Physik – die neusten Beiträge

Fächerwahl auf Grundschullehramt?

Ich stehe kurz davor, Grundschullehramt zu studieren, und muss mich demnächst für meine Fächerkombination bewerben. Dabei bin ich unsicher, welches Fach ich neben dem Hauptfach (Deutsch oder Mathematik) wählen soll. Zur Auswahl stehen naturwissenschaftlicher Sachunterricht, sozialwissenschaftlicher Sachunterricht, Musik, Sport und andere Fächer.

Ursprünglich wollte ich eigentlich Biologie studieren, weil mich das Fach schon immer begeistert hat. Ich hatte sogar Bio als Leistungskurs in der Schule, und es hat mir großen Spaß gemacht. Leider gibt es Biologie als Einzelbereich im Grundschullehramt nicht, sondern es ist im naturwissenschaftlichen Sachunterricht integriert. Mein Problem ist, dass ich mir unsicher bin, wie dieser Sachunterricht im Studium genau aufgebaut ist. Mein Eindruck ist, dass der Fokus dort ganz anders ist als im Biologieunterricht, weil auch Physik und Chemie eine große Rolle spielen. Das bereitet mir Sorgen, denn ich war in diesen beiden Fächern eher schlecht und habe sie in der Schule früh abgewählt.

Aus Angst, dass der naturwissenschaftliche Sachunterricht zu schwierig für mich sein könnte, habe ich angefangen, auch über andere Fächer nachzudenken – zum Beispiel Musik. Eigentlich war Musik nie meine erste Wahl, aber es kam mir plötzlich in den Kopf, weil ich unsicher wegen des Sachunterrichts bin. Ich liebe Musik und singe gerne, allerdings habe ich keinerlei Vorkenntnisse: Ich kann keine Noten lesen und spiele auch kein Instrument. Zwar fand ich die Vorstellung von Musik am Studieninformationstag interessant, doch ehrlich gesagt bin ich mir nicht sicher, ob es wirklich zu mir passt. Besonders, weil mir der Musikunterricht in der Schule nie besonders gefallen hat.

Ich bin aktuell ziemlich ratlos, wie ich mich entscheiden soll. Kann mir jemand mehr über den Aufbau des naturwissenschaftlichen Sachunterrichts im Studium sagen? Liegt der Fokus wirklich stark auf Chemie und Physik? Wie praxisnah ist das Ganze? Oder hat jemand Erfahrungen mit Musik im Grundschullehramt? Ich freue mich über jeden Rat!

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Philosophie Erkenntnistheorien?

Hallo, ich schreibe gerade ein Essay über die Frage „Wie wirklich ist die Wirklichkeit?“. Findet ihr meine Argumente schlüssig? Ich freue mich sehr über Feedback und neue Argumente: 

Essay: Wie wirklich ist die Wirklichkeit wirklich? 

Wenn ich meine Augen öffne, sehe ich meine Flasche vor mir auf dem Tisch. Ich sehe sie und, so scheint es, existiert sie auch in der Wirklichkeit. Doch je länger ich darüber nachdenke, desto mehr frage ich mich: Könnte es sein, dass ich gerade träume und die Flasche eigentlich gar nicht existiert? Oder ist das nur reine Gedankenspielerei?

Die Annahme, dass unsere Sinne uns ein unverfälschtes Abbild der Realität liefern, deckt sich mit unserer alltäglichen Erfahrung. Unsere Sinne bieten verlässliche Informationen, die es uns ermöglichen, sicher zu handeln: Wenn ich ein Glas sehe, kann ich es greifen; wenn ich ein Auto wahrnehme, weiche ich ihm aus.

Warum sollten wir also an unseren Sinnen zweifeln, wenn sie im Leben doch zuverlässig sind?

Nun, das sind sie meiner Meinung nach nicht: Unsere Sinne können uns täuschen. Optische Täuschungen, Träume oder Halluzinationen zeigen, dass wir die Welt nicht immer so wahrnehmen, wie sie tatsächlich ist. Ein Strohhalm, der im Wasser gebrochen scheint, ist in Wirklichkeit gerade.

An dieser Stelle könnte man einwenden, dass die Erkenntnis der optischen Täuschung selbst wieder auf Erfahrung durch unsere Sinne basiert: Wenn wir den Strohhalm aus einer anderen Perspektive betrachten, sehen wir, dass er nicht gebrochen ist.❓

Nichtsdestotrotz kann meines Erachtens nicht alles Wissen aus Erfahrung stammen. Gewisse Konzepte wie das Ursache-Wirkungs-Prinzip können wir nicht direkt durch unsere Sinne erfassen. Wenn ich beispielsweise eine Kugel werfe, nehme ich mit meinen Sinnen wahr, dass die Kugel gegen den Kegel stößt und dieser sich bewegt. Wir schließen daraus, dass die Bewegung der Kugel (die Ursache) die Bewegung des Kegels (die Wirkung) hervorgebracht hat, obwohl wir die Verbindung (die Ursache) selbst nie direkt wahrnehmen. 

Diese Erkenntnis ist somit nicht direkt durch Sinneserfahrungen, sondern lediglich durch unseren Verstand möglich. 

Somit glaube ich nicht, dass unsere Sinne die Quelle für unsere Ideen und somit unsere Erkenntnis sind.

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Vergehen beim Tod Milliarden Jahre oder mehr?

Immer wenn ich in Computerspiel gestorben bin oder ich mir ein Let‘s play Video auf YouTube anschaue und der YouTuber in Video gestorben ist, wird es auch in Schlaf verarbeitet und es kommt eine Stelle, die für mich traumlos erscheint und es einfach dunkel ist, ist der Tod in Spiel länger her, kommt ein Traum, wo ich mich in meiner Kindheit befinde.

Beim Tod könnte es genauso sein, also das es für einen selber für eine Weile einfach dunkel bleibt, es könnte die Stelle sein, wo innerhalb kürzester Zeit für die betreffende verstorbene Person Milliarden Jahre vergehen.

Theorie 1:

Unsere Erde ist tot, unsere Sonne ist mittlerweile ein weißer Zwerg, aber irgendwo in Universum z.B. in einer anderen Galaxie hat sich eine neue Erde mit ähnlichen Bedingungen um einen Sonnenähnlichen Stern entwickelt, es hat sich ebenfalls eine Menschliche Zivilisation entwickelt, aber irgendwie sind alle Menschen so wiedergekommen, wie die jeweiligen Menschen gestorben waren, also jeder Mensch bekam an der jeweiligen ähnlichen Stelle die erste bewusste Erinnerung ab dem 2. Lebensjahr.

Theorie 2:

Es vergehen noch viel mehr Jahre, als nicht nur Milliarden Jahre, unser Universum stirbt, es kommt zum nächsten Urknall und es entsteht wieder ein neues Universum. Irgendwann entwickelt sich wieder unser Sonnensystem mit unserer Erde, es entsteht wieder eine Menschheit, aber irgendwie geht es so weiter, wie man zuletzt aufgehört hat.

Theorie 3:

Bevor unser Universum stirbt, lässt eine hoch entwickelte Zivilisation (unser Schöpfer) ein neues Universum entstehen, wo alles wieder von vorne beginnt, aber es gibt eine Art Fortsetzung, wo wir alle da weiter machen, wo wir beim Tod aufgehört hatten.

und viele weitere mögliche Theorien.

Man hätte natürlich jeweils keine Erinnerung an das vorige, da alles weg ist, wenn man wiedergekommen ist.

Was meint Ihr? Vielleicht gibt es für uns selber keinen richtigen endgültigen Tod, sondern nur eine ganz kurze Pause.

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Warum kein Strom mit Phasenprüfer auf Nulleiter bei Wechselstrom?

Servus,

ich stehe gerade mega auf dem Schlauch.

in meinem Gedankenexperiment habe ich einen Wechselstromgenerator, an welchen ich zwei Kabel anschließe und zwischen die beiden Kabel einen Schandwiderstand nun ist es ja egal, ob ich von Kabel a zu Kabel b oder von b zu a die Spannung messe da der Strom ja oszilliert und ich beides mal die selbe Spannung messe.

Nun nehme ich eines der Kabel und verbinde es mit der Erde über z.b. einen Erdspieß, so wie es im Haus der Fall ist.
Warum habe ich nun auf diesem Kabel, welches ich mit der Erde verbunden habe, kein Potenzial zur Erde mehr, wenn doch der Strom in der Schaltung oszilliert?

Wo geht diese Spannung verloren Ich erkläre es mir plump so, da ich dadurch quasi ein Kabel erschaffen habe, welches die Erde ist, also quasi der Strom über die Erde fließt, aber sich hier die Spannung auf eine große Fläche verteilt.

Befinde mich gerade am Anfang meines Studiums Elektrotechnik und stehe gerade mega auf dem Schlauch was das angeht.

Das ich keine Spannung messe, da beide dasselbe Potenzial haben, erschließe ich mir halt daraus, dass ich keine Spannung messe und wenn es keine Spannung gibt, gibt es auch kein Potenzialunterschied.
Aber wie kommt es zustande, dass ich nun keine Spannung mehr gegen Boden messen kann, wen doch über den Leiter welchen ich mit der Erde verbunden habe, in einer Halbwelle der Funktion Strom schicke und so eine Spannung erzeuge, welcher sich ja zuvor offensichtlich von dem des Bodens unterschied und nur durch den reinen Zusatz eines dritten Kabels, welches mit der Erde verbunden ist, beide dasselbe Potenzial haben. Irgendwie müsste die erde dann ja auch 230V efektiv haben. Ich denke, dass ich das mit Spannung und Potenzialausgleich nicht 100% verstanden habe.

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Python und Physik: Harmonischer Oszillator graphisch bis n= 4?

Ich würde gerne die Vorlesungen nacharbeiten von der Uni. Wir hatten das Thema Harmonischer Oszillator und ich würde gerne so ein Plot erstellen, was ungefähr so aussieht

Allerdings bis n=4. Also einmal die stationären (psi_n(x)) und einmal die Aufenthaltswahrscheinlichkeit |psi_n(x)|^2

Wobei die Parabel das Potential darstellen soll.

Das problem ist, dass ich das irgendwie nicht richtig gesplottet kriege. Meine Graphen sehen immer wieder komisch aus und weiß einfach nicht warum. Kann jemand mir helfen das zu Plotten?

Also bis jetzt sieht mein Code so aus:

import numpy as np

import matplotlib.pyplot as plt

from scipy.special import hermite

# Konstanten

e = 1.602176634e-19 # Elementarladung [C]

m = 9.10938356e-31 # Masse des Elektrons

hq = 1.0545718e-34 # Wirkungsquantum

# Parameter

x0 = 1e-10 # Klassischer Umkehrpunkt in m

V0 = 7 * e # Potential bei einer Auslenkung um x0

NN = 4 # Anzahl von Wellenfunktionen

N = np.arange(NN)

c = V0 / x0**2 # Kraftkonstante Oszillators

omega = np.sqrt(c / m) # Frequenz des Oszillators

# Maximales benötigtes x

xmax = np.sqrt(2 * hq / (m * omega) * (NN + 1/2))

x = np.linspace(-xmax, xmax, 200)

y = np.sqrt(m * omega / hq) * x

# Potential

V = 0.5 * c * x**2

plt.figure(figsize=(7, 10))

plt.plot(x * 1e10, V / e, linewidth=1.5)

plt.xlabel('x [Angstrom]', fontsize=20)

plt.ylabel('V [eV]', fontsize=20)

plt.grid(True)

# Energieeigenwerte

E = np.zeros((NN, len(x)))

for n in N:

E[n, :] = (n + 0.5) * hq * omega / e

plt.plot(x * 1e10, E[N, :].T, 'g', linewidth=1.5)

plt.ylim(0, E[-1, 0] * 1.2)

#geraden Potenzreihen

a = np.zeros((len(N) + 2, len(N) + 1))

for n in range(0, len(N), 2):

a[0, n] = 1

for j in range(0, len(N), 2):

a[j + 2, n] = 1

# ungerade Potenzreihen

for n in range(1, len(N), 2):

a[1, n] = 1

for j in range(1, len(N), 2):

a[j + 2, n] = 1

# Wellenfunktionen psi(n,y)

psi = np.zeros((len(N) + 1, len(x)))

for n in range(len(N)):

psi[n, :] = 0

for j in range(len(N)):

psi[n, :] += a[j, n] * hermite(j)(y)

psi[n, :] *= np.exp(-y**2 / 2)

# Normierung der Wellenfunktionen

dx = x[1]-x[0]

psi[n, :] /= np.sqrt(dx * np.sum(psi[n, :]**2))

# Skalierung der Wellenfunktionen

dE = E[1, 0] - E[0, 0]

psi_max = np.max(psi)

fact = dE / psi_max / 2

plt.plot(x * 1e10, fact * psi[N, :].T + E[N, :].T, 'r', linewidth=2)

# Aufenthaltswahrscheinlichkeit

plt.figure(figsize=(7, 10))

plt.plot(x * 1e10, V / e, linewidth=1.5)

plt.xlabel('x [Angstrom]', fontsize=20)

plt.ylabel('V [eV]', fontsize=20)

plt.grid(True)

plt.ylim(0, E[-1, 0] * 1.2)

plt.plot(x * 1e10, E[N, :].T, 'g', linewidth=1.5)

# Skalierung der Aufenthaltswahrscheinlichkeiten

fact = dE / psi_max**2 / 1.2

plt.plot(x * 1e10, fact * (psi[N, :].T)**2 + E[N, :].T, 'k', linewidth=2)

plt.show()

(Bitte ignoriert erstmal die Zeilenabstände. )

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