Physik am Computer – Differentialgleichungen numerisch lösen

Physik am Computer und Differentialgleichungen numerisch lösen => dies war das zentrale Thema einer Fortbildung am letzten Wochenende. Ausgerichtet wurde diese reine Onlinefortbildung von der Deutschen Physikalischen Gesellschaft und startete am Freitag um 16 Uhr. Nach einer Begrüßung erfolgte eine kleine Einführung in die Numerik um die SchülerInnen an das Thema heranzuführen. Im späteren Verlauf des Nachmittags/Abend bestand auch die Möglichkeit sich im Rahmen der Onlinekonferenz auszutauschen.

Ab 10 Uhr am Samstag ging es dann im Workshop richtig los. Nach den Grundlagen des Programmierens in Python (Tutorial zum Selbstlernen gibt es hier) wurden im späteren Verlauf die Differentialgleichungen anhand des radioaktiven Zerfalls eingeführt. Da dieses Thema bereits in Physik der Klasse 10 behandelt wurde, stellte dies eine sehr gute Ergänzung zum Unterrichtsinhalt dar und rundete das Thema auch mathematisch ab.

Beispiel für eine Differentialgleichung:

Beispielcode in Python:

import numpy as nump
from scipy.integrate import odeint
import matplotlib.pyplot as plotter

def model(y,t):
	dydt = -y + 1.0
	return dydt

y0 = 0

t = nump.linspace(0,5)

y = odeint(model,y0,t)

plotter.plot(t,y)
plotter.xlabel('time')
plotter.ylabel('y(t)')
plotter.show()

Am Sonntag wurden dann die Erkenntnisse weiter vertieft anhand Differentialgleichungen 2. Ordnung und der abschließenden praktischen Anwendung zur Vermessung eines gekoppelten Pendels. Insgesamt war dies für interessierte SchülerInnen eine sehr lohnenswerte Fortbildung.

Weitere Informationen rund um anstehende Fortbildungen und Veranstaltungen in den MINT-Fächern gibt es im Moodlekurs für SchülerInnen.