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Physik ist überall | Fachbereich Physik

Protein-Zellmembran, umgeben von Wasser

Protein-Zellmembran, umgeben von Wasser
Bildquelle: Suliman Adam

Bewegung einzelner Wassermoleküle, visualisiert mithilfe einer VR-Brille

Bewegung einzelner Wassermoleküle, visualisiert mithilfe einer VR-Brille
Bildquelle: AG Netz

Modell eines Speicherbecken-Kraftwerks

Modell eines Speicherbecken-Kraftwerks
Bildquelle: Helmuth Groetzebauch

Probenhalter

Probenhalter
Bildquelle: AG Kuch

Seifenlamelle, Interferenzbild

Seifenlamelle, Interferenzbild
Bildquelle: Jörg Fandrich

Totalreflexion, Schlumpf

Totalreflexion, Schlumpf
Bildquelle: Jörg Fandrich

Die Physik ist die Grundlage aller Naturwissenschaften. Sie formuliert in der Sprache der Mathematik die Naturgesetze, auf denen andere Fächer wie beispielsweise Biologie, Chemie und Technik basieren. Durch den Einsatz moderner Computer können heutzutage auch komplexe biologische Strukturen physikalisch berechnet werden, was völlig neue Anwendungsperspektiven eröffnet – z. B. die Entwicklung antiviraler Medikamente.

Bei uns können Sie nicht nur Einblicke in die aktuelle Forschung gewinnen, sondern auch durch viele kleine und große Experimente erfahren, warum dieses Fach für uns niemals langweilig wird. Und wer davon so begeistert ist, dass er (oder sie) Physik am liebsten studieren möchte, kann sich gleich vor Ort über ein Studium der Physik und verwandter Fächer informieren.

PROGRAMM (Gebäudeplan als PDF mit Rundgang zu den Veranstaltungsorten am Fachbereich Physik)
Vorträge (Hörsaal A)
  • 19.00 Uhr Farbpigmente mithilfe ihrer Wärmekapazität bestimmen:
    Farbmittel, die im Gemäldebereich eingesetzt werden, bestehen ausschließlich aus Pigmenten. Diese liegen in Form von Pulvern oder Granulaten vor und sind in flüssigen Bindemitteln unlöslich. Je nach Pigmentkonzentration und Zusatzstoffen weisen die Farbmittel verschiedene Wärmekapazitäten auf. Bei gleichmäßiger Bestrahlung mit Infrarotlicht werden sie unterschiedlich schnell aufgewärmt und durch Abschaltung der IR-Quelle wieder abgekühlt. Diese Prozesse können mit einer Wärmebildkamera sichtbar gemacht und quantitativ untersucht werden. In dem Vortrag werden die Schritte zur Klassifizierung der Pigmentmischungen erläutert.
  • 20.00 Uhr Tamiflu reloaded − wie Theoretische Physik antivirale Medikamente verbessert:
    Viren dringen in Zellen ein, indem sie sich an viele Zellrezeptoren gleichzeitig binden und ihr Erbgut anschließend in die Zelle injizieren. Diese Vorgänge werden von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus der Biologie, Chemie und Physik fächerübergreifend erforscht. Ziel ist u. a. die Entwicklung neuartiger Medikamente, die möglichst viele virale Bindungsstellen gleichzeitig blockieren und so den Vermehrungsvorgang der Viren „ausbremsen“. Konzepte der Theoretischen Physik helfen, die erforderlichen Eigenschaften solcher Medikamente der Zukunft zu bestimmen.
  • 21.00 Uhr Auch Physik ist fehlbar – wissenschaftliches Fehlverhalten aus der Sicht des Ombudsmans für Wissenschaft:
    Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sollen ehrlich sein, denn die eigentliche Funktion der Wissenschaft ist die Wahrheitsfindung. Da sie aber auch nur Menschen sind, lassen sich Fälle von wissenschaftlichem Fehlverhalten nicht vermeiden − selbst nicht in der Physik. Einer der bekanntesten Fälle von Wissenschaftsbetrug war der von Jan Hendrik Schön, der in den Jahren 2000 bis 2003 „aufsehenerregende“ Ergebnisse aus dem Bereich der Halbleiterphysik in den anerkanntesten wissenschaftlichen Zeitschriften publizierte. Ausgelöst durch solche und ähnliche Fälle hat der Wissenschaftsrat Regeln der guten wissenschaftlichen Praxis aufgestellt. Der Ombudsman für die Wissenschaft wurde 1999 von der Deutschen Forschungsgemeinschaft zur Beratung und Vermittlung zwischen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern zu Themen der wissenschaftlichen Integrität eingerichtet. Mit Prof. Dr. Joachim Heberle, Biophysiker an der Freien Universität Berlin, wird eines der Mitglieder dieses Gremiums über die Problematik berichten.
  • 22.00 Uhr Quantentechnologien:
    Die Quantenmechanik ist die fundamentale Theorie zur Beschreibung der Natur. Ihre Vorhersagen sind außerordentlich genau. Allerdings hat sie einige Eigenschaften, die merkwürdig erscheinen und sich völlig von unserer Alltagserfahrung unterscheiden. Beispielsweise lassen sich Teilchen in dieser Theorie nicht exakt lokalisieren, sondern es können nur Wahrscheinlichkeiten dafür angegeben werden, dass sie sich in bestimmten Raumbereichen aufhalten. Auch Messergebnisse lassen sich nur statistisch vorhersagen. Diese Besonderheiten der Quantenphysik können genutzt werden, um absolut abhörsichere Kommunikationstechnologien zu entwickeln.
17.00−0.00 Uhr Laborführungen und Simulationen
  • Nanomaterialen aus Kohlenstoff – von der Grundlagenforschung zur Anwendung:
    Was sind Nanomaterialien und warum sind diese für technische Anwendungen so interessant? Wir skizzieren die aktuelle Forschung und beantworten Ihre Fragen. (Räume 1.1.43 und 1.1.46)
  • Wasser an Grenzflächen:
    Wasser ist eine der wichtigsten Substanzen in unserem Leben. Jeder kennt es, jeder weiß, wie es sich anfühlt, ob als Eis, Flüssigkeit oder Dampf. Was können wir also noch über Wasser lernen? Wir zeigen, wie sich einzelne Wassermoleküle an Grenzflächen verhalten und nutzen dazu moderne Computersimulationen. Mithilfe einer VR-Brille verfolgen wir einzelne Wassermoleküle, die an Zellwänden vorbeischwimmen oder sich durch eine Kohlenstoffnanoröhre bewegen. (EG zwischen Trakt 3 und 4)
  • Biologische Photorezeptoren und Solarzellen in anderem Licht − Elektronenspinresonanz-Spektroskopie in Materialforschung und Biophysik:
    Viele Bausteine unserer Materie haben ein magnetisches Moment, so dass sie mit Magnetfeldern wechselwirken. Wir zeigen Ihnen, wie wir mithilfe von Mikrowellenstrahlung und sehr starken Magnetfeldern Solarzellen und Proteine untersuchen, um deren Funktionsweise auf molekularer Ebene zu verstehen. (Raum 0.4.42)
  • Grundlagenforschung auf der Femtosekundenskala:
    Viele grundlegende elektronische Prozesse in Festkörpern und an deren Oberflächen laufen auf der Zeitskala einiger billiardstel Sekunden (Femtosekunden) ab. Die Zwei-Photonen-Photoemission (2PPE) ist eine moderne Methode der Experimentalphysik zur Untersuchung solch ultraschneller, elektronischer Prozesse. Dabei wird die Probe mit einem kurzen Lichtpuls eines Lasers angeregt, bevor mit einem zweiten Puls Elektronen freigesetzt werden. Die Messung von deren Geschwindigkeit und Flugrichtung ermöglicht, die Bewegung von Ladungsträgern und die Umverteilung von Energie in der Probe zeitlich hochaufgelöst mitzuverfolgen. Wir zeigen Ihnen, wie die kurzen Lichtblitze in verschiedenen Farben hergestellt und die Messungen im Ultrahochvakuum durchgeführt werden. Uns interessiert beispielsweise: Wie schnell geben angeregte Elektronen ihre Energie an Vibrationen des Festkörpers ab? Wie und wie schnell kann man mit Licht die Stärke eines Magneten ändern? Wie werden Elektron und „Loch“ in organischen Halbleitern ein Paar und wie lange bleiben sie zusammen? (Raum 0.4.25)
  • Wie speichern Festplatten Informationen?
    Der Nobelpreis für Physik 2007 wurde für die Entdeckung des Riesenmagnetowiderstandes (GMR) vergeben. Finden Sie heraus, was dies mit den heutigen Festplatten zu tun hat und welche Rolle atomar dünne magnetische Schichten dabei spielen. Beobachten Sie, wie man diese im Ultrahochvakuum mithilfe von Laserstrahlen erforschen und ihre magnetischen Eigenschaften verbessern kann. Laborführungen bis 20 Uhr auf Deutsch, ab 20 Uhr auf Englisch. (Raum 1.2.30)
  • Phänomene in der Nanowelt – einzelne Moleküle sehen und manipulieren:
    Wie klein sind die kleinsten sichtbaren Strukturen? Können wir Atome, die Grundbausteine der Materie, „sehen“? Ein Trick aus der modernen Physik erlaubt uns dies: Ein Rastertunnelmikroskop „fühlt“ die Atome mittels einer feinen Metallspitze und setzt diese Informationen in Bilder um. Außerdem können wir einzelne Atome gezielt bewegen und mit ihnen Nanostrukturen bauen, die völlig neue technische Anwendungen eröffnen. (Raum 0.3.16)
  • Technology Enhanced Textbook (TET) (FU-Lehrerbildung):
    Wir demonstrieren das digitale Schulbuch der Zukunft. Mit TET und seiner neuen Web-Plattform „tet.mint“ können wir reale und virtuelle Experimente durchführen, auf vielfältige interaktive Inhalte zugreifen, Inhalte und Anwendungen nach persönlichen Vorstellungen generieren und online mit Freunden, Lehrern und Fachleuten Ergebnisse diskutieren. (MediaLab. Raum 1.3.43/47)
  • 3D-Darstellungen von Proteinen:
    Proteine sind die Alleskönner unter den Zellbausteinen. Egal, ob in der Strukturgebung oder den vielfältigen Funktionsabläufen in Lebewesen: ohne sie läuft buchstäblich nichts! Sie sind die „Nanomaschinen“ der Zellen. Wie sind die kleinen Maschinen nun aufgebaut, wie groß sind sie und wie veranschaulichen wir uns ihr Aussehen? Kann man anhand ihrer Struktur sogar ihre Funktion verstehen? Diesen Fragen wird mithilfe eines 3D-Fernsehers nachgegangen. (Raum 1.1.38)
Vorstellung des Sonderforschungsbereichs 1078:
Sonderforschungsbereiche sind Forschungseinrichtungen der Hochschulen, in denen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler über die Grenzen ihrer jeweiligen Fächer und Institute hinweg im Rahmen eines übergreifenden und wissenschaftlich exzellenten Forschungsprogramms zusammenarbeiten. Im Sonderforschungsbereich 1078 versuchen wir, mit einem interdisziplinären Ansatz die Vorgänge der Protonenbewegung in Proteinen zu verstehen.
17.00−0.00 Uhr Veranstaltungen des Sonderforschungsbereichs 1078:
  • Protonen und Proteine – wie Wasserstoff-Ionen die molekulare Maschinerie des Lebens koordinieren:
    Jede Art uns bekannten Lebens basiert auf dem Wirken von Proteinen. Diese sind „kleine Alleskönner“ im Nanobereich. Bei der Entschlüsselung der Funktionsweise dieser essentiellen „Maschinen“ kommt der Bewegung von Wasserstoff-Ionen (Protonen) eine bedeutende Rolle zu. Wir erklären Ihnen nicht nur die zugrundeliegende Theorie, sondern Sie können bei uns selbst aktiv an einem „Protonenflipper“ den Protonentransfer durch eines der Membranproteine durchspielen. (Raum 1.1.25)
  • Die Physik biologischer Nanomaschinen:
    Die richtige Funktionsweise von Proteinen ist wichtig für das Überleben jeder biologischen Zelle. Proteine können aus mehreren Tausend Atomen bestehen und übernehmen zentrale Aufgaben wie den Transport von Nährstoffen, die Signalübertragung oder die Synthese wichtiger Moleküle. Wir zeigen mithilfe von Computeranimationen in atomarer Auflösung, wie Proteine als biologische Nanomaschinen verschiedene Funktionen übernehmen, z. B. als Motor, Pumpe oder Lichtsensor. (Raum 1.1.25)
  • Biophysik – wie Moleküle sich bewegen:
    Mit spektroskopischen und mikroskopischen Methoden können biologische Moleküle und andere Makromoleküle (z. B. Nanocarrier) auf ihre physikalischen Eigenschaften (u. a. ihre Fähigkeit zum Transport anderer Moleküle oder zur Informationsweiterleitung) untersucht werden. Wir erläutern die Funktionsweise physikalischer Forschungsapparaturen und geben Einblicke in aktuelle biophysikalische Mess- und Analysemethoden. (Treffpunkt 1.1.25)
  • Wo kommen die Proteine her?
    Lichtrezeptoren sind wichtige Proteine, mit denen man Zellen durch Licht anregen kann. Um große Mengen dieser Proteine herzustellen, werden sie in Mikroorganismen (wie Bakterien und Hefezellen) „überexprimiert“ und dann aus diesen isoliert. Wir zeigen und erklären moderne Apparaturen und Techniken zur Zellanzucht sowie zum Reinigen und Analysieren von Proteinen (Laborführungen stündlich von 19.00−22.00 Uhr) (Treffpunkt: EG, Gangkreuzung zwischen Trakt 1 und 2)
17.00−0.00 Uhr Experimente
  • Experimente mit flüssigem Stickstoff:
    Wenn der Luftsauerstoff kondensiert und Verbrennungen explosionsartig ablaufen lässt, wenn ein eigentlich prall gefüllter Luftballon plötzlich schlaff in sich zusammenfällt, wenn Bewegungen wie in Zeitlupe ablaufen und weiche Dinge plötzlich hart und brüchig werden – dann hat man es mit der Welt der tiefen Temperaturen zu tun. (EG, Gangkreuzung zwischen Trakt 3 und 4)
  • Das Galton-Brett:
    Zufallsprozesse spielen in der Physik eine große Rolle. Ein wichtiger Zufallsprozess ist die sog. Irrfahrt (random walk), bei der sich ein Teilchen in jedem Zeitschritt für einen weiteren Schritt in eine zufällige Richtung entscheidet. Obwohl man nicht sicher sagen kann, wo sich das Teilchen nach einer bestimmten Zeit befindet, kann man doch Aussagen über die Wahrscheinlichkeitsverteilung des Ortes machen. Die Irrfahrt wird z. B. zur Beschreibung der zufälligen Bewegung kleiner Teilchen in Wasser benutzt. Das Galton-Brett ist ein mechanisches Modell, bei dem Kugeln eine solche Irrfahrt absolvieren. Wir führen u. a. vor, wie dieses Modell die theoretisch erwartete Wahrscheinlichkeitsverteilung reproduzieren kann. (EG zwischen Trakt 3 und 4)
  • Gut geschützt?! Absorption von Strahlung durch Sonnenbrillen:
    Sonnen-, Sport- und Skibrillen sollen zwei Funktionen erfüllen: Sie sollen helles Sonnenlicht dämpfen und schädliche UV-Strahlung zuverlässig blocken. Das Glas einer schützenden Brille soll deshalb moderate Absorption im Wellenlängenbereich von 400 bis 800 nm (sichtbar) und eine stark ansteigende Absorption unterhalb von 400 nm (UV) aufweisen. Wir messen das Absorptionsspektrum Ihrer Sonnen-, Sport- und Skibrillen und prüfen so, ob sie das UV-Licht genügend filtern. Aus dem Verlauf des Spektrums im sichtbaren Bereich ermitteln wir die Farbe und Stärke der Tönung Ihrer Brille. (Raum 0.4.56)
  • (K)ein Spielzeug?! Wie gefährlich ist Ihr Laserpointer?
    Seit dem Ende des 20. Jahrhunderts sind Laser Bestandteil haushaltsüblicher Geräte. Mit dem Aufkommen batteriebetriebener, handlicher und dennoch leistungsfähiger Laserpointer ergibt sich jedoch die konkrete Gefahr ernsthafter Augenschäden, wenn diese Kleinlaser falsch deklariert und unsachgemäß verwendet werden. Wir messen das Spektrum und die Leistung Ihres Laserpointers. Nebenbei erfahren Sie, wie ein Laser funktioniert, warum auch einfache Laserpointer für die Augen gefährlich sein können und was man mit ultrakurzen Laserpulsen erforschen kann. (Raum 0.4.56)
17.00−0.00 Uhr Experimente mit Lasern und Nanomaterialien − Experimente zum Anfassen vor den Laboren:
  • Hochleistungslaser: Justiere die Strahlengänge und erzeuge einen Laserstrahl in Deiner Lieblingsfarbe!
  • Welche Diamanten sind echt? Wir untersuchen Ihren Schmuck mit Ramanspektroskopie
  • Nanomaterialien unter dem optischen Mikroskop (sowie andere Gegenstände auf Wunsch)
  • Besser als Styropor: Nanofasern für die beste Wärmeisolierung
  • Schon mal blaues Gold gesehen? Die Größe macht die Farbe! (vor den Räumen 1.1.43 und 1.1.46)
  • Ab 20.00 Uhr Experimente zum zukünftigen Energienetz:
    Konventionelle und regenerative Energien sind über ein Energieversorgungsnetz zusammengeführt. Infolge von Instabilitäten, z. B. durch einen stark schwankenden Verbrauch, können Überlastungen des Leitungsnetzes auftreten und zur Abschaltung der betroffenen Bereiche führen. Anhand von Experimenten zur Frequenzstabilität und des Einsatzes von Speicherkraftwerken wird auf die Probleme der Versorgungsstabilität des Netzes eingegangen. (Nische gegenüber Media Lab)
Wettbewerb und Experimente für Kinder und Erwachsene
  • 17.00−23.00 Uhr In 80 Schritten durch die Physik (FU-Lehrerbildung):
    Spins flippen, Strom wiegen und mehr – Studierende stellen spannende Experimente aus ihrem Studium vor. (verschiedene Orte im Physik-Gebäude)
  • 20.00, 22.00 Uhr PhyMagie-Show:
    Eine interaktive Physik-Show von und mit Schülerinnen und Schülern des Sophie-Charlotte-Gymnasiums: Hier können Sie Physik einmal anders erleben! Spannende Experimente − magisch, witzig und clever … (Raum 1.3.48, Seminarraum T3)
  • 17.00−0.00 Uhr Science Rallye für Kinder und Jugendliche bis 14 Jahre (u. a. Raum 1.1.26, Seminarraum E1) (hier finden Sie das Programm)
  • 17.00−0.00 Uhr Schülerlabor „PhysLab“ − Reise durch die Physik (FU-Lehrerbildung):
    Über 50 einfache Experimente zum Selbstmachen − verblüffend und spannend! Walzen rollen, Kreisel rotieren, Pendel schwingen, Luft bläst, Wasser strömt, Gläser tönen, Prismen erzeugen Farben. (Raum 1.1.26, Seminarraum E1)
  • 17.00−0.00 Uhr Physik in der Küche − einige Experimente, die man in der Küche nachmachen kann:
    Metall, Licht und Plasmablitze im Mikrowellenherd, energieeffiziente Erwärmung von Bratwürsten, auf dem Wasser laufen und das Meer teilen, „biblische Versuche“ und nicht-newtonsche Flüssigkeiten (Raum 1.1.47)
  • 17.00−0.00 Uhr Protonen-Spiel:
    Rolle die „Protonen“ (Bälle) vom Zellinneren durch die Zellmembran und gewinne einen kleinen Preis! (Raum 1.1.25)
  • 17.00−0.00 Uhr Anziehende Experimente mit Magneten:
    Erleben Sie die Faszination von Magneten, die wir in vielen kleinen Experimenten zeigen! (Gang vor Raum 1.2.30)
  • 17.00−0.00 Uhr Physikalische Grundlagenexperimente − buntes experimentelles Allerlei:
    Dutzende kleine Experimente, überall im Gebäude verteilt: zum Ansehen, Staunen, Mitmachen …
17.00−0.00 Uhr Studieninformationen (Hörsaal B)

MINT ist überall! Jedes Handy, jedes Auto, jeder Medienplayer basiert auf den MINT-Fächern (Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften, Technik) und kaum jemand möchte heutzutage auf diese technischen Errungenschaften verzichten.

Andererseits werden die sog. „harten MINT-Fächer“ von Schülerinnen und Schülern oft als schwer empfunden. Viele trauen sich daher ein solches Studium nicht zu. Aber sind diese Sorgen wirklich berechtigt? Man braucht nicht Albert Einstein oder Marie Curie zu sein, um Physik oder verwandte Fächer wie Mathematik und Informatik erfolgreich zu studieren. Wir wollen Ihnen zeigen, warum uns diese Fächer begeistern und weshalb wir sie jederzeit wieder studieren würden. Wir werden aber auch Klartext sprechen und erläutern, wo Probleme auftreten können und Stolperfallen lauern.

Es lohnt sich! Die Berufsaussichten sind ausgezeichnet – unabhängig davon, ob man später in die universitäre Forschung, die industrielle Anwendung oder die schulische Lehre gehen möchte. Die Arbeit ist überdurchschnittlich gut bezahlt und kann, wie Sie an unserem Beispiel sehen werden, sogar Spaß machen!

Im Anschluss an jeden Vortrag geben wir Ihnen fachbezogene Tipps, welche Stationen der „Langen Nacht der Wissenschaften“ Sie unbedingt besuchen sollten.

Vorträge
  • 19.30 Uhr Studium und Berufsaussichten für das Fach Physik
  • 20.30 Uhr Studium und Berufsaussichten für das Fach Mathematik
  • 21.30 Uhr Studium und Berufsaussichten für die Fächer Informatik und Bioinformatik
Weitere Möglichkeiten, sich über unsere Studiengänge zu informieren:
  • Infostand der Projekte Mentoring und MINToring:
    Diese Projekte helfen jungen Menschen dabei, das für sie optimale Studienfach zu finden und dieses erfolgreich zu studieren. (Eingangsbereich, nahe der Kasse)
  • „Let's talk about Physics“:
    Die studentische Fachschaftsinitiative bietet Ihnen anregende Gespräche über das Fach und das Studium der Physik. Natürlich können wir auch zu verwandten Fächern etwas sagen. Zur körperlichen Erbauung gibt es frischgebackene Waffeln. (Räume 0.3.02 und 0.3.04)
Infostand ProInformatik

Von einem vorgezogenen Informatikstudium noch vor Beginn des ersten Semesters können interessierte Schülerinnen und Schüler in mehrfacher Hinsicht profitieren: als Eignungstest bereits ein Jahr vor dem Abitur, zur Studienzeitverkürzung, zur Sicherung des Studienplatzes, zur Nutzung der Zeit zwischen Abitur und Beginn des Studiums. Es basiert auf einer konsequenten Modularisierung des Bachelorstudiengangs Informatik, die es ermöglicht, einige Module des ersten Studienjahres unabhängig von allen anderen zu absolvieren. (Eingangsbereich nahe der Kasse und Hörsaal B)

17.00−0.00 Uhr Catering (Lichthof an der Arnimallee 14)
  • „Physikerstübchen“: Großer Grillstand mit Getränkeausschank. Gute Stimmung garantiert!

Ort: Arnimallee 14, 14195 Berlin
Hausnr. 12 auf Lageplan
Buslinien: blau, grün
Abendkasse
Zeit: 17.00−0.00 Uhr
Infos: www.physik.fu-berlin.de