Projektpraktikum

Was ist das Projektpraktikum?

Die Studierenden führen eigenständig vorgegebene oder selbst gewählte Experimente aus den Gebieten der Mechanik, Optik, Elektrizitätslehre, Thermodynamik, Atomphysik oder der Physik der kondensierten Materie durch. Alternativ können sie vorgegebene oder selbst gewählte Problemstellungen aus der theoretischen Physik bearbeiten.

Lernergebnisse

Studierende, die dieses Modul erfolgreich absolviert haben,

können eine einfache physikalische Aufgabe aus der experimentellen oder theoretischen Physik lösen.
können sich selbständig in ein Thema einarbeiten und eine realistische Zeiteinteilung für ein eigenes Projekt zu entwerfen.
haben problemorientiertes Arbeiten erlernt.
haben Schlüsselqualifikationen wie Selbständigkeit und Teamarbeit trainiert.
können ihr Projekt schriftlich und mündlich präsentieren.

Welche Auswirkungen hat das Projektpraktikum?

Diese Wirkungen können am Besten anhand von Zitaten von Studierenden aus ihren Reflexionen beschrieben werden:

Sommersemester 2014:
- Es war eine andere Studienerfahrung als die, die man in den sonstigen Vorlesungen oder auch im Grundpraktikum sammelt. Man hat gemerkt, dass jede Gruppe auf ihr Thema "spezialisiert" war. Wahrend der Labortage ließ man sich dann auch die Projekte der anderen erklären oder erklärte sein eigenes, beratschlagte sich untereinander oder konnte stets auch die Betreuer um Hilfe fragen.
- Alles in Allem kann ich sagen, dass mich das Projektpraktikum vor allem hinsichtlich meiner Arbeitsorganisation weiter gebracht hat. Durch gründliches Überlegen vor dem Handeln kann man sich oft vieles einfacher machen und durch das Besprechen, Austauschen und Fragen stellen lassen sich meist schneller und bessere Lösungen finden als nur allein.
- Die selbstständige Arbeit an unserem Versuch und die Verantwortung für den erfolgreichen Verlauf brachten einiges an neuen Erfahrungen mit sich. Besonderes
  lehrreich empfand ich das Erstellen eines Arbeitsplanes und die Gliederung des Projektes in Teilabschnitte und das setzen sogenannter „Milestones“ wodurch festgelegt wurde welcher Arbeitsabschnitt zu welcher Zeit abgearbeitet sein musste. Die erlangte Erfahrung lässt sich auch gut auf den Studienalltag übertragen und nutzen.
- Viel gelernt habe ich dadurch, dass das Projekt in keinster Weise wie geplant verlief. Die Schwierigkeiten auf die wir stießen haben mir verdeutlicht, dass in der Realität eben doch nicht alles so einfach ist und dass man, um sinnvolle Ergebnisse zu erzielen, auch einen geeigneten Versuchsaufbau braucht. Ich habe beispielsweise die Inhomogenität der Holzbretter völlig unterschätzt.
- Blicke ich nun auf das gesamte Praktikum zurück, muss ich gestehen, dass sich diese erste Erfahrung des eigenständigen wissenschaftlichen Arbeitens als sehr mühsam, aber auch als äußerst interessant und spaßig herausgestellt hat. Besonders zu den Zeitpunkten, an denen ein Versuch misslingt, sich ein scheinbar unauffindbarer Fehler in einer Auswerteformel versteckt oder sich das obligatorische Abgabedatum der nächsten Einlage nähert, war die Motivation fast verschwunden. Im Nachhinein jedoch, sobald der Fehler gefunden, der Versuch absolviert oder die Einlage abgegeben war, hat mir das Physikerleben immer mehr gefallen.
Wintersemester 2013-2014
- Ich sollte mir merken, dass es hilfreich ist, wenn man sich zu Beginn eines Projektes eine konkrete Frage stellt und diese in der Folge zu beantworten versucht.
- Ich frage mich vor allem, ob ein Projekt wie dieses tatsächlich stellvertretend für die Wissenschaft sein kann, quasi „Forschung in klein“, oder ob die wissenschaftlichen Tätigkeiten tatsächlich anders ablaufen. Zudem finde ich es interessant, wie sich mein weiteres Studium entwickelt, da mir dieses Projekt eine andere Sichtweise auf die Physik gegeben hat. Diese ist wesentlich weniger abgehoben und theoretisch, als ich das immer gedacht hatte.
- Das Beobachten des Wachstums eines eigenes Projektes stellte für mich eine sehr befriedigende Erfahrung dar die besonders durch die körperliche Arbeit Abwechslung vom Studiumsalltag bot. Zudem war das selbstorganisiert Arbeiten eine Erholung von den Vorlesungen in denen teilweise nur von einem Thema in das Nächste gehetzt wird.
- Angefangen hat das Kreativsein schon mit der Erstellung eines Arbeitsplans. Ich selbst hätte vermutlich einfach angefangen ein Experiment aufzubauen ohne mir über die dafür benötigte Zeit Gedanken zu machen. Durch die Vorgabe einen Plan zu erstellen, sah ich mich gezwungen mich mit einer zeitlichen Einteilung des Projektes zu befassen. Im Nachhinein war es auf jeden Fall sehr hilfreich einen solchen Plan erstellt zu haben, auch wenn wir ihn nicht sehr gut einhalten konnten.
- Es ist bekannt, dass die meisten Menschen nicht, wenn es nötig ist, auf Abruf kreativ sein können. Es bedarf äußerer Anregungen, wie das Betreiben einer anderen Tätigkeit oder besonders das gezielte Diskutieren eines Problems mit anderen Menschen. Mir wurde klar, dass die Kommunikation mit Kommilitonen während des Projektpraktikums diese beiden Aspekte verbindet.
- Am Ende des Projektpraktikums kann ich ein überaus positives Fazit ziehen. Ich persönlich habe vieles über das Durchführen eines Experimentes gelernt. Dabei habe ich mich intensiv mit den Rahmenaspekten befassen müssen und habe meine Schwächen erkannt werde hoffentlich diese in Zukunft ausmerzen können.
- It was fun to actually have a lab that had everything needed to do most experiments and to actually start building by yourself. Usually our field of study is highly theoretical, it was very refreshing to sit in the lab and to start something from scratch. I have quite a lot of workshop experience due to my previous school system and knew exactly where to start in the lab, it was just once again a question of planning. It is what separates the engineers from the technicians. If I ever have to plan a project in the future then I will definitely look back on my experience in the Projektpraktikum 13/14.

Was soll im Rahmen von Willkommen in der Wissenschaft gemacht werden?

Das in der Physik bereits teiletablierte Projektpraktikum verfolgt das Ziel, die Studierenden in einer frühen Phase des Studiums, aber ausgestattet mit wesentlichen Grundkenntnissen, selbstbestimmt über den Zeitraum eines Semesters (halbtags) ein selbstgewähltes Forschungsprojekt bearbeiten zu lassen. Der Phantasie sind dabei keine Grenzen gesetzt – die Projekte umfassen z.B. die Frage, wie ein Floß beschaffen sein muss, um beim Ulmer Nabada möglichst langsam die Donau hinunter zu treiben, ebenso wie die Analyse von elektrischen Blitzentladungen. Diese Veranstaltung soll in drei Richtungen erweitert werden:

Begleitende Vortragsreihe zu Beginn eines jeden Praktikumstages, in denen sich die Abteilungen des Fachbereichs vorstellen (30 min) und dabei Fragen betrachten wie: Was ist interessant an unserer Forschung? Was ist einzigartig? Welche fundamentalen Konzepte untersuchen wir?
Aufbau und Entwicklung eines begleitenden Seminars „Wege zur Forschung“. Dort wird es u. a. gehen um: Wie komme ich zu einer Forschungsfrage? Wie starte ich? Mit welchen Risiken und Unwägbarkeiten muss man umzugehen lernen? Was bedeutet wissenschaftliche Ethik und wie gehe ich damit in der Praxis um? Wie kommt man von der Hypothese zur Theorie bzw. zur experimentellen Verifikation? Wie sieht wissenschaftliche Kommunikation und Kollaboration aus?
Aufbau einer Projektdatenbank, in der abgeschlossene Projekte in Kurzdarstellung eingestellt werden. Sichtung und Zusammenstellung der schon vorhandenen Ressourcen (Kameras, Oszilloskope) zu modulartigen Baukästen, um schnell verfügbar zu sein.
Prämierung der zwei besten Projekte im Rahmen einer Abschlusspräsentation durch die Studierenden. Die Prämie besteht in einem vierwöchigen Frühlings- bzw. Sommer-Forschungspreis, der es den jeweiligen Studierenden ermöglicht, über einen Monat hautnah die Forschung in einer gewählten Abteilung mit zu verfolgen.

Projektpraktikum im Wintersemester 2014/2015

Im Wintersemester 2014/2015 wurden die folgenden Projekte bearbeitet:

Nicht-Newtonsche Flüssigkeiten
Untersuchung von Flüssigkeitsspritzern auf Geschwindigkeit und Auftreffwinkel der Tropfen
Numerische Simulation des W-Lan Empfangs bei verschiedenen Routerpositionen
Der Millikanversuch
Allgemeine Relativitätstheorie (Simulation hydrodynamischer Überschallgeschwindigkeiten und Vergleich mit der Schwarzschildmetrik)
Trägheitsmomente rotationssymmetrischer Festkörper
Deterministisches Chaos am Beispiel von elektrischen Schaltungen
Bläschen im Wasser
Tornado Tube
Lasermikrofon
Untersuchung eines Doppelpendels
Geysire
Magnuseffekt
Bau und Untersuchung einer Vortex-Kanone
Latentwärmespeicher

Projektpraktikum im Sommersemester 2014

Im Sommersemester 2014 wurden von den Studierenden die folgenden Projekte durchgeführt:

Elastizität des Al14 Carbonmonocoques
Wasserbrücke
Kraftstoßmessung mit Piezo-Elementen
Spritzpistolen
Brechende Bretter

Projektpraktikum im Wintersemester 2013/2014

Die Studierenden haben im Wintersemester die folgenden Themen bearbeitet:

Bogenschiessen, Jan-Patrick Wöhner und Jonas Pfeil
Informationsübertragung mit Licht, (Powerpoint mit animierten GIFs) Benedikt Tratzmiller und Frederike Erb
Schmelzverhalten von Schokolade, Oliver Schmid und Murat Yildirim
Papierflugzeuge, Alexander Janik und Michaela Schmid
Physik des Golfens, Philipp Romberger und Felix Glöckler
Energieübertragung mit elektromagnetischen Wellen, Thomas Hüfken und Benjamin Gapp

Die Links führen zu den Vortragsfolien der Präsentationen. Sie können So einen Einblick in die Forschung der Studierenden erhalten. Die Datein sind von den Studierenden zur Verfügung gestellt worden und werden mit ihrer Einwilligung verwendet.

Früher bearbeitete Themen

Abstrahlcharakteristik einer Antenne
Akustik im Konzertsaal
Akustische Windgeschwindigkeitsmessung mit einem Flatterband
Auftriebsuntersuchungen im Windkanal
Beugungsmuster Ein Laserstrahl wird durch einen an einer Kapilare hängenden Tropfen geschieht. Untersuchen Sie das Beugungsmuster.
Bogenschiessen
Brechungsindex des Wassers: Messen Sie den Brechungsindex von Wasser als Funktion der Temperatur von 10C bis 50C auf zwei Stellen genau.
Dicke einer Seifenmembran Bestimmen Sie die Dicke einer Seifenmembran
Die schwebende Platte
Drahtoszillator Eine Masse hängt von der Mitte eines gespannten Drahtes. Wenn Strom durch den Draht geschickt wird, kann die Masse in eine vertikale Schwingung geraten. Beschreiben und erklären Sie das Phänomen.
Electric Pendulum
Elektromagnetische Kanone
Elektrisches Auto Entwerfen Sie ein elektrisches Modellauto, dessen Energie in einem Kondensator gespeichert ist. Optimieren Sie den Entwurf so, dass das Auto mit einer Energie von einem Joule möglichst weit fährt.
Elektromotor Untersuchen Sie das Drehmoment eines Elektromotors. Wovon hängt dieses ab?
Energiesparen mit LED Wie vergleichen sich LED mit Glühlampen?
Energieübertragung mit elektromagnetischen Wellen
Explodierende Seifenblase Eine Seifenblase in der Nähe einer geladenen Fläche deformiert sich und wird instabil. Untersuchen Sie die Phänomene!
Fallgesetz Untersuchen Sie das Fallgesetz.
Flecken Wenn ein Tropfen Kaffee auf einer glatten Oberfläche trocknet, ist der Kaffeefleck besonders an den Rändern stark zu sehen. Untersuchen sie, wie sich der Kaffeefleck bildet und welche Parameter das Aussehen und die Eigenschaften des Flecks beeinflussen.
Flöte Bauen Sie eine Flöte für einen Ton. Untersuchen Sie, wie die Klangfarbe von ihrer Konstruktion abhängt.
Galvanisches Element Sebastian
Gausssche Kanone
Gekoppelte Kompassnadeln Zwei identische Kompasse werden auf einem Tisch nebeneinander gestellt. Bringen Sie eine Kompassnadel zum Oszillieren und beobachten Sie das gesamte System.
Hüpfende Tropfen Wenn Wassertropfen auf eine hydrophobe Oberfläche (Russ, Teflon) fallen, beginnen sie zu hüpfen. Untersuchen und erklären Sie das Phänomen.
Imaginärer Brechungsindex
Informationübertragung mit Licht
Isolation für Kochkiste Solarkochkisten sind Behälter, die auf einer Seite eine Transparente Wand haben und die die Sonnenwärme möglichst gut isolieren. Untersuchen Sie, welche Materialien für die transparente Abdeckung besonders geeignet sind.
Kapazität Entwerfen Sie eine Apparatur, die eine Kapazität möglichst genau vermessen kann. Wovon hängt die Genauigkeit ab?
Kartoffelkanone
Kerzenkraftwerk Entwerfen Sie einen Apparat, der möglichst viel Wärme einer Kerze in elektrische Energie umwandelt. Maximieren Sie den Wirkungsgrad.
Kerzenmotor Durch die Mitte einer horizontalen Kerze wird eine Nadel durchgestochen. Die Kerze ist um die Nadel drehbar. Wenn die Kerze an den beiden Enden gleichzeitig angezündet wird, kann eine Oszillation starten. Maximieren Sie die mechanische Leistungsabgabe des Systems.
Krater in Mehl Wenn ein kleines Objekt in Mehl fällt, entsteht ein Krater. Was kann man über das Objekt aus dem Krater lernen?
Langsames Nabada Optimiere Schiffsrümpfe, so dass die Boote möglichst langsam die Donau hinuntertreiben.
Laser von HeNe zu N2
Lichtausbreitung im Nebel Nebel ist milchig-weiss. Wie breitet sich Licht im Nebel aus?
Lichtfeldkamera
Lichtgeschwindigkeit Messen Sie die Lichtgeschwindigkeit. Welche Genauigkeit können Sie erreichen und warum.
Lochkamera Untersuchen sie die Bildgebung einer Lochkamera. Finden Sie die Bedingungen für eine optimale Abbildung.
Luftströmungen im Rohr
Mechanisches Wärmeäquivalent Wie könnte man das mechanische Wärmeäquivalent bestimmen? Entwerfen Sie einen Aufbau, beschreiben Sie ihn physikalisch und verbessern Sie die Genauigkeit.
Morphologie des Gefriervorgangs von wässrigen Lösungen unter vorgegebenen geometrischen Randbedingungen
Nachweis von Myonen mittels eines Cherenkov-Detektors
Newton's Beads
Nicht-kontinuierliche Nebelkammer
Orgelpfeifen
Papierflugzeug Ein Papierflugzeug soll aus einer gegebenen Höhe mit einer Anfangsgeschwindigkeit kleiner als eine vorgegebene maximale Geschwindigkeit möglichst weit fliegen.
Physik des fliegenden Golfballes
Pykrete
Railgun
Regenbogen Erzeugen Sie einen Labor-Regenbogen und untersuchen Sie seine physikalischen Eigenschaften.
Richtung und Stärke des Erdmagnetfeldes am Standort Ulm
Rotierender Becher Ein Plastikbecher steht auf einer dünnen Flüssigkeitsschicht auf einer festen Unterlage. Der Becher wird in Rotation versetzt. Welche Parameter beeinflussen die bremsende Winkelbeschleunigung?
Sanduhr Untersuchen Sie, welche Grössen die Zeitmessung mit einer Sanduhr beeinflussen.
Schokolade Schokolade schmilzt bei einer höheren Temperatur als der, bei der sie fest wird. Untersuchen Sie diesen Hystereseeffekt.
Schwinungen eines Glases
Seifenrakete Bauen Sie ein leichtes Boot, das mit Hilfe von Seife sich über das Wasser bewegen kann. Was beeinflusst die Geschwindigkeit des Bootes?
Sonarortung
Spaghetti In der Regel brechen ungekochte trockene Spaghetti wenn sie auf den Boden fallen. Unter welchen Bedingungen tritt dies nicht auf?
Spektralapparat für das FP-Teleskop
Stromleitung mit einer ferromagnetischen Flüssigkeit
Surface Forces Apparatus - Distanzmessung Tanzende Flamme Tobias Pusch und Maxim Ott Untersuchen Sie die Bewegung einer Flamme zwischen zwei geladenen Platten.
Temperaturabhängige Viskosität von Nutella
Temperaturmessung mit Platinwiderständen
Teremin
Tonabnehmer von Saiten
Transformator Das Transformatorengesetz verknüpft die Eingangsspannung an einem Transformator mit der Ausgangsspannung und dem Verhältnis der Windungszahlen. Untersuchen sie den Einfluss der Frequenz und anderer Parameter für das nichtideale Verhalten eines Transformators.
Transistorverstärker Mit einem Transistor sowie mit Widerständen und Kondensatoren kann ein Verstärker gebaut werden. Untersuchen Sie mögliche Schaltungen und bestimmen Sie den Frequenzgang. Welche Parameter beeinflussen den Verstärker, seine Verstärkung, seine Bandbreite und die Nichtlinearitäten?
Trocknen Wie trocknet ein vertikales nasses Blatt Papier? Wie bewegt sich die Grenze zwischen feucht und trocken?
Ulmer Münster Bauen Sie eine Apparatur, mit der Sie Eselsberg aus die Höhe des Münsters bestimmen können. Wovon hängt die Genauigkeit ab?
Untersuchung des Schwingungsverhaltens einer gestrichenen Saite
Verhalten von Wasserwellen
Wärmeübergangskoeffizienten eines Wärmeübertragers
Wärmeleitfähigkeit von Textilien
Wellen im Sand am Strand Strukturbildung von granularen Materialien durch Oberflächenwellen
Wellenkraftwerk Entwerfen Sie eine Apparatur, die Wasserwellen elektrische Energie entzieht. Welche Parameter beeinflussen den Wirkungsgrad der Apparatur?
Zylinder auf bewegtem Papier Untersuchen Sie wie sich ein Zylinder verhält, wenn seine Unterlage bewegt wird.