Fortgeschrittenen-Praktikum Physik

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1 Fortgeschrittenen-Praktikum Physik Leiter: Organisation und Gerätetechnik: Verantwortlicher Hochschullehrer Dr. Marco Grünewald Dipl.-Phys. Barbara Lüdge Dipl.-Ing. Frank Perner Prof. Dr. Torsten Fritz Postadresse: Friedrich - Schiller - Universität Jena Physikalisch-Astronomische Fakultät Fortgeschrittenenpraktikum Max-Wien-Platz 1 D JENA Telefon: (03641) Fax: (03641) physik.f-praktikum@uni-jena.de Internet: Studium/Praktika+und+Hörsaal/ Standort: Max-Wien-Platz 1, 1.Etage, Nord-Ostseite sowie Kernpraktikum: Helmholtzweg 3, Haus 3, Erdgeschoss. 1

2 Praktikumsdurchführung Das Physikalische Fortgeschrittenenpraktikum umfasst derzeit etwa 24 Versuche, die auf 8 Fachgebiete/Themenkomplexe verteilt sind (siehe Webseite oder Aushänge im F- Praktikum). Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, im F-Praktikum II (2. Semester) einen oder zwei Versuche alternativ aus Zusatzangeboten auszuwählen und anstelle eines Standard- Versuches zu bearbeiten: (1) Ein Versuch am Otto-Schott-Institut für Materialforschung (2) Ein Versuch zum Erlernen und Anwenden von Programmierkenntnissen auf dem Gebiet Computational Physics. Das Arbeiten im Praktikum setzt die Einhaltung der Arbeits- und Brandschutz- Bestimmungen voraus. Sie müssen die Teilnahme an den vorgeschriebenen Arbeitsschutzbelehrungen (Einführungsveranstaltung) sowie an den Sonderbelehrungen jeweils zu Laser-, Röntgen- bzw. Kernstrahlungsversuchen vor Beginn des Praktikums bzw. des Versuches durch Ihre Unterschrift bestätigen. Zwei Studierende bilden eine feste Praktikumsgruppe zur Bearbeitung der Versuche. Die Versuchsdauer beträgt für BSc Physik Studierende in der Regel 4 Nachmittage. Jede Versuchsgruppe durchläuft nacheinander die Versuchskomplexe und bearbeitet einen Versuch aus dem jeweiligen Komplex. Der betreuende Assistent (oder die Assistentin) wird die Aufgabenstellung konkretisieren und kann sie modifizieren und auch erweitern. Die Bearbeitung der Versuche erfolgt weitgehend selbständig. Die betreuende Person berät, gibt Hinweise soweit dies notwendig und sinnvoll ist und bewertet Ihre Leistungen zum Praktikumsversuch in mündlichen oder schriftlichen Testaten. Zur Datenerfassung, Datenauswertung oder Simulation stehen Rechner an den Versuchsplätzen sowie Auswerterechner mit spezielleroder Standard-Software zur Verfügung. Versuchszeiten siehe Webseite des Fortgeschrittenenpraktikums Dauer des Fortgeschrittenenpraktikums: Bachelor of Science Physik Lehramt Gymnasium 2 Module in 2 Semestern (jeweils 5 SWS) 1 Semester (4 SWS / 3 Versuche) 2

3 Zeitlicher Ablauf eines Praktikumversuches Übernahme der Versuchsanleitung in der Regel 1 Woche vor Versuchsbeginn Am ersten Versuchstag: Voraussetzung für die erfolgreiche Durchführung eines Praktikumsversuches ist eine ausreichende Versuchsvorbereitung entsprechend der Vorgaben aus der Anleitung. Zu Beginn erläutert jeder Studierende in einem jeweils etwa zehnminütigen Kurzvortrag die physikalischen Inhalte und Grundlagen zum Versuch bzw. die Versuchsziele und -aufgaben. Die Versuchsvorbereitung wird in der Note experimentelle Arbeitsweise berücksichtigt. Ungenügende Vorbereitung wird entsprechend bewertet und führt dazu, dass die experimentelle Arbeit an diesem Tag nicht durchgeführt werden kann. Sie lernen den Versuchsplatz kennen und überprüfen die Vollständigkeit der Geräte. Der Betreuer oder die Betreuerin erklärt Ihnen Besonderheiten zum Versuchsplatz. An allen Versuchstagen: Während der Versuchsdurchführung ist ein handschriftliches Protokoll zu führen! Es wird empfohlen, Datum und Uhrzeit als Markierungspunkt zu vermerken. Im Protokoll sind die Experimente, Messwerte und kurze Bemerkungen zu den jeweiligen Ergebnissen für Sie selbst aber auch für andere Leser nachvollziehbar (wiederholbar) festzuhalten. Für jene Messwerte, die in Dateien auf den Versuchsrechnern gespeichert werden, sind die Dateinamen sowie Kurzcharakteristika (Parameter, Qualität, Interpretation) anzugeben. Die Qualität des handschriftlichen Protokolls geht in die Bewertung der Versuchsausarbeitung ein. Eine parallele Übertragung der Messwerte auf Ihren Laptop kann sinnvoll sein, um schnell zu Zwischenergebnissen zu gelangen, darf aber die Experimente nicht behindern. Zwischenauswertungen und grafische Darstellungen der Messwerte (von einem Praktikumstag zum nächsten) sind notwendig, um die Versuchsdurchführung zu optimieren, und sollen regelmäßig mit der betreuenden Person diskutiert werden. Am Ende eines Versuchstages: Protokoll und Messdaten gegenzeichnen lassen; Versuch abschalten (alle Medien, Strom, Wasser, Rechner) und Fenster verschließen. Am Dienstag und Donnerstag ist der Versuchsplatz für die Versuchsgruppe eines anderen Praktikumsdurchganges aufzuräumen. Mittwochs sind alle Stühle auf die Tische zu schieben (Fußboden-Reinigung). Am letzten Versuchstag: Es erfolgt ein schriftliches Testat zu inhaltlichen Fragen des Versuches und Fachgebietes (45-60 min am Beginn oder Ende des Praktikumsnachmittages). Die Experimente werden abgeschlossen. Besprechen Sie mit Ihrem Betreuer oder Ihrer Betreuerin noch die wichtigsten Versuchsergebnisse, Ihre Fragen zur Auswertung und zur Interpretation sowie aufgetretene technische Probleme. Für den neuen Versuch ist die Anleitung abzuholen, für den abgeschlossenen Versuch ist die entsprechende Anleitung zurückzugeben! 3

4 Eine Woche später: Zu einem mit dem Assistenten oder der Assistentin vereinbarten Termin am Dienstag bzw. Donnerstag der folgenden (dritten) Versuchswoche besprechen Sie die Ergebnisse des schriftlichen Testats und wichtige Ergebnisse der Versuchsausarbeitung. Die Versuchsausarbeitung (Ausdruck und pdf-datei) geben Sie im F-Praktikumsbüro ab. Für den folgenden Versuch holen Sie sich die neue Anleitung, soweit noch nicht geschehen. Die Studierenden einer Versuchsgruppe können eine gemeinsame oder zwei getrennte Versuchsausarbeitungen abgeben. Die Abgabe der vollständigen Versuchsausarbeitung muss spätestens eine Woche nach dem letzten Versuchstag, also in der Regel am Dienstag bzw. Donnerstag der kommenden Woche erfolgen. ACHTUNG: Wird die Versuchsausarbeitung nicht fristgerecht abgegeben, wird der Versuch insgesamt mit 5 (ungenügend) bewertet!! Die Versuchsausarbeitungen sind als gedrucktes Exemplar und als pdf-datei im Praktikumsbüro abzugeben. Zur Diskussion Ihrer bewerteten Versuchsausarbeitung setzen Sie sich bitte an einem der nachfolgenden Praktikumstermine mit dem betreffenden Versuchsbetreuer oder der Versuchsbetreuerin in Verbindung. Es ist nicht gestattet, die Versuchsausarbeitung, die Anleitung oder Teile aus diesen ohne Genehmigung der Praktikumsleitung im Internet zu veröffentlichen! 4

5 Bewertung: Zu jedem Versuch erhalten Sie 3 Bewertungsnoten, die mit gleichem Gewicht die Gesamt- Versuchsnote ergeben: 1. Experimentelle Arbeitsweise (einschl. Versuchsvorbereitung, Einführungsvortrag und Versuchsdurchführung) 2. SchriftlichesTestat am letzten Versuchstag und anschließende Diskussion der Ergebnisse mit der betreuenden Person eine Woche danach 3. Güte der Versuchsausarbeitung inkl. Protokollführung. Die erfolgreiche Durchführung des Praktikums wird mit 6 Leistungspunkten je Semester (BSc. Physik) bzw. mit 5 Leistungspunkten (LAG) bestätigt. Modulkatalog: 5

6 Hinweise zur Versuchsausarbeitung Die Versuchsausarbeitung beginnt mit einem offiziellen Deckblatt, das Sie im Praktikum erhalten (download von der Webseite) und sollte in der Regel Seiten umfassen. Mehr als 20 Seiten muss die betreuende Person nicht akzeptieren. (Ausgezeichnete Qualität wird aber immer gern gelesen.) Die Versuchsausarbeitung soll mit einem geeigneten Textverarbeitungsprogramm (Open Office, Microsoft Office, Latex o.a.) und entsprechender Formatierung und Gliederung erstellt werden. Ziel ist es, den Standard von Abschlussarbeiten und Veröffentlichungen zu erreichen. Bilder, Gleichungen und Tabellen sind im Text einzufügen. Bilder und Tabellen müssen aussagekräftige Unter- bzw. Überschriften (einschl. eventueller Referenzangaben) erhalten. Gleichungen, Bilder, Tabellen und Referenzen (Literatur, Internet) werden fortlaufend nummeriert. Alle verwendeten Quellen (Literatur, Internet-Adressen usw.) müssen für den Leser nachvollziehbar im Text angegeben werden. Für alle entsprechenden Inhalte (Grundlagen, Zitate, Abbildungen, Daten usw.) müssen die Referenzen fortlaufend im Text nummeriert und im Gliederungspunkt Referenzen aufgelistet werden. Handschriftliche Protokolle, Messwert-Aufzeichnungen, Röntgenfilme, Datenträger usw. sind Bestandteil der Versuchsausarbeitung und müssen als Anhang des gedruckten Exemplars mit abgegeben werden. 1. Aufgabenstellung Typische Gliederung einer Versuchsausarbeitung: 2. (Theoretische oder experimentelle) Grundlagen Die für den Versuch wesentlichen Grundlagen, Gleichungen u. ä. (maximal 5 Seiten) 3. Versuchsaufbau und -durchführung (Experimentelles) Prinzip-Zeichnungen, Versuchsanordnung, Geräte,Vorgehensweise, Schaltpläne. 4. Messergebnisse (gemäß handschriftlichem Protokoll) und Auswertung Tabellen mit gemessenen und berechneten Werten, Abbildungen, Diagramme usw. mit Unterschriften sowie Vorgehensweise, Kommentare, Fehlerrechnung. 5. (4.) Diskussion (je nach Art der Aufgaben auch zusammen mit Punkt 4 Auswertung) Diskussion der Messergebnisse, Diagramme, Fehlerquellen usw. aus physikalischer Sicht, Vergleich mit der Literatur und theoretischen Werten usw. 6. Zusammenfassung(Abstract) Die wichtigsten Ergebnisse entsprechend der Zielstellung, Schlussfolgerungen (etwa 1/2 Seite) 7. Referenzen/Literaturverzeichnis Nummerierung entsprechend der Zitate im Text: Autor/Titel//Jahr.Webadressen sollten nur in Ausnahmefällen als Referenz verwendet werden, da deren Inhalte in der Regel nicht von unabhängigen Gutachtern geprüft worden sind. 8. Anhang Handschriftliche Protokolle, Messwertaufzeichnungen, Filme 6

7 Zum Umgang mit Rechentechnik - Auf den Rechnern an den Versuchsplätzen speichern Sie Ihre Messwerte unbedingt in einem separaten Verzeichnis: Ordnername (= Ihre Namen) im USER-Verzeichnis in der Regel auf Laufwerk D! Die Messdateien dienen der betreuenden Person zur Kontrolle und sollen am Ende des Versuches nicht gelöscht werden. - Die Konfiguration der Rechner darf nicht verändert werden - Auf den Rechnern des F-Praktikums dürfen mitgebrachte Programme nicht installiert und benutzt werden! - Auftretende Probleme melden Sie Ihrer betreuenden Person. - Sie können Ihre Notebooks mitbringen sowie dort eigene Programme für die Datenauswertung erstellen oder nutzen. 7

8 Seminar zum F-Praktikum (Modul: 4LP): Modulkatalog: im 2. F-Praktikumssemester (meistens im Sommersemester) Jede Studentin und jeder Student hält im Laufe des Praktikums einen Vortrag (15-20 min und etwa 5 min Diskussion) zu Fragen der experimentellen Physik eines selbst durchgeführten Praktikumsversuches oder zu einem selbst bearbeiteten Thema der theoretischen Physik. Das Thema kann rechtzeitig aus einer Vortragsliste gewählt werden. Die Betreuer und Betreuerinnen (siehe Vortragsliste) beraten Sie bei der Vortragsvorbereitung. Vereinbaren Sie rechtzeitig einen Gesprächstermin, wenn Sie die inhaltliche Gliederung Ihres Vortrages vorbereitet haben. Die Inhalte von thematisch zusammen gehörenden Vorträgen müssen die Vortragenden selbständig abstimmen. Neben dem physikalischen Inhalt werden auch Form, Vortragstil und didaktische Qualität des Vortrages bewertet. Ziel Ihres Vortrages soll sein, Ihrem Auditorium eine inhaltlich anspruchsvolle, interessante aber auch verständliche Einführung in ein (in der Regel) neues Fachgebiet zu geben. Lernziel für alle Teilnehmenden am Seminar soll sein, sich die grundsätzlichen Inhalte der in den Vorträgen behandelten Themen anzueignen. Wir empfehlen den Vortragenden, eine geeignete Software zur Präsentationserstellung zu verwenden. Sie sollen den Beamer im Hörsaal zusammen mit dem Notebook des F-Praktikums verwenden. Ihre Vortragsdatei müssen Sie rechtzeitig auf unser Notebook kopieren (spätestens am Vortag im F-Praktikum!). 8