Reale und virtuelle Experimente verfolgen unterschiedliche Lernziele. Daher gilt es, sie sinnvoll zu kombinieren. (Bild: Adobe Stock / Rido, vgl. S. 24)
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Physik Journal 5 / 2023
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Meinung
Aktuell
• 5/2023 • Seite 6 • DPG-Mitglieder
Deutschland (wieder) beim SKA dabei
Deutschland tritt dem internationalen Großforschungsprojekt Square Kilometre Array Observatory (SKAO) bei.
• 5/2023 • Seite 7 • DPG-Mitglieder
WissZeitVG: Zu kurz für eine Qualifizierung
Die DPG und die Allianz der Wissenschaftsorganisationen kritisieren die geplante Novellierung des Wissenschaftszeitvertragsgesetzes.
• 5/2023 • Seite 8 • DPG-Mitglieder
Exzellent in der Atmosphäre und bei Oberflächen
Der Senat der Leibniz-Gemeinschaft empfiehlt die weitere Förderung der Institute in Rostock und Leipzig.
• 5/2023 • Seite 9 • DPG-Mitglieder
Juice: Nächster Halt Jupiter
Die Raumsonde Juice ist zum Jupiter gestartet, um ihn und seine Eismonde zu untersuchen.
• 5/2023 • Seite 10 • DPG-Mitglieder
Diverse Unterschiede
Verschiedene Studien belegen, dass Geschlecht und Herkunft noch immer einen Unterschied für die wissenschaftliche Karriere machen.
• 5/2023 • Seite 11 • DPG-Mitglieder
German U15 bezieht Position
Forschungsstarke Universitäten äußern sich zum geplanten Forschungsdatengesetz und geben Empfehlungen für die Lehrkräftebildung.
• 5/2023 • Seite 11 • DPG-Mitglieder
DHV: Im Spannungsfeld von Wissenschaft und Politik
Der Deutsche Hochschulverband (DHV) hat Leitlinien für Wissenschaftskooperationen mit autoritären Staaten formuliert.
• 5/2023 • Seite 12 • DPG-Mitglieder
Atomausstieg vollzogen
Am 15. April wurden die letzten drei deutschen Kernkraftwerke abgeschaltet.
• 5/2023 • Seite 12 • DPG-Mitglieder
Bei FAIR geht es weiter
Der Bund und das Land Hessen sichern den Ausbau des Forschungszentrums bis zur Stufe „First Science“.
• 5/2023 • Seite 14 • DPG-Mitglieder
Österreich: Exzellent unterwegs
Österreich fördert mit dem Programm „excellent=austria“ die Spitzenforschung.
Leserbriefe
High-Tech
Brennpunkt
• 5/2023 • Seite 18 • DPG-MitgliederTunnelblick auf Reaktionen
Die langsamste Rate für eine chemische Tunnelreaktion wurde gemessen.
Streifzug
Lehre
• 5/2023 • Seite 24 • DPG-MitgliederDas Beste aus zwei Welten
Reale und virtuelle Experimente erlauben unterschiedliche Blickwinkel auf ein Thema.
Äpfel und Birnen sollte man nicht vergleichen. Gleiches gilt für reale und virtuelle Experimente im Unterricht. Besser ist es, beide Experimentierformate zu kombinieren, um den Lernenden einen Einblick in das Lernthema aus verschiedenen Perspektiven zu erlauben.
Das Experimentieren ist zentraler Bestandteil des Physikunterrichts und fest im Curriculum verankert. Experimente helfen, Zusammenhänge zwischen verschiedenen (physikalischen) Größen zu erkennen und zu erforschen. Dabei dienen sie sowohl der Bestätigung bereits theoretisch erfasster Zusammenhänge als auch der exploratorischen Erkundung noch unbekannter Abhängigkeiten. Experimente können die Kompetenz der Lernenden zum systematischen Variieren von Variablen fördern und ihren Umgang mit verschiedenen Materialien und Messinstrumenten trainieren. Sie geben einen ersten Einblick in wissenschaftliches Arbeiten, etwa in der experimentellen Physik. Das Hauptziel der meisten Schülerexperimente ist das Erlangen von Konzeptverständnis. Die Lernenden sollen durch das Experimentieren die erforschten Zusammenhänge erkennen und diese Erkenntnisse in ihr bestehendes Wissen zu dem jeweiligen Sachverhalt integrieren.
An diesem Punkt scheitern Schülerexperimente leider oft in der Praxis. Entweder führen die Lernenden die Experimente durch chaotische Aufbauten oder unpassende Anleitungen nicht korrekt durch oder die relevanten Beobachtungen lassen sich nicht gut genug tätigen. Teilweise reicht auch die Zeit nicht aus, um sich intensiv mit dem Experiment auseinanderzusetzen. Dadurch arbeiten die Kinder und Jugendlichen die Experimente nur hastig und rezeptartig ab und können die neuen Erkenntnisse nicht wie gewünscht in ihr bisher erlangtes Wissen integrieren. (...)
Überblick
• 5/2023 • Seite 29 • DPG-MitgliederBrillante Neutronenstrahlen
Eine neue Generation von Neutronenquellen für Wissenschaft und Industrie
Neutronen spielen als Sonden eine essenzielle Rolle in Materialforschung und Wirkstoffentwicklung. Die benötigten Strahlen freier Neutronen stammten bisher hauptsächlich aus Kernspaltungsprozessen in Forschungsreaktoren. Viele der Reaktoren erreichen demnächst das Ende ihrer Laufzeit. Daher wartet die Nutzergemeinschaft gespannt auf die Inbetriebnahme der Europäischen Spallationsquelle (ESS) im schwedischen Lund, welche die leistungsfähigste Neutronenquelle der Welt sein wird. Gleichzeitig geht die Entwicklung neuer hochbrillanter beschleunigergetriebener Quellen voran, um das europäische Netz zu ergänzen. Neue Ansätze ermöglichen es, brillante Neutronenstrahlen für Wissenschaft und Industrie bereitzustellen – an zuverlässigen, nachhaltigen, flexiblen Einrichtungen mit moderaten Betriebskosten und leichtem Nutzerzugang.
Neutronen finden in fast allen wissenschaftlichen Gebieten Anwendung: von der Strukturaufklärung magnetischer Materialien, der Erforschung von Quantenphänomenen und den Eigenschaften von Batteriematerialien über die Struktur und Dynamik von Polymeren und Proteinen, die Belastbarkeit und Struktur komplexer Werkstoffe, die Wechselwirkung von Biomolekülen bis hin zu den Eigenschaften geologischer Materialien und der Untersuchung archäologischer Funde oder Kulturgegenstände. Entscheidend für die Attraktivität von Neutronen als Sonden in der Mikrowelt sind ihre besonderen Eigenschaften (Infokasten).
Um Neutronenstrahlen zu erzeugen, ist es nötig, Neutronen aus Atomkernen freizusetzen. Dazu gilt es, die von der starken Wechselwirkung vermittelte Bindung mit den Protonen im Kern zu überwinden. Um einen möglichst hohen Neutronenfluss, also möglichst viele Neutronen pro Sekunde und Flächenelement, zu erhalten, sind in der Regel relativ große Anlagen nötig. Die erforderlichen Abmessungen übersteigen wie die Investitionen und Betriebskosten die Möglichkeiten einer Universität. So benötigt die Materialforschung Neutronenflüsse, die nur Kernreaktoren oder Anlagen mit Ionenbeschleunigern bereitstellen. Zahlreiche Instrumente erlauben verschiedene wissenschaftliche Anwendungen. Ein Peer-Review-Begutachtungsverfahren organisiert üblicherweise die Vergabe von Messzeit an diesen Neutronenquellen, die angewandter und Grundlagenforschung sowie der Industrie offenstehen. (...)
Physik im Alltag
Menschen
Rezensionen
• 5/2023 • Seite 46 • DPG-Mitglieder
Roland Lehoucq, Loïc Mangin, Jean-Sebastien Steyer: Die Wissenschaft von Mittelerde
DPG
• 5/2023 • Seite 48 • DPG-Mitglieder
Gesucht: die beste Performance
Der Arbeitskreis PIK hat den ersten Datathon veranstaltet.
• 5/2023 • Seite 49 • DPG-Mitglieder
Die GemeinsamBox
Ein Projekt soll die mentale Gesundheit im Studium verbessern.
• 5/2023 • Seite 50 • DPG-Mitglieder
Angewandte Umbenennung
Die ehemalige Arbeitsgruppe Fachhochschulen wurde umbenannt in AG Hochschulen für Angewandte Wissenschaften (AGHAW).
Tagungen
• 5/2023 • Seite 53 • DPG-Mitglieder
Physik und Technik
WE-Heraeus-Fortbildung für Lehramtsstudierende, Studienreferendare und Lehrkräfte
