h bis 15:00 h<br />

Ort: Foyer Gebäude 46<br />

28


Wo bin ich hier?<br />

Mo<strong>der</strong>ne Navigation mit GPS<br />

Navigation – noch vor wenigen Jahrzehnten benutzte man dafür Sonne, Sterne und<br />

Hilfsmittel wie Sextanten. Heute kann jedes Smartphone seine Position auf wenige<br />

Meter genau bestimmen – wie ist das möglich? Von Menschen geschaffene<br />

künstliche „Sterne“, die GPS-Satelliten, ersetzen die echten Sterne und senden<br />

Signale aus, mit denen digitale Empfänger ihre Position finden können.<br />

In diesem Workshop sollen die grundlegende Funktionsweise des GPS erarbeitet<br />

und mögliche Limitierungen diskutiert werden. Dabei werden wir beantworten, wie<br />

viele Satelliten zur Navigation im Alltag erfor<strong>der</strong>lich sind, wie mit <strong>der</strong>en Hilfe die<br />

exakte Position bestimmt werden kann und weshalb GPS ohne die mo<strong>der</strong>ne <strong>Physik</strong><br />

nicht funktionieren würde.<br />

Den Abschluss des Workshops bildet eine kurze Suche nach zuvor bestimmten<br />

Koordinaten. Eigene Smartphones mit GPS-Empfänger dürfen dafür gerne mitgebracht<br />

werden.<br />

Ein Teil des Workshops findet unter freiem Himmel statt. Es wird daher empfohlen,<br />

<strong>der</strong> Witterung entsprechende Kleidung mitzubringen.<br />

Klassenstufe: 11-13<br />

Art <strong>der</strong> Veranstaltung:<br />

Dozent:<br />

Zeit:<br />

Workshop<br />

Dipl.-Phys Matthias Moos<br />

11:15 h und 13:15 h<br />

Ort: 46-386<br />

29


Laborführung AG Magnetismus<br />

Seit <strong>der</strong> Entdeckung des natürlich vorkommenden Magnetits als magnetischem<br />

„Stein“ in <strong>der</strong> asiatischen Provinz Magnesia ist <strong>der</strong> Magnetismus eines <strong>der</strong><br />

faszinierendsten und meist untersuchten Phänomene <strong>der</strong> <strong>Physik</strong>. Heutzutage ist <strong>der</strong><br />

Magnetismus fester Bestandteil unseres täglichen Lebens. Der Kompass ist die wohl<br />

bekannteste und ursprünglichste Anwendung (in China seit etwa 1000 v.Chr.<br />

bekannt). Viele weitere alltägliche Geräte beruhen ebenfalls auf magnetischen<br />

Eigenschaften. Hierzu gehören: Stromtransformatoren, Elektromotoren,<br />

Fahrradtachometer, Fernseher, Magnetbän<strong>der</strong> (Video-, Musik-, DAT-Kassetten),<br />

Festplatten für Computer, Smartphones und magnetooptische Datenspeicher.<br />

Gerade die letztgenannten Anwendungen lassen die Bedeutung des Magnetismus<br />

für die Zukunft <strong>der</strong> Nachrichten- und Informationstechnik erahnen. Die gegenwärtige<br />

Festkörperforschung auf diesem Gebiet, wie sie in unserer Gruppe hier in<br />

Kaiserslautern betrieben wird, beschäftigt sich dünnen magnetischen Schichten, die<br />

aus nur wenigen Atomlagen bestehen und <strong>der</strong>en Abmessungen im Mikro- und<br />

Nanometerbereich liegen. Diese hochaktuellen Untersuchungen stehen im<br />

Brennpunkt neuester Presseberichte über magnetische Sensoren, Datenspeicher<br />

(MRAM-Speicher) und magnetische Logikelemente für Computer.<br />

In den Labors <strong>der</strong> Arbeitsgruppe Magnetismus kann man verschiedene Verfahren zur<br />

Bestimmung <strong>der</strong> magnetischen Eigenschaften kennen lernen. Zusätzlich wird<br />

gezeigt, wie man solch dünnen Filme in einer Vakuumkammer herstellen und<br />

untersuchen kann.<br />

W<br />

S<br />

O<br />

Klassenstufe:<br />

Art <strong>der</strong> Veranstaltung:<br />

Dozent:<br />

Alle<br />

Laborführung<br />

Dr. Britta Leven<br />

Zeit: 11:00 h, 12:00 h, 13:00 h.<br />

Ort:<br />

56 / 4. Etage<br />

30


Die Gauß-Kanone<br />

Ein „magnetischer Linearbeschleuniger“<br />

Hier ist eigenes Experimentieren gefragt!<br />

Dieses einfach aufgebaute Spielzeug aus Magneten und Stahlkugeln bedient sich<br />

einer magnetischen Kettenreaktion, um eine Kugel mit sehr hoher Geschwindigkeit<br />

auf ein Ziel abzufeuern. Das Spielzeug ist in wenigen Minuten aufzubauen, kann<br />

sehr leicht erklärt und verstanden werden, gleichzeitig ist es faszinierend in <strong>der</strong><br />

Anschauung und dem Gebrauch. Aber Vorsicht: Es darf nicht auf lebende Ziele<br />

gezielt o<strong>der</strong> gar geschossen werden!!!!<br />

Wie funktioniert es?<br />

Auf einer Schiene werden Magnete angeordnet, die in einer Kettenreaktion zwischen<br />

ihnen gelagerte Stahlkugeln beschleunigen. Wenn die erste Kugel losgelassen wird,<br />

wird sie vom Magneten angezogen. Sie trifft mit einer beachtlichen Kraft und einer<br />

gewissen kinetischen Energie auf den Magneten auf. Die kinetische Energie <strong>der</strong><br />

Kugel wird auf den Magneten übertragen und dann auf die nächste Kugel, die den<br />

Magneten auf <strong>der</strong> an<strong>der</strong>en Seite berührt und dann auf die nächste Kugel usw..<br />

Dieser Übertrag an kinetischer Energie ist vergleichbar mit Billard, bei dem eine<br />

Kugel eine an<strong>der</strong>e trifft und die erste stoppt während die an<strong>der</strong>e beschleunigt wird.<br />

Allerdings wird hier bei je<strong>der</strong> folgenden Kugel die kinetische Energie aufsummiert, so<br />

dass man am Ende eine Kugel mit sehr großer kinetischer Energie erzeugt. Man<br />

kann also auch von einem „magnetischen Linearbeschleuniger“ sprechen kann.<br />

Viel Spaß beim Spielen!!!!!<br />

Klassenstufe:<br />

Art <strong>der</strong> Veranstaltung:<br />

Dozent:<br />

Zeit:<br />

Alle<br />

Experimente<br />

Dr. Vitaliy Vasyuchka<br />

11:30 h, 12:30 h und 13:30 h<br />

Ort: 56- 417<br />

31


Bis sich die Balken biegen …<br />

Wie kann eine biologische Zelle<br />

einen Balken biegen? …und wofür ist das gut?<br />

Wenn man ein Lineal an einer Tischkante einspannt und anstößt, so beginnt es zu<br />

schwingen. Wenn man nun noch am Ende des Lineals eine Masse befestigt, so<br />

schwingt das Lineal langsamer. Damit können wir also die aufgelegte Masse<br />

bestimmen, wenn wir wissen, um wie viel langsamer das Lineal schwingt.<br />

Wenn jetzt aber die Masse ganz klein ist, z.B. die Masse einer biologischen Zelle,<br />

dann müssen wir also auch „kleine Lineale“ nehmen. Eine Zelle ist aber<br />

beispielsweise viel kleiner als <strong>der</strong> Durchmesser eines menschlichen Haars. Wie kann<br />

man denn dann solche kleinen „Lineale“ überhaupt herstellen und wie schaut man<br />

sich diese denn an ?<br />

Wir wollen uns „ganz kleine Lineale“ nämlich schwingungsfähige Säulen aus Silicium<br />

am Rasterelektronenmikroskop genau anschauen und dabei lernen, was wir mit dem<br />

Rasterelektronenmikroskop sehen können.<br />

Klassenstufe:<br />

Art <strong>der</strong> Veranstaltung:<br />

Dozent:<br />

Zeit:<br />

Alle<br />

Vorführung am Rasterelektronenmikroskop<br />

Prof. Dr. Egbert Oesterschulze<br />

11:15 – 12.15 h und 13:15 – 14. 45 h<br />

Ort: 46-151 (46-164)<br />

32


Dem Druck auf <strong>der</strong> Spur<br />

Warum bekommt man beim Fliegen immer Druck auf die Ohren? Wieso gibt es<br />

Wassertürme? Saugt das Vakuum o<strong>der</strong> drückt die umgebende Luft? Warum<br />

schwimmen überhaupt Schiffe?<br />

All dies sind nur einige Fragen aus unserem Alltag, <strong>der</strong>en Beantwortung<br />

grundlegende Kenntnisse über Druck erfor<strong>der</strong>t.<br />

Das Thema soll die Möglichkeit geben, eigene Hypothesen zu diesen o<strong>der</strong> ähnlichen<br />

Fragestellungen zu formulieren und diese dann nicht nur eigenständig zu überprüfen,<br />

son<strong>der</strong>n dabei auch das experimentelle Vorgehensweise weitgehend selbst<br />

festzulegen.<br />

Ausgewählte Experimente aus den Bereichen Hydrostatik, Luftdruck und Auftrieb<br />

stehen hierzu zur Verfügung.<br />

Klassenstufe: 8-9, 10<br />

Art <strong>der</strong> Veranstaltung:<br />

Dozent:<br />

Zeit:<br />

Workshop<br />

AG Kuhn<br />

12:15 – 14:45 Uhr<br />

Ort: Schülerlabor 46-536<br />

33


Internet Q<br />

Abhörsichere Kommunikation in unserer Quantenwelt<br />

So wie Alice und Bob verbringen wir Tag für<br />

Tag damit zu kommunizieren, oft über das<br />

Internet. Aber meist soll nur ein bestimmter<br />

Adressat unsere Botschaften lesen.<br />

Wie würdet ihr eure Nachrichten abhörsicher<br />

machen? Wie kann man prinzipiell<br />

verschlüsseln und wie sicher ist das?<br />

Wir wollen euch Alice Schrecken an <strong>der</strong><br />

Quantenphysik ersparen und stattdessen<br />

einige Aspekte mit Beispielen und<br />

Experimenten vorstellen.<br />

Was ist Verschränkung und warum kann man Informationen in <strong>der</strong> Quantenwelt nicht<br />

kopieren?<br />

Die Kombination aus Quantenphysik und Kryptographie ermöglicht sicheres<br />

kommunizieren. Aber...<br />

Wann kann ich mein abhörsicheres Handy kaufen o<strong>der</strong> wann versenden wir unsere<br />

Emails quanten-sicher?<br />

Klassenstufe: 12-13<br />

Art <strong>der</strong> Veranstaltung:<br />

Dozent:<br />

Zeit:<br />

Workshop<br />

Dipl. Phys. Fabian Grusdt und Dipl. Phys. Michael<br />

Höning<br />

11:15 h und 13:15 h<br />

Ort: 46-268<br />

34


Ein Spektrometer bringt<br />

Farbe ans Licht<br />

Ist weißes Licht wirklich weiß? Was unterscheidet eine Energiesparlampe<br />

von einer Glühlampe? Woran erkenne ich eine Energiesparlampe?<br />

Antworten auf diese Fragen erhaltet ihr, wenn ihr die Welt (bzw. die<br />

Lampen) mit einem Spektrometer anschaut.<br />

Dazu bauen wir aus einer CD und einer Streichholzschachtel ein<br />

funktionsfähiges Spektrometer, mit dem sich diese Fragen beantworten<br />

lassen. Ein Spektrometer lässt sich für viele Anwendungen einsetzen, von<br />

denen einige mit dem selbst gebauten Spektrometer demonstriert werden.<br />

Klassenstufe: 10-11<br />

Art <strong>der</strong> Veranstaltung:<br />

Dozent:<br />

Zeit:<br />

Workshop<br />

Prof. R. Beigang, Dr. Frank Ospald<br />

11:15 h und 13:15 h<br />

Ort: 46-270<br />

35


<strong>Physik</strong> im Weltall:<br />

Computersimulationen von<br />

Planetenbewegungen<br />

Dich interessiert das Sonnensystem? Du willst wissen, wie und warum sich Planeten<br />

bewegen? Du willst dir die Planetenbewegung mit dem Computer ansehen?<br />

Dann ist dieser Workshop über numerische Methoden das Richtige für dich! Hier erfährst<br />

du, wie du mit dem Computer die Bewegung und die Positionen von Planeten berechnen<br />

und visualisieren kannst und überprüfst die drei berühmten Keplerschen Gesetze.<br />

Klassenstufe: 10-13<br />

Art <strong>der</strong> Veranstaltung:<br />

Workshop<br />

Dozent:<br />

Prof. Dr. Bärbel Rethfeld<br />

Zeit:<br />

13:15-14:45 Uhr<br />

Ort: 46-306<br />

36


Lehrercafé<br />

In 46-323 haben wir auch dieses Jahr wie<strong>der</strong> ein Lehrercafé<br />

eingerichtet!<br />

Wir freuen uns auf Ihren Besuch!<br />

37


<strong>„Tag</strong> <strong>der</strong> <strong>Physik</strong> <strong><strong>2013</strong>“</strong><br />

<strong>Samstag</strong>, <strong>7.</strong> <strong>Dezember</strong> <strong>2013</strong><br />

ESSEN UND TRINKEN<br />

Wir bieten in <strong>der</strong><br />

Cafeteria „Atrium“ (Gebäude 30)<br />

von 9:30 Uhr bis 15:00 Uhr<br />

ofenfrische Backwaren, beson<strong>der</strong>e Snacks,<br />

Sandwichs, belegte Brötchen, Süßes, Eis,<br />

Kaffeespezialitäten und Erfrischungsgetränke an.<br />

Über die Mittagszeit gibt es auch warme Speisen, z. B.<br />

Spaghetti „Bolognese“<br />

mit würziger Rin<strong>der</strong>hackfleischsoße und Grana Padano<br />

3,90 €<br />

Spaghetti mit Gemüsebolognese und Grana Padano<br />

3,90 €<br />

Pizzazunge „Tomate-Mozzarella“<br />

2,50 €<br />

Kürbissuppe<br />

1,90 €<br />

Wir freuen uns auf Ihren Besuch!<br />

38


ITA-Institut für Technologie<br />

und Arbeit e.V.<br />

Trippstadter Str. 110<br />

Fraunhofer-Institut für<br />

Techno- und Wirtschaftsmathematik<br />

(ITWM)<br />

Fraunhofer-Platz<br />

Fraunhofer-Institut für<br />

Experimentelles Software<br />

Engineering (IESE)<br />

Fraunhofer-Platz<br />

Institut für Oberflächenund<br />

Schichtanalytik<br />

GmbH (IFOS)<br />

Trippstadter Str. 120<br />

Deutsches Forschungszentrum<br />

für Künstliche<br />

Intelligenz GmbH (DFKI)<br />

Trippstadter Str. 122<br />

26<br />

29<br />

51<br />

68<br />

Busverbindungen vom Rathaus zur Universität:<br />

Linie 105, (über Hauptbahnhof) Richtung Konrad-Adenauer-Str., Haltestellen Hermann-Löns-Str., Universität Ost (Gebäude 52), Universität Süd (Gebäude 44)<br />

Linie 106, Richtung Mölschbach, Haltestelle Abzweig Universität<br />

Linie 107, (über Hauptbahnhof) Richtung Casimirring, Haltestelle Hermann-Löns-Str.<br />

Linie 114, Richtung Rauschenweg/Universitätswohngebiet, Haltestelle Davenport-Platz<br />

Linie 115, Rathaus, Post, Universität Süd (Gebäude 44), Universität Ost (Gebäude 52), Universität Sporthalle (Gebäude 28)<br />

Gebäude<br />

Präsident, Vizepräsidenten, Kanzler 47<br />

<strong>Fachbereich</strong>e (FB), (Dekanate sind fett gedruckt)<br />

FB Mathematik, Felix-Klein-Zentrum 48, 14, 49, 56, 31<br />

FB <strong>Physik</strong> 46, 56<br />

FB Chemie 52, 53, 54, 55, 56<br />

FB Biologie 13, 14, 16, 17, 22, 23, 25, 56<br />

FB Architektur 1<br />

FB Raum- und Umweltplanung 1<br />

FB Bauingenieurwesen 14<br />

FB Sozialwissenschaften 57<br />

FB Wirtschaftswissenschaften 42, 57<br />

FB Maschinenbau und Verfahrenstechnik 44, 42, 56, 57, 62, 63, 64, 65<br />

FB Elektrotechnik und Informationstechnik 11, 12, 19, 21, 24<br />

FB Informatik 48, 32, 34, 36<br />

Zentrale Hochschulverwaltung (ZHV) 47<br />

PR und Marketing, Frauenför<strong>der</strong>ung,<br />

Zentrale Angelegenheiten, Rechtsund<br />

Akad. Angelegenheiten,<br />

Internat. Beziehungen, Akad. Auslandsamt,<br />

Personal-, Haushalts- und Finanzangelegenheiten,<br />

Studien-, Prüfungs- und För<strong>der</strong>ungsangelegenheiten,<br />

Planung und Entwicklung, Betriebsarzt, EDV-ZHV,<br />

Warenannahme, Poststelle, Büromateriallager<br />

Kontaktstelle für Information und Technologie (KIT) 32<br />

Studierenden Service Center (SSC) 47<br />

International School for Graduate Studies (ISGS) 36<br />

Pilotzentrum Internat. Doktorandenforum 24<br />

Bau-Technik-Energie 20<br />

Metallwerkstatt 45<br />

Elektronikwerkstatt 45, 22<br />

Glasbläserei 52<br />

Foto-Repro-Druck 32<br />

Sicherheitsingenieur, Abfallmanagement 21, 24<br />

Son<strong>der</strong>mülllager 59<br />

Universitätsbibliothek, Leitung 32<br />

Zentralbibliothek mit: 32<br />

Fernleihe, Informationsstelle,<br />

Literaturbestand <strong>der</strong> Bereiche Sozialwissenschaften,<br />

Lehrbuchsammlungen, Dissertationen<br />

Bereichsbibliotheken:<br />

Architektur/Raum- und Umweltplanung/<br />

Bauingenieurwesen 2<br />

Wirtschaftswissenschaften, Maschinenbau und<br />

Verfahrenstechnik 42<br />

Chemie 54<br />

Biologie 14<br />

Elektrotechnik und Informationstechnik 12<br />

Informatik 36<br />

Mathematik, <strong>Physik</strong> 48<br />

Regionales Hochschulrechenzentrum (RHRK) 34<br />

Studium integrale 56<br />

Materialprüfamt, Brandofen 60<br />

Drittmittelgebäude 56, 57<br />

(Nutzung durch Drittmittelforschung<br />

aus allen <strong>Fachbereich</strong>en)<br />

Institut für Verbundwerkstoffe GmbH (IVW) 58<br />

Distance & International Studies Center (DISC) 57, Pirmasenser Str. Geb. 80<br />

Institut für Biotechnologie<br />

und Wirkstoffforschung (ibwf) 56<br />

Fraunhofer-Institut<br />

für <strong>Physik</strong>alische Messtechnik IPM 56<br />

Nano Structuring Center (NSC) 13<br />

Studierendenwerk<br />

Mensa, Cafeteria, Buchhandlung 30, 1, 36, 52<br />

AOK-Uni-Geschäftsstelle 30<br />

Zimmer- und Wohnheimvermittlung 30<br />

Studierendenwohnheim ESA 69<br />

Internationales Begegnungszentrum (IBZ) 31<br />

Kin<strong>der</strong>tagesstätte Spielwerk 5<br />

Campus-Wohnheim 68<br />

TU Sporthalle, Freisportanlage, UNI-FIT 28, 27<br />

Allgemeiner Studentenausschuss (AStA) 46<br />

LBB Nie<strong>der</strong>lassung KL (Uni-Bauleitung) 36<br />

Info-Point 50<br />

DHL Packstation 51<br />

Begegnungsstätte GHU Sommerhaus 7<br />

Pavillon 37, 38, 39<br />

Technikerkrankenkasse, Debeka Versicherung 37, 38<br />

DOCU-Lounge 39<br />

Kin<strong>der</strong>tagesstätte 4<br />

Max Planck-Institut 26<br />

ETA-Zentrum 29<br />

Stand 07/2012

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