Physik realer Systeme: Von Differenzialgleichungen zum Experiment 08.10.-11.10.2018

Dozent: Carsten Nowak

XLAB bietet Schülerinnen und Schülern der Sekundarstufe II mit vertieftem Interesse in den Bereichen Physik und Mathematik ein Schülercamp. In dem Schülercamp „Physik realer Systeme – von Differenzialgleichungen zum Experiment“ führen die Teilnehmer selbstständig Experimente und Simulationen durch und erfahren so, dass auch reale physikalische Systeme mit den Grundgleichungen der Physik exakt beschrieben und mit Computersimulationen gezielt untersucht werden können.

Weitere Informationen
Teilnehmen können 14 Personen ab 16 Jahren. Voraussetzungen sind ein solides Schulwissen in Physik sowie zu den Grundlagen der Differenzial- und Integralrechnung. Kenntnisse zu Differenzialgleichungen sind für das Camp nicht notwendig.
Die Teilnehmer sind gemeinsam in einem Gästehaus/Hotel untergebracht. Beim Mittagessen in der Mensa – gleich neben dem XLAB – erfahren sie studentisches Leben und lernen im Rahmen des Abendprogramms die Universitätsstadt Göttingen kennen.

Der Selbstkostenbeitrag für das gesamte Camp beträgt 80 Euro. Hinzu kommen Kosten für das Mittagessen in der Mensa sowie die An- und Abreise.

Einen Leitet den Download einFlyer mit allen Informationen zum Camp finden Sie hier.

Kontakt
Fachliche Fragen richten Sie bitte an:
Dr. Carsten Nowak
Tel.: 0551 / 39 12 874
E-Mail: carsten.nowak (at) xlab-goettingen.de

organisatorische Fragen richten Sie bitte an:

Melanie Gatzsch
m.gatzsch [at] xlab-goettingen.de
Tel.: 0551 39 12872

Öffnet internen Link im gleichen FensterDas ONLINE Bewerbungsformular finden Sie hier.


Beschreibung der Kursinhalte

Physikalische Experimente
Zu Kursbeginn führen die Teilnehmer Experimente aus den Bereichen Wärmelehre und Mechanik durch. Im Kursverlauf wählen Sie dann selbst reale physikalische Systeme aus den Bereichen Wellenphysik, Mehrkörperdynamik, Elektrostatik oder Strömungsmechanik und untersuchen diese experimentell.

Modellierung und Simulation
Zunächst modellieren die Teilnehmer mit einer Software die exakte Geometrie des Experiments und ordnen die relevanten physikalischen Gleichungen zu. Die Geometrie des Experiments wird dann in kleine Bereiche mit einfacher Geometrie, die „finiten Elemente“, zerlegt. Mit Hilfe dieser finiten Elemente lässt sich eine Annäherung an die Lösung definieren, die die Teilnehmer am Computer bestimmen und mit dem Experiment vergleichen. 

Numerische Mathematik
Anhand konkreter Beispiele erarbeiten die Teilnehmer mathematische Verfahren zur Lösung der physikalischen Grundgleichungen. Im Zentrum stehen dabei numerische Methoden, insbesondere die Finite-Elemente-Methode.

Analyse
Im Vergleich der Ergebnisse von Experiment und Simulation diskutieren die Teilnehmer die Möglichkeiten und Grenzen der Simulation.
Simulationen ermöglichen aber noch mehr: „Was wäre wenn?“-Experimente. Dies sind Experimente, die im Labor nicht durchführbar sind, am Computer aber durchgeführt werden können. Experimente unter Schwerelosigkeit, Beobachtung einzelner Teilchen – hier ist fast alles möglich.