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DD: Didaktik der Physik

DD 16: Nichtlineare Physik in der Lehre

DD 16.2: Vortrag

Freitag, 23. März 2001, 11:35–11:55, N 3380

Wellenmaschine zur Demonstration und Messung harmonischer und anharmonischer Wellenphänomene (Solitonen) — •M. Dietrich und H.-J. Patt — Universität des Saarlandes, Experimentalphysik und Didaktik der Physik, 66041 Saarbrücken, Gebäude 8.2

Es wird eine aus vielen geeignet dimensionierten Schwerependel bestehende Wellenmaschine vorgestellt. Die Pendel können alle um eine gemeinsame Achse mit einem beliebigen Winkel schwingen, wobei jeweils ein Pendel über 2 gleiche Schraubenfedern mit seinen Nachbarn elastisch gekoppelt ist. Durch Zusatzgewichte kann das Trägheitsmoment ausgewählter Pendel verändert werden. Die Enden der Pendelkette sind wahlweise frei oder werden mit einem Handrad verbunden, das fixiert oder periodisch bewegt werden kann. Mit Hilfe der beschriebenen Anordnung können neben den üblichen Experimenten zur Demonstration und Messung harmonischer Wellenphänomene insbesondere nichtlineare Effekte veranschaulicht werden. Dies wird verdeutlicht durch die Darstellung der erstaunlichen Eigenschaften von Solitonen und ihren Wechselwirkungsmechanismen. Damit können dann analoge Sachverhalte aus verschiedensten Bereichen der Physik (z. B. Quantenmechanik, Festkörperphysik, relativistische Mechanik) erläutert werden. Eine exemplarische Auswahl aus etwa 50 hergestellten Kurzvideos für die Wiedergabe auf einem PC soll diese Tatsache belegen.