Möglichkeiten der Videoanalyse am Beispiel eines Praktikumsversuchs zur Mechanik

Im Rahmen des Physikstudiums an der LMU München absolvieren Studierende ein zweisemestriges Grundpraktikum, das sich inhaltlich an der Experimentalphysik-Vorlesung orientiert, weshalb im 1. Semester die Mechanik behandelt wird.Im Rahmen einer Hausarbeit wurde ein Praktikumsversuch zur Mechanik überarbeitet. Zentraler Ansatz war dabei der Einsatz einer Hochgeschwindigkeitskamera für die Videoanalyse der Bewegung einer Kugel auf einer schiefen Ebene und im freien, waagrechten Flug.Mit der Hochgeschwindigkeitskamera wird die Bewegung der Kugel im geradlinigen Teil einer Beschleunigungsapparatur und im freien Flug betrachtet. Die gewonnenen Videodateien werden mit einer speziellen Software analysiert und die Schwerpunktkoordinaten zusammen mit den dazugehörigen Aufnahmezeitpunkten extrahiert. Diese dienen den Studierenden als Grundlage für weitere Auswertungen mittels eines professionellen, wissenschaftlichen Analyseprogramms

Von der Paschen-Kurve zur Plasmakugel - Ein Praktikums- versuch zur Plasmaphysik

An der Ludwig-Maximilians-Universität München absolvieren Studie- rende im Studienfach Physik mit den Studienzielen Bachelor und Lehr- amt an Gymnasien ein Fortgeschrittenenpraktikum zur Atomphysik. Für dieses Praktikum wurde im Rahmen einer Bachelorarbeit ein Ex- periment zur Plasmaphysik konzipiert und aufgebaut. Ziel war es, ne- ben quantitativen Ergebnissen den Studierenden auch genügend Frei- raum für entdeckendes Lernen zu geben. Der Versuch gliedert sich des- halb in zwei quantitative und zwei qualitative Teilversuche.Erster Teilversuch ist die Aufnahme der Paschen-Kurve, dabei er- geben sich Messwerte, die sich gut mit einem einfachen Plasmamo- dell beschreiben lassen. Im zweiten Teilversuch werden verschiedener Probekörper einem Plasma ausgesetzt und die veränderten Oberflä- cheneigenschaften anhand der Benetzung eines Tropfen deionisiertem Wassers mittels Videokamera und Bildanalyse quantitativ ausgewertet. Im dritten Teilversuch werden Leuchterscheinungen einer Plasmakugel bei verschieden Gasen und verschiedenen Drücken beobachtet. Hierzu wurde eine handelsübliche Plasmakugel in Zusammenarbeit mit einer Glaserei modifiziert. Im letzten Teilversuch wird ein thermisches Plas- ma an einer Kerze im Plattenkondensator veranschaulicht.Eine offene Praktikumsumfrage lässt auf eine sehr positive Resonanz von Seiten der Studierenden schließen

Neukonzeption eines Praktikumsversuchs zum normalen und anormalen Zeeman-Effekt

An der Ludwig-Maximilians-Universität München wurde im Rahmen einer Bachelorarbeit ein Praktikumsversuch zum normalen und anormalen Zeeman-Effekt überarbeitet und neu aufgebaut. Der Versuch ist Teil des Fortgeschrittenenpraktikums, das Studierende im Studienfach Physik mit den Studienzielen Bachelor und Lehramt an Gymnasien absolvieren. Erfahrungsgemäß treten bei der Bearbeitung eines Versuchs zum Zeeman-Effekt vor allem zwei große Schwierigkeiten auf. Zum einem ist der theoretische Hintergrund ohne Quantenmechanik kaum befriedigend möglich und zum anderen ist die Analyse der Zeeman-Aufspaltung und der Zusammenhang mit den Landéschen g-Faktoren sehr anspruchsvoll. Eine offene Befragung von Studierenden während des Praktikums hat ergeben, dass der hier vorgestellte Versuchsaufbau neben einer erfolgreichen Bearbeitung durch die Studierenden auch positiven Anklang findet. Der Versuch gliedert sich in drei Abschnitte: Kalibrierung des Magnetfeldes und Einstellen eines Fabry-Pérot-Interferometers, quantitative Messung der Aufspaltung mithilfe einer CCD-Kamera und Bildanalyse sowie qualitative Beobachtung zur Polarisation des emittierten Lichts

Neukonzeption eines Praktikumsversuchs zum normalen und anormalen Zeeman-Effekt

An der Ludwig-Maximilians-Universität München wurde im Rahmen einer Bachelorarbeit ein Praktikumsversuch zum normalen und anormalen Zeeman-Effekt überarbeitet und neu aufgebaut. Der Versuch ist Teil des Fortgeschrittenenpraktikums, das Studierende im Studienfach Physik mit den Studienzielen Bachelor und Lehramt an Gymnasien absolvieren. Erfahrungsgemäß treten bei der Bearbeitung eines Versuchs zum Zeeman-Effekt vor allem zwei große Schwierigkeiten auf. Zum einem ist der theoretische Hintergrund ohne Quantenmechanik kaum befriedigend möglich und zum anderen ist die Analyse der Zeeman-Aufspaltung und der Zusammenhang mit den Landéschen g-Faktoren sehr anspruchsvoll. Eine offene Befragung von Studierenden während des Praktikums hat ergeben, dass der hier vorgestellte Versuchsaufbau neben einer erfolgreichen Bearbeitung durch die Studierenden auch positiven Anklang findet. Der Versuch gliedert sich in drei Abschnitte: Kalibrierung des Magnetfeldes und Einstellen eines Fabry-Pérot-Interferometers, quantitative Messung der Aufspaltung mithilfe einer CCD-Kamera und Bildanalyse sowie qualitative Beobachtung zur Polarisation des emittierten Lichts

Von der Paschen-Kurve zur Plasmakugel - Ein Praktikums- versuch zur Plasmaphysik

An der Ludwig-Maximilians-Universität München absolvieren Studie- rende im Studienfach Physik mit den Studienzielen Bachelor und Lehr- amt an Gymnasien ein Fortgeschrittenenpraktikum zur Atomphysik. Für dieses Praktikum wurde im Rahmen einer Bachelorarbeit ein Ex- periment zur Plasmaphysik konzipiert und aufgebaut. Ziel war es, ne- ben quantitativen Ergebnissen den Studierenden auch genügend Frei- raum für entdeckendes Lernen zu geben. Der Versuch gliedert sich des- halb in zwei quantitative und zwei qualitative Teilversuche.Erster Teilversuch ist die Aufnahme der Paschen-Kurve, dabei er- geben sich Messwerte, die sich gut mit einem einfachen Plasmamo- dell beschreiben lassen. Im zweiten Teilversuch werden verschiedener Probekörper einem Plasma ausgesetzt und die veränderten Oberflä- cheneigenschaften anhand der Benetzung eines Tropfen deionisiertem Wassers mittels Videokamera und Bildanalyse quantitativ ausgewertet. Im dritten Teilversuch werden Leuchterscheinungen einer Plasmakugel bei verschieden Gasen und verschiedenen Drücken beobachtet. Hierzu wurde eine handelsübliche Plasmakugel in Zusammenarbeit mit einer Glaserei modifiziert. Im letzten Teilversuch wird ein thermisches Plas- ma an einer Kerze im Plattenkondensator veranschaulicht.Eine offene Praktikumsumfrage lässt auf eine sehr positive Resonanz von Seiten der Studierenden schließen

Weltwirtschaft im Übergang: Beiträge zu einer Vortragsveranstaltung des Instituts für Weltwirtschaft

Juergen B. Donges Industrialisierung der Entwicklungsländer - Ziele und Chancen Gerhard Fels Der Standort Bundesrepublik im internationalen Wettbewerb Klaus-Dieter Schmidt Sättigungserscheinungen beim privaten Verbrauch? Norbert Walter Der neue Konjunkturaufschwung nur ein Zwischenhoch? Herbert Giersch Wirtschaftspolitische Schlußfolgerungen --

Stochastik anschaulich erfahrbar im Physikpraktikum

Die Studierenden der Fakultät Physik an der LMU München absolvieren im ersten Semester ein physikalisches Grundpraktikum, in dem Versuche aus der Mechanik durchgeführt werden. Der Versuch „Statistische Verteilungen“ ist eine Ausnahme, er soll anhand von experimentell gewonnenen Messdaten die Notwendigkeit von Kenntnissen aus der Stochastik aufzeigen. Im Vorbereitungsskript werden neben elementaren Begriffen, verschiedene Verteilungen und der zentrale Grenzwertsatz behandelt. Zu Beginn generieren die Studierenden mit dem Galton-Brett eine Binomialverteilung. Im Folgenden dient die natürliche Radioaktivität zur Aufnahme einer Poissonverteilung, um darauf aufbauend den zentralen Grenzwertsatz zu veranschaulichen. Zur Visualisierung und Auswertung der Messreihen dient das Softwareprogramm MATLAB. Eine anschließende Evaluation ergab, dass das entwickelte Versuchskonzept trotz seines bereichsübergreifenden Umfangs von den Studierenden sehr positiv aufgenommen wird

Rechnergestützte Datenauswertung als Lernziel im Physikpraktikum

Gegenstand dieses Beitrags ist ein Selbstlernskript für MATLAB, das an Teilnehmer des physikalischen Grundpraktikums im ersten Semester (Schwerpunkt Mechanik) gerichtet ist. In einem dieser Versuche soll neben den physikalischen Inhalten zum Thema „Statistische Verteilungen“ auch die Verwendung einer Software zur rechnergestützten Messwerterfassung und Auswertung erlernt werden. Durch die Entscheidung für MATLAB wurden neben dem unmittelbaren Nutzen im Praktikum auch die Einsatzmöglichkeiten im weiteren Studium sowie die Verbreitung an den Lehrstühlen berücksichtigt.Eine besondere Herausforderung bei der inhaltlichen Ausgestaltung dieses Lernskripts bestand darin, ein  Gleichgewicht zwischen zielführenden Informationen zur  Auswertung des Praktikumsversuchs, motivierenden Beispielen und Ausblicken auf andere Anwendungsgebiete zu schaffen. Im Skript wird nicht nur die grafische Benutzeroberfläche    behandelt, sondern auch dargestellt, wie man mittels Eingabe einfacher Befehle innerhalb der Kommandozeile ein gegebenes Problem selbstständig lösen kann

Stochastik anschaulich erfahrbar im Physikpraktikum

Die Studierenden der Fakultät Physik an der LMU München absolvieren im ersten Semester ein physikalisches Grundpraktikum, in dem Versuche aus der Mechanik durchgeführt werden. Der Versuch „Statistische Verteilungen“ ist eine Ausnahme, er soll anhand von experimentell gewonnenen Messdaten die Notwendigkeit von Kenntnissen aus der Stochastik aufzeigen. Im Vorbereitungsskript werden neben elementaren Begriffen, verschiedene Verteilungen und der zentrale Grenzwertsatz behandelt. Zu Beginn generieren die Studierenden mit dem Galton-Brett eine Binomialverteilung. Im Folgenden dient die natürliche Radioaktivität zur Aufnahme einer Poissonverteilung, um darauf aufbauend den zentralen Grenzwertsatz zu veranschaulichen. Zur Visualisierung und Auswertung der Messreihen dient das Softwareprogramm MATLAB. Eine anschließende Evaluation ergab, dass das entwickelte Versuchskonzept trotz seines bereichsübergreifenden Umfangs von den Studierenden sehr positiv aufgenommen wird

Rechnergestützte Datenauswertung als Lernziel im Physikpraktikum

Gegenstand dieses Beitrags ist ein Selbstlernskript für MATLAB, das an Teilnehmer des physikalischen Grundpraktikums im ersten Semester (Schwerpunkt Mechanik) gerichtet ist. In einem dieser Versuche soll neben den physikalischen Inhalten zum Thema „Statistische Verteilungen“ auch die Verwendung einer Software zur rechnergestützten Messwerterfassung und Auswertung erlernt werden. Durch die Entscheidung für MATLAB wurden neben dem unmittelbaren Nutzen im Praktikum auch die Einsatzmöglichkeiten im weiteren Studium sowie die Verbreitung an den Lehrstühlen berücksichtigt.Eine besondere Herausforderung bei der inhaltlichen Ausgestaltung dieses Lernskripts bestand darin, ein  Gleichgewicht zwischen zielführenden Informationen zur  Auswertung des Praktikumsversuchs, motivierenden Beispielen und Ausblicken auf andere Anwendungsgebiete zu schaffen. Im Skript wird nicht nur die grafische Benutzeroberfläche    behandelt, sondern auch dargestellt, wie man mittels Eingabe einfacher Befehle innerhalb der Kommandozeile ein gegebenes Problem selbstständig lösen kann