COMPUTEREINSATZ IN DER PHYSIK prsentiert Maike Thiel Kezban
COMPUTEREINSATZ IN DER PHYSIK präsentiert Maike Thiel Kezban Akayin Kirstin Körner Hayriye Görsün
Inhalt � � � � Definition Physik Computergestützte Arbeitsweise Anwendungsgebiete Einsatzformen des Computers Arbeitsmethoden Vorteile Nachteile Quellen
Definition Physik � � untersucht die grundlegenden Phänomene in der Natur Zusammenspiel experimenteller Methoden und theoretischer Modellbildung
Computergestützte Arbeitsweise � � Methoden, die Ausgangsgleichungen numerisch oder algebraisch mit dem Computer lösen oder auch mit der Simulation von Regelsystemen Untersuchung physikalischer Probleme Grundlage jeder Simulation ist ein Modell, das die Wirklichkeit im Rahmen gewisser Näherungen beschreibt Der Computer dient zur � Realisierung des modellierten Systems � Messung physikalischer Größen � Bestimmung der Auswirkungen der Modellparameter
Anwendungsgebiete � � � Astrophysik und Kosmologie � bei der Entstehung des Universums Strömungsmechanik � bei Simulationen des Luftwiderstandes Festkörperphysik � bei Phasenübergängen Thermodynamik � Systeme der kondensierten Materie Meteorologie und Klimatologie � bei Wetter- und Klimasimulationen Biophysik � bei der Simulation von Proteinfaltungen
Einsatzformen des Computers � � � Informationssysteme Computergestützte Experimente Messwertanalyse Simulationen & Animationen Dokumentationen & Präsentationen Kommunikation & Koorperation
Informationssysteme � Das Internet wird als Nachschlagwerk verwendet � Die häufigsten Suchkriterien sind naturwissenschaftliche Fachbegriffe und Namen bedeutender Forscher.
Computergestützte Experimente � Digitale Messwerterfassung � z. B grafische Darstellung � Zeitersparnis � der Computer wird als Experimentiergerät in z. B. Untersuchung des Dopplereffekts eingesetzt
Messwertanalyse � Formale und routinemäßige Rechentätigkeiten können vom Computer übernommen werden � Oft werden Tabellenkalkulationsprogramme eingesetzt Simulationen und Animationen � Computersimulation stellt die mathematische Modelle in einem Computerprogramm dar � Der physikalische Effekt rückt in den Vordergrund
. Dokumentationen � und Präsentationen Weit verbreitet sind Word zur Textverarbeitung, Power. Point zur Erstellung von Präsentationen Kommunikation und Kooperation � Internetplattformen ermöglichen die Austauschprozesse bei Experimenten
Arbeitsmethoden � � � Solid Works - (3 D - Konstruktionen) Comsol Multiphysics - (Simulation) Matlab - (Lösen von DGL) Microsoft Visual C++ - (Programmierung) National Instruments - (Labview - MDE) LT-Spice - (Elektronik - Darstellung von Schaltungen)
Solid. Works
Simulation COMSOL
Vorteile � � � � � Ökonomisch, da keine Materialien benötigt werden Leichte Variabilität von Parametern Auch aus großer Entfernung können Geräte bedient werden Schneller Austausch von Daten / Ergebnissen Übersichtliche, klare und anschauliche Darstellung von Messergebnissen Direkte Aufbereitung, Interpretation und Analyse von Ergebnissen Steuerung von Geräten etc. programmierbar Weniger Hardware nötig Feinere, genauere und leichtere Justierung von Maschinen etc.
Nachteile � � Gerätefehler Nur hinreichend bekannte Medien können untersucht werden Keine realen Versuchsbedingungen Bei komplexen Programmen kommt es schnell zu Bedienfehlern
Quellen � � www. wikipedia. de www. lehrer-online. de www. csl-computer. com www. physik. uni-regensburg. de
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