Physikolympiade

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Sie haben es gewagt und sie waren unglaublich fleißig: Jan Brauch, Jan Zwerschke, Jurek Thiemig und Simon Palmer, MBG-Schüler der Kursstufe 1 und 2 haben in den Sommerferien zwei Wochen lang über äußerst kniffligen Physikaufgaben gebrütet. Es galt, besondere Phänomene in der Physik aus verschiedenen Perspektiven zu beleuchten und möglichst elegante Lösungsansätze zu finden. Vernetztes Denken, Kreativität und vor allem gute physikalische Kenntnisse waren nötig, um die erste Runde des bundesweiten Qualifikationsverfahrens für die Internationale Physikolympiade zu bestehen. Jan Zwerschke und Simon Palmer haben es geschafft. Sie dürfen nun auch an der zweiten Qualifikationsrunde teilnehmen. Jan Zwerschke berichtete: „Am spannendsten fand ich eine Aufgabe, in der es um das Berechnen von Lichtstrahlen, die in ein Wasserglas scheinen, geht. Der Brechungsindex musste herausgefunden werden.“

Dr. Inge Thiering betreute die vier Schüler und freut sich sehr, dass zwei ihrer Schützlinge weiter gekommen sind. „So viel Begeisterung für Physik macht mich glücklich!“, jubelte die engagierte Lehrerin.

Das vierstufige Auswahlverfahren für das deutsche Olympiateam wird vom Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften und Mathematik (IPN) an der Universität Kiel in Zusammenarbeit mit den Kultusministerien der Bundesländer durchgeführt und vom Bundesministerium für Bildung und Forschung finanziert.

Praktikumstag an der Universität Heidelberg

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Am 11.05.2017 hat sich der 4 std Physik Kurs von Frau Dr. Thiering um 8:00 Uhr zur Exkursion am Bahnhof in Neckargemünd getroffen. Ziel der Exkursion war das Kirchhoff-Institut für Physik der Universität Heidelberg im Neuenheimer Feld, wo wir nach einer S-Bahn Fahrt zum Hauptbahnhof und einem kurzen Fußmarsch eintrafen.

Nach der Ankunft haben wir durch Herrn Professor Lamade eine Einweisung in den Versuchsaufbau und den Ablauf bekommen. Im Vorfeld der Exkursion hatten wir zur Vorbereitung und zum besseren Verständnis die Versuche ausführlich erarbeitet und besprochen. Somit war es für uns möglich Versuche durchzuführen und zu verstehen, die Normalerweise die Physik Studenten in den Anfangssemestern behandeln. Während des Praktikums wurde der Kurs in zwei Gruppen geteilt. Die beiden Gruppen haben je einen Versuch bearbeitet. Während die eine Gruppe die Elementarladung mithilfe des Millikan-Versuchs bestimmt hat, hat die andere Gruppe den Foto Effekt näher untersucht und sowie Naturkonstante h  (Heisenbergsches Wirkungsquantum) bestimmen können.

Dadurch, dass jeder Versuch mehrmals vorhanden war, konnten wir in kleinen Gruppen von 2 bis 3 Personen die Versuche an den Aufbauten durchführen. Beim Millikan Versuch konnten wir zusätzlich von der Auswertung der Messwerte am Computer profitieren um so unsere Ergebnisse zu verifizieren. Ziel der Exkursion war es Messpraxis zu bekommen und zu verstehen, was mögliche Fehlerquellen einer Messung sein können und wie man den daraus entstehenden Messunsicherheit später in der Auswertung berechnen kann. Dazu hat jeder im Anschluss an das Praktikum ein ausführliches Protokoll geschrieben. Ziel davon war es, die oben angesprochenen Grundgrößen der Physik und ihren Messfehlerbereich zu bestimmen. Nachdem Herr Professor Lamade ein abschließendes Wort an uns gerichtet hat und wir uns für die Möglichkeit des Praktikums bedankt haben, gab es als nächstes die Gelegenheit einer Führung durch das Physikalischen Instituts. Hierbei hatten wir das Glück eine Führung aus erster Hand von einem Studenten, Frau Thierings Sohn, zu bekommen. Nach dieser Führung die uns einen groben Überblick über die Größe und die verschiedenen Bereiche des Instituts gegeben hat, sind wir in die Mensa gegangen um dort Mittag zu essen. Nach der Pause und dem Mittagessen haben wir uns auf den Nachhauseweg gemacht.

Jurek

Cern-Besuch der Physikkurse

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Nachdem wir in unserem Hotel am Genfer See gefrühstückt hatten, sind wir um 8:30 Uhr mit der Straßenbahn zum CERN gefahren. Das CERN ist eine Großforschungseinrichtung, die physikalische Grundlagenforschung betreibt. Das CERN hat 22 Mitgliedstaaten, mehr als 3.000 Mitarbeiter und ist weltweit das größte Forschungszentrum auf dem Gebiet der Teilchenphysik. Dort angekommen besichtigten wir die spannenden Museen, die uns Aufschluss über die Funktion des CERN gaben. Am CERN werden der Aufbau der Materie und die fundamentalen Wechselwirkungen zwischen den Elementarteilchen erforscht, also die grundlegende Frage, woraus das Universum besteht und wie es funktioniert.

Zudem haben wir erfahren, wie der Beschleuniger genau aufgebaut ist und was damit untersucht wird. Die Beschleunigeranlage besteht aus mehreren einzelnen Vorbeschleunigern, welche die Protonen und andere geladene Teilchen durch elektrische Felder beschleunigen und durch magnetische Felder auf ihrer Bahn halten. In den großen Teilchenbeschleunigern werden  die Teilchen auf nahezu Lichtgeschwindigkeit beschleunigt und zur Kollision gebracht. Mit einer Vielzahl unterschiedlicher Teilchendetektoren werden sodann die Flugbahnen der bei den Kollisionen entstandenen Teilchen rekonstruiert, woraus sich wiederum Rückschlüsse auf die Eigenschaften der kollidierten sowie der neu entstandenen Teilchen ziehen lassen. Am Ende erreichen die Protonen in dem Large Hadron Collider (=LHC), der einen Umfang von 27 km hat, Energien von einigen Tera Elektron Volt (TeV). Dies ist mit einem enormen technischen Aufwand für die Herstellung und den Betrieb der Anlagen sowie mit extremen Anforderungen an die Rechnerleistung zwecks Datenauswertung verbunden. Auch aus diesem Grund wird das CERN international betrieben und finanziert.[1]

Zum Mittagessen gingen wir in die CERN eigene Mensa, in der das Essen zwar sehr teuer aber auch lecker war. Danach präsentierte uns ein ehemaliger Mitarbeiter die Geschichte des CERN. Er erklärte uns, wann die einzelnen Beschleuniger entstanden sind und wie die ganze Anlage aufgebaut  ist. Außerdem klärte er uns über die Funktion und den Zweck der Forschung auf. Die Menschen wollen verstehen, wie die Natur funktioniert, und das auch auf einer tiefen Teilchenebene. Im Anschluss führte uns Herr Dr. Sellner, ein im CERN arbeitender Forscher, durch die Hallen. Wir haben einen interessanten Einblick über das Forschungsinstitut bekommen und er erklärte uns explizit sein derzeitiges Forschungsprojekt, welches sich mit der Speicherung von Antimaterie befasst. Diese wird auf niedrigste Temperaturen herunter gekühlt. Derzeit hält er und sein Team einen Weltrekord in der längsten Speicherung von Antimaterie. Gegen 17:00 Uhr waren unsere Führungen fertig und wir fuhren mit dem Bus wieder nach Hause. Wir kamen um 0:30 Uhr in Neckargemünd wohlbehalten an. Vielen Dank für die tolle Exkursion!

Kai

[1] Vgl. Freie Enzyklopädie Wikipedia https://de.wikipedia.org/wiki/CERN, Abruf 09.12.1