Fachbereich Physik der Justus-Liebig-Universität Gießen

Experimentierübungen für
Lehramtskandidaten (L3)

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Veranstalter: I. Physikalisches Institut
Leitung: Prof. Dr. G. Hermann (Tel.: 33120), Dr. G. Lasnitschka (Tel.: 33125)
Ort: Hörsaalgebäude des I. Phys. Inst., Heinrich-Buff-Ring 16, R 042/043
Dauer: 1 Semester, 4 SWS
Termin: Di, 14.00 - 17.00 Uhr
Voraussetzungen: Abgeschlossenes F-Praktikum (1.Teil)
Anmeldung: Dr. G. Lasnitschka (R 307 Physikgebäude, Tel.: 33125)


Hinweis: Um rechtzeitige Anmeldung (gegen Ende des F-Praktikums, 1. Teil) wird dringend gebeten. Das Praktikum besitzt nur eine beschränkte Zahl an Praktikumsplätzen. U.a. durch "Quereinsteiger" aus dem Diplom-Studiengang sind die Teilnehmerzahlen recht unterschiedlich und unvorhersehbar. Beachten Sie die Aushänge im Hörsaalgebäude der Physikalischen Institute (Vorbesprechungstermin)!

Zielsetzung: Dieses Praktikum der Experimentalphysik will die kreative Ideenfindung beim Konzept und das Geschick zur Durchführung von zur Demonstration physikalischer Phänomene geeigneten Experimenten fördern. Es unterscheidet sich wesentlich von den Praktika, die Sie bisher kennenlernten. So finden Sie hier zum Beispiel keine fertig aufgebauten Versuche mehr vor. Entsprechend der späteren Herausforderung als Lehrer sind Versuchsaufbauten sind aus einer Gerätesammlung zusammenzustellen. Dabei ist auch Improvisationsvermögen gefragt.

Hinweise zur Vorbereitung: Klären Sie also zunächst, welche wesentlichen Zusammenhänge und Gesetze es zu dem gewählten Thema gibt und welche mit Hilfe von Experimenten demonstriert, bestätigt oder illustriert werden sollen! Wenn die Erinnerung versagt, kommen Sie um ein erneutes, gründliches Studium dieses Gegenstands nicht herum. Nur wenn der physikalische Hintergrund beherrscht wird, ist Elementarisieren möglich. Erarbeiten Sie dann ein kurzes, dennoch klares und umfassendes Experimentierprogramm. Überlegen Sie sich vorher genau, was Sie zu dem gewählten Thema mit den vorhandenen Geräten (Geräteliste wird ausgeteilt) zeigen können und wollen: Welche Versuche sind besonders geeignet, die wesentlichen Zusammenhänge klarzustellen? Welche Versuchsergebnisse machen Zusammenhänge unmittelbar quantitativ deutlich (z.B. Proportionalitäten oder Potenzgesetze)? Solche Experimente sind der Aufnahme langer Meßreihen im Unterricht oftmals vorzuziehen.
Treffen Sie Ihre Themenwahl insgesamt möglichst vielseitig und versuchen Sie im Verlauf des Praktikums, Experimente zu allen wichtigen Gebieten zu entwerfen und zu erproben. Unsere Anleitung soll Ihnen dazu (nur) Anregungen geben.

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Sachgebiet Thema bzw. Versuche Kürzel
Mechanik Pendelversuche:
Fadenpendel, Federpendel, erzwungene Schwingungen, el. u. unel. Stoß
ML
Experimente mit der Luftkissenbahn:
Kinematik, Stöße, Schwingungen
ML
Schall/Akustik Schallausbreitung Aa
Optik Geometrische Optik:
Reflexion, Brechung, Farbenlehre, optische Linsen u. Spiegel
OGa
Optische Apparate:
Linsen, Spiegel, Abbildungen, Kamera, Projektor, Fernrohr, Mikroskop
OGb
Wellenoptik Optische Beugung und Interferenz OWa
Versuche mit der Wellenwanne OWb
Grundlagen der Elektrik Gesetze der Elektrik:
Coulomb-, Lorentz-, Induktionsgesetz
EG
Stromkreise:
Reihen- und Parallelschaltungen reeller und komplexer Widerstände, Parallel- und Reihenresonanz
ESa
Anwendungsbeispiele für den Oszillographen, Schwingkreise, Kennlinien ESb
Elektrische Maschinen Der Transformator EMa
Motoren und Generatoren EMb
Elektronik Dioden, Transistoren, Optoelektronik EEa
Analoge Operatiosverstärkerschaltungen EEb
Digitale Schaltungen, Rechner EEc
Atomphysik Atom- und Molekülsprektren AS
Experimente mit freien Elektronen:
Fadenstrahlrohr, Elektronenbeugung
AE
Versuche mit Röntgenstrahlung AR
Thermodynamik Wärme-Kraft-Prozeß:
Stirling-Motor, Kältemaschine, Wärmepumpe
Ta
Kalorik:
elektrische und mechanische Messung der spezifischen Wärmekapazität, kalorimetrische Messung von Wärmekapazitäten, Dulong-Petitsches Gesetz
Tb
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  1. Die Übungen erfolgen in der Regel in Zweiergruppen.
  2. Es sind 12 Praktikumsnachmittage à 3 Zeitstunden vorgesehen; es besteht Anwesenheitspflicht.
  3. Jede Gruppe trägt sich mit der Kurzbezeichnung (Kürzel) des Versuchs für den jeweils nächsten Praktikumstag in die Versuchsliste ein, da jedes Experimentierthema für einen Praktikumstag nur einmal vergeben werden kann.
  4. Es ist nicht fest vorgegeben, wieviele verschiedene Versuche Sie während des Praktikums machen müssen, Sie sollten jedoch aus jedem Sachgebiet mindestens ein Experiment bearbeitet haben. Sie können für ein Experiment auch einen zweiten Praktikumstag einplanen, wenn Sie selbst weitere Ideen realisieren und ausprobieren möchten.
  5. Zur Vorbereitung und Planung eines Experiments steht Ihnen die Geräteliste der Praktikumssammlung sowie eine Kurzanleitung zur Verfügung. Die dort aufgelisteten möglichen Experimente sind nur Vorschläge, die Sie annehmen können, wenn Ihnen selbst nichts einfällt bzw. Sie in der Literatur keine geeigneten Experimente finden. Geräteliste und Kurzanleitungen sowie eine Literaturliste erhalten Sie in der Vorbesprechung.
  6. Ferner finden Sie Hinweise auf spezielle Anleitungen, Bedienungsanleitungen für Geräte oder Sonderpublikationen zum Experimentierthema, die in Ordnern oder Stehsammlern bereitgehalten werden. Sie sollten rechtzeitig (z.B. am Ende des vorausgehenden Praktikumtages) Einblick nehmen und sich ggf. Teile kopieren, sofern die Bedienungsanleitungen und Gerätekarten nicht ausgeliehen werden können.
  7. Bücher bzw. Anleitungen sind nur zwischen den Praktikumstagen ausleihbar (vgl. die Hinweise auf der Literaturliste). Bitte in die aushängende Ausleihliste eintragen.
  8. Auf den Versuchsanleitungen finden Sie Stichworte zum physikalischen Hintergrund. Es wird erwartet, daß Sie diesen Hintergrund beherrschen und ggf. aufarbeiten, da nur bei vollem Verständnis eine richtige Elementarisierung eines physikalischen Zusammenhangs in Verbindung mit der Demonstration im Versuch gewährleistet ist.
  9. Es werden keine schriftlichen Ausarbeitungen erwartet; Sie sollten aber mit einem Experimentierkonzept zum Praktikum kommen, das Sie den Betreuern ggf. erläutern können. Auch ist es empfehlenswert, sich gelungene Experimentieraufbauten für spätere Zeiten zu dokumentieren.
  10. Am Ende des Praktikums hält jeder Teilnehmer einen kurzen (ca. 30 min) Vortrag mit Experimenten zu einem frei wählbaren Thema vor der Praktikumsgruppe, über den im Anschluß diskutiert wird. Der Vortrag richtet sich an die Kollegen im Praktikum. 2-3 Praktikumstage vorher geben Sie eine kurze Zusammenfassung (ca. 1 Seite) vom Vortrag und dem geplanten Experimentierprogramm ab. Zur Vorbereitung Ihrer Experimente des Vortrages wird Ihnen zusätzlich auch außerhalb der Praktikumszeiten die Möglichkeit gegeben, in den Räumen probeweise zu experimentieren.