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Programm: Herbst-Uni 2020

Montag 12.10.2020 /// Mathematik und Elektrotechnik

Vorlesungen und Workshops am Vormittag /// 10:00-12:00 Uhr

M1 Zauberhafte Würfel (Mittelstufe)

In diesem Workshop untersuchen wir einen Satz von vier speziellen Würfeln, die nicht mit den üblichen Augenzahlen beschriftet sind. Welches ist der beste Würfel, wenn man mit den Würfeln gegeneinander würfelt? Wir werden dieses zunächst experimentell untersuchen und dann die beobachteten Phänomene auch theoretisch nachweisen. Jede Teilnehmerin erhält vorab per Post einen Satz Blankowürfel, die dann im Workshop passend beschriftet werden.  

M2 Symmetrie des Dodekaeders (Oberstufe)        

Die fünf platonische Körper Tetraeder, Würfel, Oktaeder, Dodekaeder und Ikosaeder waren bereits den alten Griechen bekannt. Sie zeichnen sich durch ihre außerordentliche Symmetrie aus, welche zur Zeit Platons als derart wichtig angesehen wurde, dass sie eine zentrale Rolle in seiner philosophischen Theorie einnahmen. Unser Ziel wird es sein, den Begriff der Symmetrie am Beispiel des Dodekaeders tiefer zu ergründen

ET1 #nofilter?!  Wir filtern mit Schaltungen – theoretische Grundlagen (Mittelstufe)  

Netzwerke aus elektrischen Widerständen (R), Induktivitäten (L) und Kondensatoren (C) bilden das Rückgrat in jedem elektrotechnischen System. Ohne diese Netzwerke keine Energieversorgung, keine Handykommunikation, keine Pulsmessung. Aber, warum verhalten sich die Netzwerke so unterschiedlich? Wie kann ich ihr Verhalten beeinflussen? Was hat die Frequenz damit zu tun? Wie, was und warum können sie „filtern“? Wir tauchen in dieser Probevorlesung, die sich aus Bausteinen einer meiner „realen“ Vorlesungen zusammensetzt, tief in die Theorie von exemplarischen Netzwerken ein, lernen ihr Verhalten zu verstehen und testen das neuerworbene Wissen abschließend an einer „Filterschaltung“. 

ET2 #nofilter?!  Wir filtern mit Schaltungen – praktische Anwendungen“ (Oberstufe)

Der Begriff „Filter“ wird heutzutage im Zusammenhang mit Bildbearbeitung in Verbindung gebracht. In der Elektronik sind Filterschaltungen auch nicht mehr wegzudenken. Mit ihnen können verrauschte Signale wiederhergestellt werden. In vielen Situationen profitieren wir von diesen Filtern, wie beispielsweise bei Noise-Cancelling von Kopfhörern und können so Musik auch in lauten Umgebungen ungestört genießen. In diesem Workshop geht es darum solche Störgeräusche zu filtern. Dabei bauen wir eigenständig elektrische Schaltungen, analysieren Signale und untersuchen anschließend die einzelnen Bauteile der Filterschaltung.

Vorlesungen und Workshops am Nachmittag /// 13:00-15:00 Uhr

M3 Was wäre wenn? Wahrheitsfindung durch indirektes Beweise (Mittelstufe)       

Hochschulmathematik dreht sich nicht nur um die Frage, welche Aussagen stimmen, sondern auch, warum sie stimmen. Indirekte Beweise sind eine gute, manchmal die einzige Möglichkeit, das zu zeigen. Wir werden uns an einfachen und etwas weniger einfachen Beispielen anschauen, wie das funktioniert.

M4 Primzahlen und Primzahlzwillinge (Oberstufe)

Eine Primzahl ist eine natürliche Zahl größer oder gleich 2, die als einzige positive Teiler nur die Zahl 1 und sich selbst hat. Wir untersuchen, ob es unendlich viele Primzahlen gibt, und, wenn ja, wie diese sich verteilen. Weiter betrachten wir Primzahlzwillinge. – In diesem Workshop führen wir mit Anleitung auch interessante Beweise von grundlegenden Aussagen über Primzahlen durch.

ET3 #nofilter?!  Wir filtern mit Schaltungen – praktische Anwendungen“ (Mittelstufe)

Der Begriff „Filter“ wird heutzutage im Zusammenhang mit Bildbearbeitung in Verbindung gebracht. In der Elektronik sind Filterschaltungen auch nicht mehr wegzudenken. Mit ihnen können verrauschte Signale wiederhergestellt werden. In vielen Situationen profitieren wir von diesen Filtern, wie beispielsweise bei Noise-Cancelling von Kopfhörern und können so Musik auch in lauten Umgebungen ungestört genießen. In diesem Workshop geht es darum solche Störgeräusche zu filtern. Dabei bauen wir eigenständig elektrische Schaltungen, analysieren Signale und untersuchen anschließend die einzelnen Bauteile der Filterschaltung.

ET4 #nofilter?!  Wir filtern mit Schaltungen – theoretische Grundlagen (Oberstufe)

Netzwerke aus elektrischen Widerständen (R), Induktivitäten (L) und Kondensatoren (C) bilden das Rückgrat in jedem elektrotechnischen System. Ohne diese Netzwerke keine Energieversorgung, keine Handykommunikation, keine Pulsmessung. Aber, warum verhalten sich die Netzwerke so unterschiedlich? Wie kann ich ihr Verhalten beeinflussen? Was hat die Frequenz damit zu tun? Wie, was und warum können sie „filtern“? Wir tauchen in dieser Probevorlesung, die sich aus Bausteinen einer meiner „realen“ Vorlesungen zusammensetzt, tief in die Theorie von exemplarischen Netzwerken ein, lernen ihr Verhalten zu verstehen und testen das neuerworbene Wissen abschließend an einer „Filterschaltung“. 

Dienstag 13.10.2020 /// Informatik und Physik

Vorlesungen am Vormittag /// 10:00-12:00 Uhr

I1 Wie funktioniert eigentlich ein Handy? (Mittelstufe)

Was passiert eigentlich, wenn wir mit einem Handy telefonieren oder Videos anschauen? Redet mein Handy direkt mit dem Handy meines Gesprächspartners? Was, wenn der weit weg ist? Was, wenn mehrere Leute gleichzeitig telefonieren wollen? Was bedeuten eigentlich Schlagworte wie 3G, 4G, 5G; ist das für mich wichtig? In dieser Veranstaltung besprechen wir, wie man von einfachen Grundüberlegungen zum Entwurf eines weltweit funktionierenden, mobilen Kommunikationssystems kommt.

I2 Programmierbare Materie – Die nächste Revolution (Oberstufe)

Programmierbare Materie hat Science-Fiction Autor*innen und Filmemacher*innen bereits seit Jahrzehnten fasziniert. Man denke hier an den Formwandler T1000 in Terminator 2, Ironman mit seiner transformierbaren Rüstung, die Transformers, usw. Auch in der Wissenschaft ist programmierbare Materie ein Thema: von der Physik (Kristalle und komplexe Flüssigkeiten), Chemie (Metamaterialien und formverändernde Moleküle) und Biochemie (selbstaufbauende DNA-Strukturen und programmierbare Zellen) bis hin zur Robotik (modulare Roboter und Nano-Roboter). In der Informatik steckt die Forschung allerdings noch in den Kinderschuhen, auch wenn es insbesondere im Bereich der minimal invasiven Chirurgie faszinierende Anwendungsmöglichkeiten gibt. In der Tat wird von programmierbarer Materie erwartet, dass sie die nächste Revolution in der Menschheitsgeschichte einläuten kann, da sie vermutlich irgendwann mit biologischen Lebewesen koexistieren wird. In der Vorlesung wird eine Einführung in die Welt der programmierbaren Materie gegeben sowie aktuelle Forschungsergebnisse vorgestellt.

P1 Röntgen – ein Blick ins Innere des menschlichen Körpers (Mittelstufe)

Vor 120 Jahren entdeckte Wilhelm Conrad Röntgen eine neuartige Strahlung, mit der es ihm zum ersten Mal gelang, Aufnahmen vom Inneren des menschlichen Körpers zumachen. Die Vorlesung stellt vor, um welche Art der Strahlung es sich dabei handelt, wie ihre Anwendung in der Medizin funktioniert und welche Vorteile, aber auch Gefahren damit verbunden sind.

P2 Die Physik der Rakete: Impulserhaltung in der Praxis (Oberstufe)

Zur Beschreibung des Starts und des Fluges einer Rakete kann mit einfachen Mitteln der Newtonschen Axiome auch ohne tiefes Verständnis von theoretischer Physik ein Satz von Gleichungen erhalten werden, die wichtige Erkenntnisse für den Bau einer Rakete liefern. In dieser kurzen Vorlesung werden wir die ersten beiden „Raketengleichungen“ aus dem Impulserhaltungssatz ableiten und unsere neu gewonnenen Erkenntnisse anhand einer Wasserrakete überprüfen.

Workshops am Nachmittag /// 13:00-15:00 Uhr

I3 Tätersuche mit Standortdaten - Aspekte der Datenspeicherung und des Datenschutzes (Mittelstufe + Oberstufe)

Wie können Standortdaten eingesetzt werden um einen Mordfall zu lösen? Können Datenspeicherung und Datenanalyse zur Lösung eines Mordfalls beitragen? Im Workshop werden wir einen fiktiven Mordfall lösen, indem wir die Standortdaten explorieren und analysieren. Hierzu werden wir kleinere Programmierübungen in Jupyter Notebooks umsetzen, um den Täter zu überführen. Anschließend werden die Themen Datenschutz und Datenspeicherung theoretisch und im Alltag genauer betrachtet und untersucht.

I4 Make Light - Was Blumen, Autos und Solarzellen verbindet (Mittelstufe + Oberstufe)

Wie kann unsichtbares Licht beim Einparken helfen? Kann man auch Geschwindigkeiten messen oder Temperaturen sichtbar machen? Dieser Workshop bietet einen praxisorientierten Einstieg in Elektrotechnik und Informatik. Die Schülerinnen und Schüler führen mit Arduino-Microcontrollern einfache Programmierungen durch und steuern dabei Hardware-Komponenten wie LEDs oder Infrarot-Sensoren.

P3 Windenergie für zu Hause (Mittelstufe)

Im Rahmen der Energiewende wird die Windenergie eine immer wichtigere Energiequelle für die Menschen. Im Workshop „Windenergie für zu Hause“ wird diese Energieerzeugungsform in einem Modell nachgebaut: Ein kleines Windrad wird mit einer LED verbunden und soll diese zum Leuchten bringen. Eure Aufgabe ist es, ein kleines Windrad zu bauen, zu optimieren und mit der LED zu verbinden. Ihr könnt dabei verschiedene LEDs ausprobieren, die unterschiedlich großen Spannungen zum Leuchten benötigen. Am Ende des Workshops solltet ihr ein kleines Video erstellen, in dem ihr euer Windrad und eure Ergebnisse präsentiert. Die besten Videos und Vorstellungen erhalten einen kleinen Preis.

P4 Resonanzfrequenz von Limonadenflaschen - Ein physikalisches 
Phänomen wissenschaftlich untersucht. (Oberstufe)

In diesem Experiment wirst du die Luft im Inneren einer Flasche durch Pusten am Flaschenhals in Schwingung versetzen, die Frequenz mit Hilfe der Smartphone-App "phyphox" vermessen und den Zusammenhang zwischen Halsform und Tonhöhe ableiten. Nach einer Einführung in die physikalischen Zusammenhänge führst du das Experiment in deinem Home-Lab selbst durch. Anschließend werten wir gemeinsam die Messdaten nach wissenschaftlichen Gesichtspunkten aus. Zur Vorbereitung installiere bitte die App Phyphox auf deinem Smartphone, lege Zettel, Stift, Lineal und einen Messbecher mit Liter-Messskala bereit und suche zwei Flaschen mit gut erkennbarem Hals wie z.B. bei den 0,33l Fritz-Cola- oder Weinflaschen. Diese solltest du bereits ausgetrunken und idealerweise einmal durchgespült haben. Solltest du dich für eine Weinflasche entscheiden, delegiere das Leeren der Flasche an deine Eltern.

Mittwoch 14.10.2020 /// Wirtschaftsinformatik und Chemie

Vorlesungen am Vormittag /// 10:00-12:00 Uhr

WI1+WI2 Fünf Sterne für diese Vorlesung? – Zur Bedeutung von Online-Bewertungen (Mittelstufe + Oberstufe)

Goethe’s „Faust“, die App Jodel, Residenz Club & Lounge, Paderquellgebiet und selbst die Packstation in der Liliengasse – heutzutage wird alles und jeder im Internet bewertet. Aber haben denn Online-Bewertungen auch tatsächlich einen Einfluss auf das Kaufverhalten? Wie entstehen eigentlich solche Online-Bewertungen? Und können die Abgabe und die Höhe der Bewertungen beeinflusst werden? Die Vorlesung gibt Antworten auf diese Fragen und illustriert grundlegende Zusammenhänge und Anwendungen anhand von zahlreichen Beispielen.

C1 Die "bunte" Chemie der Nichtmetalle (Oberstufe)

(folgt in Kürze)

Vorlesungen und Panels am Nachmittag /// 13:00-15:00 Uhr

WI3 Wirtschaftsinformatik studieren! Und dann??? (Mittelstufe + Oberstufe)   

Wie sieht eine Karriere als Wirtschaftsinformatikerin aus? Ganz unterschiedlich! In dieser Veranstaltung lernst du Frauen kennen, die nach ihrem Abschluss verschiedene Karrierewege eingeschlagen haben. Egal ob großes oder kleines Unternehmen, Industrie, Beratung oder Wissenschaft - hier erfährst du, wie ihr Weg aussah und welche Entscheidungen sie getroffen haben. So bekommst du aus erster Hand wertvolle Informationen zu Berufen und Aufgabengebieten von Wirtschaftsinformatikerinnen. Im Anschluss bleibt genug Zeit, um deine Fragen zu beantworten.  

C2 Chemistry for future? – Nachhaltigkeitsproblemen auf der Spur (Mittelstufe)

Fridays for future, Klimaabkommen, CO2-Steuer – Nachhaltigkeit ist eines der Top-Themen der heutigen Zeit. Aber wie können Chemie und Nachhaltigkeit zusammenpassen? Kann Chemie dabei helfen, aktuelle Umweltdebatten zu verstehen? In dieser Probevorlesung soll die Rolle von Kohlenstoff und seinen Verbindungen (wie CO2) in der Umwelt genauer untersucht werden. Der Kohlenstoffkreislauf in der Umwelt soll Ausgangspunkt der Betrachtung sein und so die Funktion und Rolle des Elements in verschiedenen Lebensbereichen aufzeigen. 

 

Donnerstag 15.10.2020 /// Rahmenprogramm

Workshop: Studienorientierung /// 09:30-10:30 Uhr

Im Workshop erarbeitet ihr individuelle Kriterien für die Studienwahl und erhaltet zusätzlich Informationen über Unterstützungsmöglichkeiten in der Studienorientierung.

Abitur und dann? - Online Vorstellung der MINT-Studiengänge /// 11:00-13:00 Uhr

(folgt in Kürze)

Online-Interview mit MINT-Frauen / Studentinnen mit anschließendem Austausch /// 14:00-15:00 Uhr

(folgt in Kürze)

 

Freitag 16.10.2020 /// Exkursionen

Aufgrund der Coronapandemie ist im Moment noch nicht absehbar, ob Exkursionen angeboten werden können. Wir informieren Dich hier, sobald wir Konkretes wissen!

 

Die Universität der Informationsgesellschaft