Berlin 1997 – wissenschaftliches Programm

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DD: Didaktik der Physik

DD 17: Postersitzung

DD 17.9: Poster

Dienstag, 11. März 1997, 11:00–12:30, PN-Posterhalle

MagPen - eine Computersimulation chaotischen Verhaltens — •R. Thomas, M. Komorek und R. Duit — Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften (IPN) an der Universität Kiel

Im Zuge der Vermittlung von Grundideen der Chaostheorie kommt man an Gedanken über die eingeschränkte Vorhersagbarkeit deterministischer chaotischer Systeme nicht vorbei. Der Magnetpendelversuch, bei dem eine Eisenkugel über drei symmetrisch angeordneten Magneten schwingt, ist ein einfacher, für deterministisch chaotische Systeme exemplarischer Versuch. Er hilft bei dem Verständnis, daß sich der Versuchsverlauf trotz der Determiniertheit eines Systems aufgrund der Existenz von Bereichen labilen Gleichgewichts nur eingeschränkt vorhersagen läßt. Bereits kleinste Änderungen der Anfangsbedingungen oder kleinste Störungen im Verlauf der Bewegung des Pendels nehmen Einfluß darauf, ob die Pendelkugel noch über einen »Potentialgrat« hinwegläuft oder eben nicht mehr. Wird dieser Versuch von Schülerinnen und Schülern durchgeführt und diskutiert, so wird der Wunsch nach einer idealen Laborwelt geäußert. Die Schülerinnen und Schüler wollen wissen, ob das Pendel am gleichen Magneten zur Ruhe kommt und die gleiche Bahn dorthin nimmt, wenn alle Bedingungen gleich bleiben würden. Das Simulationsprogramm »MagPen« stellt diese idealen Bedingungen in Form einer Computersimulation her und hilft - integriert in eine Unterrichtseinheit - beim Verständnis der eingeschränkten Vorhersagbarkeit chaotischer Systeme.