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Schülertagung 2016


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Freitag, 19. August 2016 | Humboldt-Universität Berlin, Campus Adlershof | Newtonstraße 14

Auf der zweiten DPG-Schülertagung konnten Schüler der Oberstufe die Atmosphäre einer wissenschaftlichen Tagung erleben. Im einführenden Plenarvortrag sprach Maurizio Roczen über die Arbeit des SFB 951 zu hybriden opto-elektronischen Bauelementen. Im Anschluss an eine kurze Pause nutzen neun Schüler die Gelegenheit, eigene Arbeiten in Form eines 25-minütigen Vortrags vorzustellen. Dabei wurde ein breites Spektrum an Forschung vorgestellt, angefangen beim Geheimnis der Primzahlen, über den Bau einer Klimasonde bis hin zu den Kräften beim Zerreißen von Telefonbüchern. In der Mittagspause konnten sich die Teilnehmer über aktuelle Probleme austauschen und vernetzen. Dabei übernahm der SFB 951 dankbarerweise die Verpflegung. Gegenüber der Schülertagung 2015 in Leipzig wurde das Programm für Berlin ausgebaut. Wichtigste Neuheit war die Podiumsdiskussion zum Thema Energie der Zukunft, in der sich die Schüler mit Experten aus der Forschung austauschen konnten. Robert Wolf, Direktor am Max-Planck-Institut für Plasmaphysik und sowie der österreichische Kernphysiker Markus Salletmaier haben sich der Diskussion mit den Schülern erfolgreich gestellt. Außerdem saß Lucas Arnold, Schüler am Berliner Bertha-von-Suttner-Gymnasium, auf dem Podium. Dieser hat nicht nur einen Vortrag über seine Facharbeit zur Rotorentechnik in Windkraftanlagen gehalten, sondern sich auch im Vorfeld auf die Podiumsdiskussion vorbereitet. In dem lebhaften Gespräch wurden die Vor- und Nachteile von Erneuerbaren Energien über die Möglichkeiten zur Energiespeicherung und die Beteiligung des einzelnen Bürgers an der Energiewende thematisiert. Nach einer kurzen Pause und Evaluation folgte der letzte Plenarvortrag. In diesem gab Beate Heinemann, die stellvertretende Sprecherin der ATLAS-Kollaboration, einen Überblick über die Forschung am CERN. Ihre Anreise wurde von EPS YoungMinds ermöglicht.



Campus der HU Berlin
naturwissenschaftlicher Campus der HU Berlin
Foto: Hannes Vogel

Teilnehmerberichte


»Nach Berlin zu fahren ist immer etwas besonderes, vor allem wenn die Fahrt (aufgrund von Staus) mit dem Fernbus acht Studen dauert. Doch die Schülertagung der jungen Deutschen Physikalischen Gesellschaft (jDPG) war es wert. Maurizio Roczen hielt als Vertretung für Norbert Koch, der erkrankt war, einen mehr oder weniger improvisierten Vortrag, der ihm trotzdem sehr gut gelang. Bei den Schülervorträgen fanden immer drei gleichzeitig statt. Da ich selber Vortragende war, konnte ich so leider nur zwei der anderen Vorträge sehen. Bei den tanzenden Flammen von Adrian Ebert wurde z.B. eine Forschungsarbeit für einen Wettbewerb vorgestellt, bei der eine Flamme akustisch manipuliert wurde. Der zweite Vortrag den ich sehen konnte, war von Fabian Schneider, der u.a. erklärte, wie man beweisen kann, dass es unendlich viele Primzahlen gibt.

Nach der Mittagspause in der ansehnlichen Kantine des Campuses leitete Hannes Vogel von der jDPG eine Podiumsdiskussion, bei der Robert Wolf vom Max-Planck-Institut für Plasmaphysik in Garching bei München, Lucas Arnoldt, der bereits einen Schülervortrag gehalten hatte und Markus Salletmaier von der technischen Universität Wien. Die Teilnahme an der Diskussion war mehr oder weniger rege, doch das war eher darauf zurückzuführen, dass alle Schüler konzentriert zuhörten. Ich muss ganz ehrlich zugeben, der letzte Vortrag hat mir am besten gefallen. Supersymmetrie ist nun mal das Thema in der Physik, das mich am meisten interessiert. Den Vortrag dazu hielt Beate Heinemann. The Large Hadron Collider and how it helps to explain out world wurde spontan ins Deutsche übersetzt, was den Vortrag jedoch keineswegs schlechter machte.«

Von: Alice de Sampaio Kalkuhl



Gruppenfoto
Gruppenfoto
Foto: Hannes Vogel


»Jeder von uns weiß, dass wissenschaftliche Veranstaltungen, Alumnitreffen, Tagungen o.ä. zu mehr als nur dem offensichtlichen Zwecke der Informationsbeschaffung dienen, sondern es geht um mehr: sich mit anderen Menschen austauschen, neue Kontakte knüpfen und ähnlich interessierte Schüler treffen. Auch dies wurde bei der jDPG-Tagung in Berlin deutlich! Aus ganz Deutschland reisten diverse Schüler mit wissenschaftlichen Interesse an, um professionellen Wissenschaftlern zuzuhören – Nein, eher weniger! - sondern vor allem um die Forschungsberichte gleichgesinnter Schüler zu verfolgen und ins Gespräch zu kommen.

Bereits vor einem Jahr war die Schülertagung in Leipzig ein voller Erfolg und auch dieses Mal wurden den Vorträgen in den Sälen der Humboldt-Universität zu Berlin Aufmerksamkeit geschenkt. Diverse physikalische und mathematische Themen, von praktischen Ingenieursprojekten über theoretischer Mathematik, waren dabei. Ich selbst habe über die Welt der Zahlentheorie und Primzahlen vorgetragen und finde es eine schöne Abwechslung, dass diese Themen hier nicht als „langweilig und öde“ gesehen werden, sondern sich tatsächliches Interesse bei den Zuhörern finden lässt – es hat mir sehr viel Spaß gemacht vorzutragen!«


Von: Fabian Schneider

Programm



10:00-10:45 Plenarvortrag: Hybrid-Ansätze für die Elektronik und Optoelektronik von morgen
10:45-11:15 Kaffeepause
11:15-12:45 Schülervorträge
12:45-13:45 Mittagspause
13:45-15:15 Podiumsdiskussion: Energie der Zukunft
15:15-15:30 Kaffepause
15:30-15:45 Evaluation
15:45-16:30 Plenarvortrag: The Large Hadron Collider and how it helps to explain our World

Plenarvorträge

Hybrid-Ansätze für die Elektronik und Optoelektronik von morgen

Norbert Koch | Humboldt-Universität zu Berlin, Institut für Physik & IRIS Adlershof

Fortschritte in der Elektronik und Optoelektronik sind Eckpfeiler der Weiterentwicklung unserer Informationsgesellschaft. Der Fortschritt kann einerseits in der Erhöhung der Leistungsfähigkeit von Bauelementen liegen und andererseits durch Reduzierung des Energieeinsatzes bei der Herstellung oder im Betrieb der Bauelemente erzielt werden. Beide Routen erfordern ein umfängliches Verständnis der Materialien, insbesondere Halbleiter, die zum Einsatz kommen. Ein besonders aussichtsvoller Ansatz besteht in der Kombination von zwei verschiedenen Kategorien von Halbleitern: "Klassische" anorganische Halbleiter (wie Si oder GaN), die sich durch hohe Ladungsträgerbeweglichkeit und Anregungsdichten auszeichnen und organische Halbleiter, deren Wechselwirkungsquerschnitt mit Licht besonders hoch ist und deren Spektren sich kontinuierlich vom Infraroten bis ins Ultraviolette durchstimmen lassen. So könnte man die Vorteile des jeweiligen Materials ausnutzen, während man entsprechende Nachteile ausgleicht. Doch jenseits davon sind auch völlig neue, durch Hybridisierung der Materialien an Grenzflächen erzielbare Quantenzustände denkbar, deren Eigenschaften über den heute zugängigen Parameterraum hinausgehen. Dies wird anhand von Beispielen aus der aktuellen Forschung diskutiert.

The Large Hadron Collider and how it helps to explain our World

Beate Heinemann | Berkeley University

The Large Hadron Collider (LHC) at the research center CERN near Geneva creates proton-proton collisions at a very high energy, similar to those present after a fraction of a second after the Big Bang. At such high energies the fundamental particles of the Universe are studied to understand what they are and how they interact with each other. At the LHC data are being collected since 2010, and the highlight has been the discovery of a new funadamental particle in 2012: a Higgs boson. In this talk I will explain what the theory explaining the World at a fundamental level is, and how the LHC helps to test, confirm or complement this theory.
Vortrag findet auf Englisch statt.

Schülervorträge

Optimierungsmöglichkeiten des Savonius-Rotors

Lucas Arnoldt | Europäisches Gymnasium Bertha-von-Suttner

Neuartige Ideen zur Energiegewinnung sind in Zeiten einer stockenden Klimawende essenziell: Der Savonius-Rotor könnte hier einen Baustein darstellen. Hierzu wurden verschiedene Aspekte des Rotors, wie beispielsweise die Form der Rotorblätter und die Anzahl der Rotorblätter anhand 24 selbstentwickelter Modelle verändert und auf Drehzahl und Leistungsfähigkeit untersucht. Darüber hinaus wurde eine Analyse in einem virtuellen Windkanal durchgeführt, um eine Prognose zur Drehzahl abgeben zu können. Lucas Arnoldt (16) ist Schüler des Europäischen Gymnasiums Bertha-von-Suttner. Im Landeswettbewerb „Jugend forscht 2015“ schloss er dieses Projekt mit dem 2. Platz ab.

Tanzende Flammen

Adrian Ebert | Ignaz-Günther-Gymnasium Rosenheim

Über einem Bunsenbrenner wird ein Kupfergewebe fixiert und das Gas anschließend darüber angezündet. Unter gewissen Umständen lässt sich die Flamme mit Schall beeinflussen und verändert dadurch ihre Form und Größe. Als Schall zählt hierbei sowohl ein konstanter Ton, als auch kurze Tonimpulse oder Störgeräusche, wie Klatschen oder Händereiben. Die für diesen Effekt verantwortlichen Parameter wurden untersucht und eine theoretische Erklärung für die Veränderung aufgestellt.

Der kleinste Magnetzug der Welt

Constantin Geier | Ignaz-Günther-Gymnasium Rosenheim

Zwei Neodym-Magneten, eine Batterie und Kupferdraht- mehr braucht man nicht für dieses leicht nachzubauende Experiment. Doch welche Kraft bringt den Zug zum Fahren ? In diesem Vortrag geht es zuerst darum, wie Magnetfelder durch Einsteins spezielle Relativitätstheorie entstehen, und weshalb Magneten sich aufgrund von inhomogenen Magnetfeldern anziehen bzw. abstoßen. Danach wird mithilfe dieser Grundlagen das Phänomen Magnetzug erklärt und der Einfluss relevanter Parameter auf die Geschwindigkeit des Zuges gezeigt.

Mit Tackerklammern ein Frühstücksproblem verhindern?

Barbara Maier | Ignaz-Günther-Gymnasium Rosenheim

Der Paranusseffekt ist ein Problem, das die Wissenschaft schon seit einiger Zeit beschäftigt, vor allem, weil es noch keine endgültige Lösung für dieses Phänomen gibt und zum anderen bereitet es zum Beispiel in der Pharma- oder Lebensmittelindustrie viele Probleme, da sich granulare Mischungen auf ihrem Transport immer entmischen. Wie kann man das also verhindern? Tackerklammern bringen aufgrund ihrer sich verhakenden Form jedenfalls schon mal große Vorteile mit sich, denn dadurch wird der Effekt um einen Großteil verlangsamt. Doch wie kann man das alles optimieren, oder kann man den Effekt sogar ganz unterdrücken?

Der Schmetterlingseffekt

Alice de Sampaio Kalkuhl | Reichenbach-Gymnasium Ennepetal

Der Vortrag „Der Schmetterlingseffekt“ befasst sich mit einer kurzen Erklärung des Phänomens Schmetterlingseffekt und basiert auf einem Artikel, der von der Vortragenden für das Physik-Online-Magazin Detektor verfasst und dort veröffentlicht wurde. Es wird erklärt, wie kleine Veränderungen innerhalb eines Systems große Auswirkungen haben können. Als Erklärung wird das von Edward N. Lorenz verwendete (namensgebende) Beispiel eines Schmetterlings verwendet. Außerdem werden im Verlaufe des Vortrags die Grundideen der Chaostheorie kurz erläutert.

Das Rätsel der schönsten und fundamentalsten Zahlen der Mathematik: Primzahlen!

Fabian Schneider | Matthias-Claudius-Gymnasium Hamburg

Primzahlen: Zahlen die genau zwei Teiler besitzen – die Eins und sich selbst! Doch trotz dieser einfachen Definition sind Primzahlen die schönsten Zahlen der Mathematik, denn sie bilden das Fundament aller weiteren Zahlen. Jede übrige Zahl kann mit Primzahlen gebildet werden! Mithilfe dieser außergewöhnlichen Zahlen können hochinteressante zahlentheoretische Angaben, Erklärungen und Voraussagen gemacht werden, an denen bis heute intensiv geforscht wird. Doch sind Primzahlen und viele weitere zahlentheoretische Aspekte ebenso rätselhaft – fast schon abscheulich – denn ihre Geheimnisse konnten bis heute nicht entschlüsselt werden! Wann erscheint die nächste Primzahl? Wie sind Primzahlen verteilt? Welchem Muster folgen Primzahlen? Fragen, an denen die größten Mathematiker gescheitert sind. Diese Zahlen scheinen beinahe willkürlich – wie Unkraut – zwischen den Zahlen zu erscheinen, in einem Gefüge, das wir selbst erschaffen haben! Die Welt der Primzahlen und Zahlentheorie – dem schönsten Gebiet der Mathematik – versuche ich euch in meinem Vortrag etwas näher zu bringen.

Konzeption einer Klimasonde zum Einsatz in der Stratosphäre

Simon Stadlinger, Niclas Popp | Georg-Wilhelm-Steller Gymnasium Bad Windsheim

Zusammen wurde im Laufe des letzen Jahres eine Klimasonde entworfen und realisiert. Als zentrale Recheneinheit wurde der Microcontroller Arduino verwendet, der mit digitalen und analogen Sensoren kommuniziert. So werden beispielsweise Luftdruck und -feuchte, Temperatur, Gaskonzentrationen, Beschleunigung und Radioaktivität gemessen. Die Daten werden auf einer SD-Karte gespeichert. Die Sonde wird bei ihren ersten Freiflug, der eine Woche nach der Schülertagung stattfinden wird, an einen mit Helium gefüllten Ballon befestigt. Hat dieser die Stratosphäre erreicht, platz er und die Messeinheit kehrt an einem Fallschirm zum Boden zurück. Mit in die Sonde wurde eine microcontrollergestütze GPS-GSM-Ortung integriert, um diese nach der Landung bergen zu können.

Kräfte beim Auseinanderziehen von Telefonbüchern

Anna Treffurth | Ignaz-Günther-Gymnasium Rosenheim

Zu Beginn des Experiments legt man die einzelnen Seiten eines Telefonbuchs ineinander und zieht diese an ihrem Buchrücken anschließend auseinander. Hierbei stellte sich heraus, dass man ab einer gewissen Anzahl von Seiten, die Bücher nicht mehr oder nur ganz schwer auseinander ziehen kann. Die für diesen Effekt verantwortlichen Kräfte habe ich untersucht und konnte diese mit Hilfe einer von mir formulierten Formel in der Theorie bestätigt werden. Allerdings kann man die Telefonbücher auch anders auseinander ziehen: ob die Seiten in Bündeln sind, wenn sie auseinander gezogen werden oder diese schräg oder senkrecht gezogen oder gar geschüttelt werden um sie zu trennen, jedes mal verhalten sich die Kräfte anders. Doch wie verändern diese sich durch die verschiedenen Arten? Dieser Frage bin ich auf den Grund gegangen.

Partner und Unterstützer

Die Arbeitsgruppe junge DPG organisierte die Schülertagung mit freundlicher Unterstützung von:
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Plakat Schülertagung


Plakat Schülertagung
 
© Deutsche Physikalische Gesellschaft | letzte Änderung 11.10.2017, 10:40 | Impressum | Datenschutz | Kontakt | Bearbeiten