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Computereinsatz in der Physik

Computereinsatz in der Physik. Maike Thiel Kezban Akayin Kirstin Körner Hayriye Görsün. präsentiert. Inhalt. Definition Physik Computergestützte Arbeitsweise Anwendungsgebiete Einsatzformen des Computers Arbeitsmethoden Vorteile Nachteile Quellen. Definition Physik.

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Computereinsatz in der Physik

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Presentation Transcript

  1. Computereinsatz in der Physik Maike Thiel Kezban Akayin Kirstin Körner Hayriye Görsün präsentiert

  2. Inhalt • DefinitionPhysik • Computergestützte Arbeitsweise • Anwendungsgebiete • Einsatzformen des Computers • Arbeitsmethoden • Vorteile • Nachteile • Quellen

  3. Definition Physik • untersucht die grundlegenden Phänomene in der Natur • Zusammenspiel experimenteller Methoden und theoretischer Modellbildung

  4. 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

  5. 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

  6. Einsatzformen des Computers • Informationssysteme • Computergestützte Experimente • Messwertanalyse • Simulationen & Animationen • Dokumentationen & Präsentationen • Kommunikation & Koorperation

  7. Informationssysteme • Das Internet wird als Nachschlagwerk verwendet • Die häufigsten Suchkriterien sind naturwissenschaftliche Fachbegriffe und Namen bedeutender Forscher.

  8. Computergestützte Experimente • Digitale Messwerterfassung • z.B grafische Darstellung • Zeitersparnis • der Computer wird als Experimentiergerät in z. B. Untersuchung des Dopplereffekts eingesetzt

  9. Messwertanalyse • Formale und routinemäßige Rechentätigkeiten können vom Computer übernommen werden • Oft werden Tabellenkalkulationsprogramme eingesetzt SimulationenundAnimationen • Computersimulation stellt die mathematische Modelle in einem Computerprogramm dar • Der physikalische Effekt rückt in den Vordergrund

  10. .DokumentationenundPräsentationen • Weit verbreitet sind Word zur Textverarbeitung, PowerPoint zur Erstellung von Präsentationen KommunikationundKooperation • Internetplattformen ermöglichen die Austauschprozesse bei Experimenten

  11. Arbeitsmethoden • Solid Works - (3D - Konstruktionen) • ComsolMultiphysics- (Simulation) • Matlab - (Lösen von DGL) • Microsoft Visual C++ - (Programmierung) • National Instruments - (Labview - MDE) • LT-Spice - (Elektronik - Darstellung von Schaltungen)

  12. SolidWorks

  13. SimulationCOMSOL

  14. 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.

  15. Nachteile • Gerätefehler • Nur hinreichend bekannte Medien können untersucht werden • Keine realen Versuchsbedingungen • Bei komplexen Programmen kommt es schnell zu Bedienfehlern

  16. Quellen • www.wikipedia.de • www.lehrer-online.de • www.csl-computer.com • www.physik.uni-regensburg.de

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