Peltier – Wärmepumpe, Maxwell’sches Rad und Fehleranalyse. Diese Begrifflichkeiten sagen den meisten Studienanfängern zunächst nichts. Das Anfängerpraktikum Physik (AP) der Universität Basel schafft Abhilfe und bietet Studierenden der Nanowissenschaften und Physik einen ersten Einblick in experimentelle Tätigkeiten und dem wissenschaftlichen Arbeiten. Wie man sich am besten auf einen reibungslosen Praktikumsverlauf vorbereiten kann, lest ihr hier:
Vorab sollte man wissen, dass das AP in zwei Teile aufgeteilt ist: AP I und AP II. Für Studierende der Nanowissenschaften und Physik ist AP I obligatorisch, AP II ist jedoch nur für Physiker Pflicht und für alle anderen optional.
Ziel des Anfängerpraktikums ist es, neben wichtigen Kernkompetenzen wie dem Schreiben wissenschaftlicher Arbeiten auch ein erstes „Gespür“ für physikalische Prozesse zu bekommen. Es ist von drei essentiellen Gesichtspunkten die Rede:
- Akkurate Beobachtungen und das Vermerken dieser Beobachtungen: Es wird also zu jedem absolvierten Versuch ein Protokoll erstellt.
- Wissenschaftlich korrektes Quantifizieren von Messresultaten und Beobachtungen: Ein wichtiges Werkzeug hierzu ist die Fehleranalyse.
- Sammeln von Erfahrung: Nur durch harte Arbeit lasse sich Erfahrung gewinnen, um zukünftig souverän und selbstständig Versuche durchführen zu können.
Grundlegendes Know-how
Die erste Anlaufstelle für alle, die frisch ins Studium gestartet sind oder noch Nachholbedarf besitzen, ist die Website des Anfängerpraktikums. Dort findet man alles, was man braucht: Versuche, Materialien, Regularien und auch eine Kontaktseite. Empfehlenswert ist es, sich am Anfang des Semesters mit den Terminen vertraut zu machen. Es werden an den ersten Sitzungen kleine Einführungen in Statistikprogramme und dem allgemeinen Ablauf gegeben, die einem vieles erleichtern.
Der Ablauf
Aus einem Pool aus 36 Versuchen werden für jeden Teil des Praktikums 10 Versuche zugeteilt, die es zu absolvieren gilt. Die Versuchsanleitungen mit weiterführenden Literaturlisten gibt es hier.
Nach dem selbstständigen Erarbeiten der Theorie folgt am Beginn des Praktikumtages eine kleine Besprechung, bei der überprüft wird, ob Studierende durch die Selbstaneignung genug Kompetenz aufweisen, um den Versuch durchführen zu können. Sobald kleinere Probleme geklärt sind und der Betreuer die Studierenden als geeignet betrachtet, kann der Versuch beginnen.
Vorab muss man sich überlegen, wo etwaige Fehlerquellen verortet sind. Dies ist später elementar für die Fehleranalyse. Dann folgt die Durchführung des Versuches. Messdaten müssen per Hand (und können zusätzlich noch digital) erfasst werden.
Nach Abschluss des Versuches und folgender Säuberung des Arbeitsplatzes ist der Praktikumstag beendet und es folgt die Auswertung des Versuches. Diese erfolgt durch das Erstellen eines Protokolls.
LaTeX
Wissenschaftliche Arbeiten werden in LaTeX (gesprochen LateCH) geschrieben. LaTeX ist eine Programmiersprache, die besonders die Eingabe von Formeln etc. erleichtert. Selbst Musiknoten lassen sich über ein Plug-in in LaTeX schreiben! Es empfiehlt sich sehr, sich schon direkt zu Beginn mit dieser Umgebung vertraut zu machen. Eine LaTeX-Vorlage und ein Musterprotokoll sind jeweils auf der Website zu finden.
Ich empfehle euch das Programm Texmaker, da es plattformunabhängig und darüber hinaus sehr zugänglich gestaltet ist.
Ein anderes wichtiges Werkzeug sind Online-Tablemaker, da Tabellen gerade Anfängern Probleme bereiten können.
Die Statistik
Zur eigentlichen Auswertung benötigt man ein Programm für statistische Analysen. Es gibt zwar etliche Programme auf dem Markt, aber für Einsteiger ist OriginPro eine gute Wahl. Durch die saubere und benutzerfreundliche Oberfläche fällt einem die Bedienung ganz leicht. Dieses Programm lässt sich auf der Website des Universitätrechenzentrums finden und man kann als Studierender der Uni Basel kostenlos eine Lizenz erwerben.
Die fertigen Protokolle werden direkt auf der Website des Anfängerpraktikums hochgeladen. Nachdem alles abgesegnet und (Fehler) korrigiert wurden, ist der Versuch beendet und es folgt der nächste Versuch. Falls Bedarf besteht, kann auch ein Zusatzpraktikum absolviert werden, in dem man bei weiteren Versuchen, dass Erlernte weiter vertiefen kann. Eine weitere Vertiefung experimenteller Grundlagen findet im Fortgeschrittenenpraktikum statt, welches noch aktuellere Versuche bietet.
Der Stress lohnt sich
Das Praktikum kann am Anfang zwar etwas zeitaufwändig und auch mal stressig sein, jedoch ist es eine gute Grundlage, um einen frühen Einblick in das wissenschaftliche Arbeiten zu bekommen. Es wird gelernt, präzise und relevante Aussagen zu machen. Ausserdem vertieft man so das Wissen der Vorlesung und bekommt ein gewisses Bauchgefühl für physikalische Vorgänge.
Mir persönlich hat das Praktikum sehr gefallen, gerade weil viele historisch relevante Versuche dabei sind, die in der Vergangenheit mehr oder weniger mit den selben Apparaturen durchgeführt wurden.
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