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