VP 04
| Vortragende/r: | Dr. Hans-Otto Carmesin |
| Institution: | Studienseminar Stade und Gymnasium Athenaeum |
| Datum: | 13. November 2023 |
| Zeit: | 11:00 - 11:45 Uhr |
| Raum: | PH |
| Plätze: | noch 25 Plätze frei |
Wir alle kennen Schwingungen, von der Schaukel, von der Federung am Fahrrad oder einfach vom Pendeln unserer Arme. Schüler*innen messen charakteristische Größen wie Auslenkung, Amplitude, Periodendauer und Frequenz und untersuchen damit die Federung im Modellversuch Feder – Masse – Pendel. Sie entdecken die harmonische Schwingung bei sinusförmigem Zeitverlauf der Auslenkung, sowie die Proportionalität der Periodendauer zur Wurzel aus Masse pro Federkonstante. Warum ist das so? Das erklärt die Newtonsche Mechanik, analysiert mit der Differenzenmethode oder mit einer Differentialgleichung. Ähnlich entdecken die Lernenden die gedämpfte Schwingung, die erzwungene Schwingung sowie die Resonanz. Diese Schwingungstypen treten auch beim Pendel beim Schlingertank im Wasser oder beim elektromagnetischen Schwingkreis auf. Schwingungen sind also in vielen Kontexten wichtig und universell.
Wir alle kennen Wellen, z. B. Wasserwellen, Seilwellen, Schallwellen. Sie können auf Oszillatoren zurückgeführt werden und haben zusätzlich eine Wellenlänge, Ausbreitungsrichtung und Polarisation. Dadurch entstehen neue Phänomene wie Brechung, Überlagerung, Reflexion, stehende und laufende Wellen, Interferenz, Beugung oder Polarisation. Entsprechend gibt es viele wichtige Anwendungen in allen Bereichen von Natur und Technik: Schall und Hören sowie Musik, Licht mit Sehen sowie Kunst, elektromagnetische Wellen mit Mobiltelefon sowie WLAN, Wasserwellen und Seefahrt, Röntgenstrahlung mit Medizintechnik. Bei all den vielfältigen Phänomenen ist die Dynamik auch bei den Wellen universell, sie bildet sogar eine Grundstruktur der Quanten.