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Schülerinnen- und Schülerpreis

Der Preis wird an Schülerinnen und Schüler für besondere physikalische Leistungen verliehen. Er wurde 1982 - 91 von der Physikalischen Gesellschaft der DDR vergeben und von der DPG übernommen. Die fünf besten deutschen Teilnehmerinnen und Teilnehmer der jährlichen Physik-Olympiade sowie des Young Physicist´s Tournament werden ausgezeichnet.

Die Auszeichnung besteht aus:

  • einem Preisgeld von 500 €
  • einer Urkunde
  • einem Jahres-Abonnement der Mitgliederzeitschrift der DPG
  • einer Einladung zur DPG-Jahrestagung

Preissatzung

bisherige Preisträger/innen


Internationale Physik-Olympiade

Ziele

Die Internationalen Physikolympiaden sind Wettbewerbe, in denen Schülerinnen und Schüler der allgemeinbildenden Schulen der Teilnehmerländer ihre Leistungen bei der Bearbeitung theoretischer und experimenteller Aufgaben aus dem Bereich der Schulphysik miteinander messen.

Sie sollen die internationalen Beziehungen auf dem Gebiet der Schulphysik fördern, einen Vergleich gewisser Aspekte des schulischen Wissens in den einzelnen Staaten ermöglichen und zur Anknüpfung persönlicher Beziehungen zwischen angehenden Naturwissenschaftlern verschiedener Länder beitragen.

Internationale Physikolympiaden finden seit 1967 in jährlichem Turnus statt (außer 1973, 1978 und 1980). Ursprünglich waren sie eine Einrichtung der sozialistischen Staaten Osteuropas. Inzwischen nehmen Staaten aus der ganzen Welt daran teil, und es ist anzunehmen, dass die Zahl der außereuropäischen Teilnehmer in den nächsten Jahren noch beträchtlich steigen wird.

Die IPhO findet jedes Jahr in einem anderen Staat statt. Jeder teilnehmende Staat entsendet eine Mannschaft aus fünf Schülerinnen und Schülern. Der eigentliche Wettbewerb besteht aus zwei fünfstündigen Klausuren, einer theoretischen und einer experimentellen. Daneben gibt es ein umfangreiches Programm mit Besichtigungen, Exkursionen, Vorträgen, Konzerten etc. - und natürlich viele Möglichkeiten zu Kontakten mit Schülerinnen und Schülern aus den teilnehmenden Staaten.

Die Bundesrepublik Deutschland nimmt seit 1974 an den Internationalen Physikolympiaden teil. Das Auswahlverfahren für die Mannschaftsmitglieder wird nach einem von der Kultusministerkonferenz beschlossenen Reglement durchgeführt. Es gehört zu den gesamtstaatlich geförderten und von der Kultusministerkonferenz den Schülerinnen und Schülern zur Teilnahme empfohlenen Wettbewerben. Das Auswahlverfahren wird vom Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften (IPN) an der Universität Kiel auf Veranlassung des Bundesministeriums für Bildung und Forschung und in Zusammenarbeit mit den Kultusministerien der Bundesländer durchgeführt.

Teilnahmeberechtigt sind alle Schülerinnen und Schüler allgemeinbildender Schulen, die am 30.6. des Jahres, in dem die Internationale Olympiade stattfindet, das 20. Lebensjahr noch nicht vollendet haben. Gruppenarbeit ist nicht zugelassen.

Anforderungen

Da sich die in der Schule vermittelten Kenntnisse von Land zu Land erheblich unterscheiden, haben sich die an der IPhO teilnehmenden Staaten, um Benachteiligungen zu vermeiden, auf einen gemeinsamen Stoffkatalog geeinigt, der die Grundlage für die in der Olympiade gestellten Probleme darstellt. Eine etwas verkürzte Fassung dieses Stoffkatalogs ist im folgenden aufgeführt. Dieser Stoffkatalog ist natürlich als "obere Grenze" zu verstehen. In den seltensten Fällen besitzen die Teilnehmer an der Olympiade alle darin aufgeführten Kenntnisse.

THEORETISCHER TEIL

  1. Mechanik
    Kinematik eines Massepunktes, Vektorbeschreibung von Position, Geschwindigkeit und Beschleunigung eines Körpers, Newtonsche Axiome, Intertialsysteme, Systeme mit veränderlichen Massen, offene und abgeschlossene Systeme, Impuls, Energie, Arbeit, Leistung, elastische Kräfte, statische und dynamische Reibungskräfte, Gravitationsgesetz und -potential, Energie und Arbeit im Gravitationsfeld, Hooksches Gesetz, Zentripetalbeschleunigung, Keplersche Gesetze, Statik, Massenmittelpunkt, Drehmoment, Kraftpaare, Gleichgewichtsbedingungen, Bewegung des starren Körpers (Translation, Rotation), Winkelgeschwindigkeit und -beschleunigung, Drehimpulserhaltungssatz, Bewegungsgleichung eines starren Körpers um feste Achsen, Trägheitsmoment, kinetische Energie eines rotierenden Körpers, Steinerscher Satz, beschleunigte Bezugssysteme, Trägheitskräfte, Corioliskraft (qualitativ), Druck, Auftrieb, Kontinuitätsgleichung
  2. Thermodynamik und kinetische Gastheorie
    Innere Energie, Arbeit, Wärme, 1. und 2. Hauptsatz der Thermodynamik, ideales Gas, molekulare kinetische Energie, absolute Temperatur, isotherme, adiabatische, reversible, irreversible und quasistatische Prozesse, Carnot-Prozess, Wirkungsgrad, Entropie
  3. Schwingungen und Wellen
    Harmonische Schwingungen und Wellen, Gleichung eines harmonischen Oszillators, Ausbreitung von Wellen, lineare Polarisation, klassischer Dopplereffekt, Schallwellen, Superposition harmonischer Wellen, kohärente, stehende, longitudinale und transversale Wellen, Interferenz
  4. Elektrizitätslehre
    Ladungserhaltungssatz, Coulombsches Gesetz, elektrisches Feld und Potential, Gaußsches Gesetz, elektrisches Dipolmoment, Kapazität, Kondensator, dielektrische Konstante, Energiedichte des elektrischen und des magnetischen Feldes, Stromstärke, Widerstand, innerer Widerstand von Stromquellen, Ohmsches Gesetz, Kirchhoffsche Gesetze, Arbeit und Leistung von Gleich- und Wechselstrom, Joulesches Gesetz, magnetisches Feld eines Stroms, Strom in einem Magnetfeld, Lorentzkraft, Ampèresches Gesetz, Induktionsgesetz, magnetischer Fluss, Lenzsche Regel, Selbstinduktion, Induktivität, Permeabilität, Widerstände, Induktivitäten und Kondensatoren in Wechselstromkreisen
  5. Elektomagnetische Wellen
    Schwingkreise, Oszillationsfrequenz, Wellenoptik, Beugung am Einfach- und Doppelspalt, Beugungsgitter, Aulösung eines Gitters, Bragg-Reflexion, Dispersions- und Beugungsspektren, Linienspektren von Gasen, Polarisation durch Reflexion, Polarisationsfilter, Schwarzer Körper, Stefan-Bolzmannsches Gesetz
  6. Quantenmechanik, Relativitätstheorie und Struktur der Materie
    Photoelektrischer Effekt, Energie und Impuls eines Photons, de Broglie-Wellenlänge, Heisenbergsche Unschärferelation; Relativitätsprinzip, Additon von Geschwindigkeiten, relativistischer Dopplereffekt, relativistische Gleichungen für Position, Impuls, Geschwindigkeit und Energie, Energie-Masse-Beziehung, Energie- und Impulserhaltungssatz, Braggsche Gleichung, Energieniveaus von Atomen, Molekülen und Atomkernen (qualitativ), Emission, Absorption, Spektrum des Wasserstoffatoms, a-, b-, c-Zerfall, Strahlungsabsorption, Halbwertszeit, exponentieller Zerfall, Kernteilchen, Massendefekt, Kernreaktionen.

EXPERIMENTELLER TEIL

Der theoretische Teil des Stoffkatalogs bildet die Grundlage für alle experimentellen Probleme. Zusätzliche Anforderungen sind:

  • Kenntnisse der Standardmethoden zur Bestimmung der im theoretischen Teil aufgeführten physikalischen Größen.
  • Kenntnisse der üblichen Standardinstrumente (z.B. Thermometer, Multimeter, Mikroskop)
  • Fähigkeit, Nicht-Standardinstrumente (z.B. Oszilloskop, Signalgenerator, Laser) nach ausführlicher Anleitung zu benutzen.
  • Identifizierung von Fehlerquellen, Abschätzung von Fehlern, absolute und relative Fehler, Genauigkeit von Messinstrumenten.
  • Konstruktion von Graphen mit verschiedenen Skalen (z.B. logarithmische Skalen)

Weitere Informationen zur Internationalen Physik-Olympiade finden Sie unter www.ipn.uni-kiel.de/projekte/ipho/start.htm.

 
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