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Physiksommer 2017, Ein Sommerkolleg für physikinteressierte Schülerinnen und Schüler der gymnasialen Oberstufe

Das Thema des diesjährigen Physiksommers lautet: Kosmos und elementare Teilchen Er findet statt vom 25. bis zum 29. September 2017 und wird vom Institut für Physik der Technischen Universität Ilmenau organisiert. Der Kosmos stellt die Gesamtheit von Raum, Zeit, Materie und Energie dar. Er umfasst kleinste Strukturen, die Elementarteilchen, bis hin zu großräumigen Objekten wie Galaxien und Galaxiehaufen. Das Standardmodell der Kosmologie nimmt zur Zeit des Urknalls einen nahezu punktförmigen Zustand des Universums an, das sich dann durch Expansion zum heute beobachtbaren Kosmos entwickelt und weiter vergrößert. Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie dient der Kosmologie als Basis. Diese Theorie hat am 14. September 2015 durch die Entdeckung von Gravitationswellen eine weitere Bestätigung erfahren – knapp vor ihrem einhundertsten Geburtstag. Für zukünftige Forscherinnen und Forscher behält sich unser Kosmos noch genügend ungelöste Fragen vor. Ein zentrales und bislang nicht bewältigtes Problem stellen die Dunkle Materie und die Dunkle Energie dar. Der Physiksommer 2017 knüpft an seine siebzehnjährige Tradition an, mit modernen Themen noch mehr Begeisterung für die Physik bei Schülerinnen und Schülern der gymnasialen Oberstufe zu entfachen und sie zum Studium der Physik oder eines naturwissenschaftlich orientierten Fachs zu bewegen. Man könnte denken, dass der Kosmos und die elementaren Teilchen viel zu abstrakte Themen für eine mögliche Begeisterung von Schülerinnen und Schüler darstellten. Dem ist zu entgegnen, dass wichtige Beobachtungs-instrumente für den Kosmos, wie beispielsweise das Hubble-Teleskop, auf geometrischer Optik beruhen. Die Entdeckung der Gravitationswellen ist ohne die Interferenz von Laserlicht nicht denkbar und macht von der Wellennatur des Lichts Gebrauch. Weiter kann man mit dem Elektron, einem Elementarteilchen, Schülerversuche durchführen. Nicht zuletzt bietet der Kosmos reichhaltige Ansatzpunkte zu philosophischen Gedanken, die die eine oder andere Kaffeepause bereichern können. Die Physik ist eine experimentelle Wissenschaft. Aus diesem Grund spielen die während des Kollegs angebotenen Projektarbeiten und Praktikumsversuche eine herausragende Rolle. In der Projektarbeit erarbeiten die Schülerinnen und Schüler unter der Anleitung eines studenti¬schen Tutors ein selbst gewähltes Thema, das im Zusammenhang mit dem Physiksommer steht. Die Ergebnisse dieser Arbeit werden durch einen kurzen Vortrag am Ende des Kollegs vorgestellt. Die besten Präsentationen werden mit einem Buchpreis ausgezeichnet. Im Praktikum werden die Schülerinnen und Schüler unter Anleitung Versuche durchführen, die Studierende der Physik an der Technischen Universität Ilmenau im Grundpraktikum als Prüfungsleistung absolvieren. Ilmenauer Physik-Professoren werden Vorlesungen halten, die sich, reich an Experimenten, mit dem Thema des Sommerkollegs auseinandersetzen. Der Physiksommer besteht also aus drei Einheiten. Die Projektarbeit wird etwa 50% des gesamten zeitlichen Umfangs beanspruchen und steht damit im Zentrum des Kollegs. Die notwendige Literaturrecherche werden die Schülerinnen und Schüler mit Hilfe der Universi-tätsbi¬bliothek und des Internets durchführen. Mögliche Projektthemen sind: • Hubble-Teleskop • Kosmische Strahlung • Kopernikus und Keppler • Schwarze Löcher • Dunkle Materie • Teilchenbeschleuniger • Weiße Zwerge • Gravitationswellen • Kernfusion • Raketen • Urknall-Theorie • Antimaterie Die Praktikumsversuche finden im Grundpraktikum statt, das Studierende der Physik an der Technischen Universität Ilmenau absolvieren. Unter Anleitung werden die Schülerinnen und Schüler moderne experimentelle Techniken und Methoden der Physik kennenlernen und sie auf relevante Fragestellungen zum Thema des Kollegs anwenden. Diese Versuche beanspru-chen etwa 35% des zeitlichen Umfangs. Der Rest der zur Verfügung stehenden Zeit wird von Vorlesungen belegt. Als Gäste sind vorgesehen Herr Prof. Rolf Heuer (Präsident der Deutschen Physikalischen Gesellschaft) mit einem Schülervortrag zum CERN und Herr Prof. Peter Uwer (Humoldt-Universität zu Berlin) als anerkannter Experte für Elementarteilchenphysik. Herr Prof. Siegried Stapf (Technische Universität Ilmenau) wird einen Übersichtsvortrag zur Astrophysik und Kosmologie vorbereiten. Damit werden die Grundlagen für das Verständnis der verschiedenen thematischen Aspekte gelegt sowie die Bedeutung der Physik im alltäglichen Leben und für den technologischen Wandel durch namhafte Sprecher aufgezeigt. Die Unterbringung der Teilnehmerinnen und Teilnehmer erfolgt in der Ilmenauer Jugendher-berge. Die Stadt Ilmenau stellt ihre Sommer-Rodelbahn zur Verfügung, so dass Schülerinnen und Schüler auch in sportlicher Hinsicht zu Höchstleistungen animiert werden. Das Kennenlernen des studentischen Lebens auf dem Universitätscampus und ein gemeinsames Abendessen mit Tutoren und Dozenten bieten weitere Gelegenheiten zu intensivem Gedankenaustausch zwischen Schülern, Studierenden, Lehrern und Forschern. Das Programm wendet sich an physikinteressierte Schülerinnen und Schüler der gymnasia-len Oberstufe, die insbesondere Physik-Leistungskurse oder naturwissenschaftliche Spezial-klassen belegen. Die Teilnehmerzahl ist aufgrund der Projektarbeit und des Praktikums auf 50 beschränkt. Unter den Bewerbern wird eine Auswahl nach der Originalität und dem wis-senschaftlichen Inhalt eines einseitigen, von den Bewerbern zu verfassenden Aufsatzes zum Thema des diesjährigen Physiksommers getroffen. Der Ilmenauer Physiksommer wurde erstmals im Jahr 2001 durchgeführt und findet seitdem jährlich zu verschiedenen Themen statt. In diesem Jahr steht das Sommerkolleg unter der Leitung von Prof. Jörg Kröger, der am Institut für Physik forscht und lehrt. Institut für Physik Telefon: +49 3677 693608 Technische Universität Ilmenau Telefax: +49 3677 693205 Weimarer Straße 32 Email: physiksommer2017@tu-ilmenau.de D-98693 Ilmenau Web: www.tu-ilmenau.de/physiksommer

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