Erfindungen, die die Welt veränderten - von der Antike zur Gegenwart

Fakultät Mathemaitk und Naturwissenschaften Fachrichtung Physik , Professur Didaktik der Physik

Dresden, 8. November 2008

Gesche Pospiech, Didaktik der Physik

Das Rad

Scheibenrad

4000 v.Chr.

2000 n.Chr.

Speichenrad,ab 2000 v.Chr.

Mikrozahnrad

Differentialgetriebe

Technik und Mechanik in der Antike

Technik () Herstellung von Maschinen: nach der Natur, über die Natur hinaus, „gegen” die Natur Begründung von Arbeitsschritten(mit Erfolgsaussicht) Beherrschung verschiedenerArbeiten

Mechanik () List über die Natur (Kräne, Theaterapparate) Forschen nach Ursachen Beschreibung mit Hilfe mathematischer Methoden

Dampfmaschinen - gestern und heute

Newcomen, 1712Dampfmotor, 2005

Deutsches Museum

Spilling

Dampfmotor bei Kraft-Wärme-Kopplung

Animation auf: www.otag.de

Älteste Schiffsdampfmaschine

Kurbelwelle mit Aufschrift: «Krupp bei Essen 1853 – 10 Jahre Garantie»

Fotos: Sächsische Dampfschifffahrt Dresden

Stirlingmotor

Robert Stirling, 1790- 1878

U-Boot-Stirlingmotor,Schweden

Stirling-Kältemaschine

Stirlingmotor als Spielzeug

Experimente mit dem Elektrophor

Harzkuchen mit Metalldeckel

Lichtenbergsche Figuren

Foto: AG Didaktik und Geschichte der Physik , Carl von Ossietzky-Universität Oldenburg

Volta erklärt Napoleon die neuartige Stromquelle

Über die „Voltasche Säule”

"Nun wohl, ich zögere nicht, es auszusprechen, dass diese anscheinend träge Masse, diese wunderliche Zusammenstellung, diese Säule von so vielen Paaren ungleicher, durch etwas Flüssigkeit getrennter Metalle, durch ihre auffallenden Wirkungen das wunderbarste Instrument ist, welches die Menschen jemals erfunden haben."

Arago

Entwicklung elektromagnetischer Maschinen

1831: Entdeckung der elektromagnetischen

Induktion durch Michael Faraday

1832: Wechselstromgenerator

1834: Erster Elektromotor von Moritz Hermann

Jacobi (St. Petersburg)

1838: Erstes Elektroboot

1881: Charles Jeantaud's Elektrowagen (21 Batterien,

Rekorde: 63km/h resp. 92,7km/h)

Die 1. Elektrolokomotive 1879

Weltausstellung Berlin 1879Foto: Siemens

Automobile um 1900

USA, 1900: 40 % Dampfwagen, 38 % Elektrowagen, 22 % Benzinwagen

Peugeot-Dampfwagen, 1889 Porsches Elektromobil, Allrad, 1900

Auto mit austauschbarem Antrieb, 1905Rennwagen mit Verbrennungsmotor, 1903

Mikrowellenofen 1947-1967

Percy Spencer (1894-1970)

1. Mikrowellenofen, 1947

1. „erschwingliche” Haushalts-Mikrowelle, 1967

Magnetron

Weintraube in der Mikrowelle

Das elektrische Feld wird in den wasserhaltigen Weintrauben gebündelt.

Funktionsprinzip des Lasers

Zeichung aus: D. Meschede: Optik, Licht und Laser, Teubner Verlag

Der Selbstbau-Stickstofflaser

Die ersten Transistoren

J. Bardeen, W. Shockley, W. Brattain 1947

"It was really the dawn of the era of material sciences. Both at our group and at Bell Labs we were going down into the material and changing its properties in order to change its behavior. I've lived to see the entire world transformed as a result." Herbert Matare

MOSFET-Transistoren

Flash-Speicher

Physik - Theorie und Praxis

Theorie

Thermodynamik 1824 / 1842 100 1712 / 1769

Elektrodynamik 1864 1819 / 1831 1834

elektromagn. Wellen 1864 1888 1896

Relativitätstheorie 1917 1919 ca. 1985

Quantenphysik 1900/1925 1900 / 19. Jhdt. ab 1947

Laser 1916 1928 1960 ff

Quantenkryptographie (1925 / 1927) 1985 2007

Physikalisches Gebiet

erste experimentelle Nachweise

technische Anwendungen

„Wir werden niemals Experimente mit nur einem einzelnen Elektron, Atom oder Molekül

durchführen können. In Gedankenexperimenten können wir dies vielleicht annehmen. Aber

das führt zu geradezu lächerlichenKonsequenzen”

Erwin Schrödinger, 1952

Quantenphysik