Letzte Woche Mittwoch (18.5.) kam eine Studentin als Studienbotschafterin in unsere Klasse (9a) und informierte uns über das Physikstudium am KIT (Karlsruher Institut für Technologie). Ihre Präsentation bestand aus zwei Teilen, einigen Experimenten zur Infrarotstrahlung (Wärmestrahlung) und dem Studium an sich.
In unserer Physikdoppelstunde hatte die Studienbotschafterin Luisa zu einem genauen Verständnis der Wärmestrahlung unsererseits eine Wärmebildkamera dabei. Bei dieser wird die Infrarotstrahlung verschiedenfarbig dargestellt (Falschfarben). Blau steht dabei für Kälte und weiß/rot für Wärme. Auch erzählte sie uns, dass alle Gegenstände, die eine Temperatur über dem absoluten Nullpunkt haben, Infrarotstrahlung abgeben. Je wärmer sie sind, desto mehr Infrarotstrahlung geben sie ab (Planck’sches Strahlungsgesetz), weswegen die Sonne die größte Strahlungsquelle in unserem Sonnensystem ist.
Infrarotstrahlung kann, wie jede andere Strahlung auch, transmittiert (Übergang von Strahlung durch ein Objekt), reflektiert (Zurückwerfen von Strahlung) und/oder emittiert (Aussenden von Strahlung) werden. Da das sehr viel Theorie war, machte Luisa nach diesen Erklärungen mit uns neun Experimente mit der Wärmebildkamera, um uns das Ganze näher zu bringen. Im Folgenden werde ich nun die vier meiner Meinung nach interessantesten Versuche beschreiben.
Im zweiten und dritten Versuch (beide hängen zusammen) stellte sich jeweils ein Schüler mit einer Plexiglasscheibe oder einem undurchsichtigen Müllsack vor sich hin und wurde von einem anderen Schüler durch dieses Objekt mit der Wärmebildkamera beobachtet. Interessant war, dass man den Schüler durch die Plexiglasscheibe mit der Kamera nicht sehen konnte, durch den Müllsack aber schon. Das heißt also, dass bei diesen Gegenständen die Transmission und Reflektion anders als bei anderen Strahlungen wirken. So wirken diese bei der Lichtstrahlung genau andersherum, wie bei der Infrarotstrahlung. Dass Infrarotstrahlung manchmal transmittiert wird und manchmal nicht, liegt an der unterschiedlichen Oberflächenbeschaffenheit der beiden Gegenstände. Dabei transmittierte die glatte Plexiglasoberfläche schlechter als die raue Oberfläche des Müllsack.
Beim fünften Versuch wurde ein Stein auf ein Stück Holz fallen gelassen. Dieses erwärmte sich dadurch an der Aufschlagsstelle schlagartig. Hier konnten wir also eine Energieumwandlung von kinetischer zu thermischer Energie beobachten. Somit konnten wir hier den Energieerhaltungssatz nachweisen. Dieser besagt, dass Energie nicht verloren gehen kann, sondern nur umgewandelt wird.
Beim achten Versuch legte ein Schüler seine Hände gleichzeitig auf eine Platte aus Holz und eine aus Metall. Durch die Kamera konnten wir beobachten, dass sich die Metallplatte deutlich schneller erwärmte als die Holzplatte. Das resultiert aus der unterschiedlichen Wärmeleitfähigkeit der beiden Materialien. Diese gibt die Fähigkeit eines Materials an Wärme aufzunehmen oder abzugeben, sie also weiterzuleiten.
Als letzter Punkt zur Wärmebildkamera wurden uns verschiedene Anwendungsmöglichkeiten für diese vorgestellt. So kann man die Wärmedämmung von Häusern überprüfen, Glutnester nach einem Brand erkennen (diese befinden sich manchmal in Decken oder Wänden) oder die Temperaturen von Kabeln messen, um einem Kabelbrand vorzubeugen und kaputte Stellen in einem Stromkreis zu finden (diese erwärmen sich oft stark). Besonders faszinierten mich aber die Anwendungsmöglichkeiten dieser Technologie in der Medizin. So kann man mit der Wärmebildkamera Durchblutungsstörungen und Verspannungen erkennen. Auch ist es möglich anhand der Temperatur bestimmter Körperregionen Gefühle zu erkennen, auch wenn hierbei die Temperaturunterschiede nur marginal sind.
Nach dieser ausführlichen Vorstellung der Wärmebildkamera berichtete Luisa uns schlussendlich über das eigentliche Physikstudium. Zuerst erklärte sie uns, wie das Studium abläuft: Man geht nicht nur zu Lehrveranstaltungen zu theoretischer und praktischer Physik, sondern auch zu solchen über Mathematik und den eigenen Nebenfächern. Ebenso bekommt man jede Woche neue Übungsblätter, welche bewertet werden. Diese können unterschiedlich lange dauern, wie wir durch Nachfrage einer Schülerin erfuhren, von fünf bis 40 Stunden. Dafür werden die Arbeitsblätter allerdings auch in Gruppen bearbeitet, damit man sich gegenseitig unterstützten kann. Des Weiteren werden die Semester von Praktika begleitet, die sich auch besonders um den Bereich computergestützte Datenauswertung drehen. Luisa hob besonders hervor, dass man während der Abschlussarbeiten an unterschiedlichen Forschungsprojekten teilnehmen kann. Auch erzählte sie uns vom großartigen Miteinander während dieser einzelnen Phasen, weswegen ihr das Studium viel Spaß bereitet.
Die Voraussetzungen für das Physikstudium sind Neugier, Interesse an der Wissenschaft und ein mathematisches Grundverständnis. Auch sollte man keine Angst vor Abstraktion haben und ein gewisses Durchhaltevermögen besitzen. Dieses sei besonders wichtig, da die ersten Semester sehr anstrengend und eher langweilig seien. Dafür werde es später deutlich besser, da man dann das nötige Handwerkszeug besitze, um spannendere Aufgaben zu bearbeiten.
Sie lobte die tolle Atmosphäre am KIT, die gute Lage dieser Universität und die vielen dort ansässigen Hochschulgruppen z.B. in den Bereichen Sport und Politik. Es gibt sogar eine Gruppe, die Rennwagen baut und mit diesen gegen andere Universitäten antritt.
Nach dem Studium gibt es ihrer Erklärung nach zwei Optionen. Die eine wäre eine Lehre (um anderen Physik beibringen zu können) und die andere wäre die Forschung. Dabei gibt es die Forschung an der Universität, z.B. in den Bereichen Optik, Elementarteilchen und Biophysik, oder die private Wirtschaft. Die private Wirtschaft teilt sich in die Bereiche Entwicklung neuer Produkte oder die Anwendung von im Studium nebenbei Erlerntem auf. Das nebenbei Erlernte ist z.B. in den Bereichen IT (Datenmengenanalyse) und Banken/Versicherung (Erstellung von Simulationen) nützlich.
Zu guter Letzt wies Luisa uns noch auf weitere Informationsangebote, wie z.B. Schülerlabore hin.
Mir hat der Besucher der Schülerbotschafterin sehr gefallen. Der Vortrag war sehr informativ und spannend gehalten, sodass man gerne zugehört hat. Auch war er sehr klar strukturiert und zusätzlich habe ich viel zum Physikstudium und zur Wärmelehre erfahren, was ich vorher noch nicht wusste. Durch die praktischen Versuche hat Luisa die Begeisterung für die Physik geweckt und ich werde ein Physikstudium wahrscheinlich für meine weitere Laufbahn in Erwägung ziehen.
Ein Text von Noah Ulrich
