Computereinsatz in der Physik

COMPUTEREINSATZ

IN DER PHYSIK

Maike Thiel

Kezban AkayinKirstin Körner

Hayriye Görsün

präsentiert

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 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,

PowerPoint zur Erstellung von Präsentationen

Kommunikation und Kooperation

Internetplattformen ermöglichen die

Austauschprozesse bei Experimenten

Arbeitsmethoden

Solid Works - (3D - Konstruktionen) Comsol Multiphysics - (Simulation) Matlab - (Lösen von DGL) Microsoft Visual C++ - (Programmierung) National Instruments - (Labview - MDE) LT-Spice - (Elektronik - Darstellung von Schaltungen)

SolidWorks

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