Auger-Masterclass

Ein neues Basisprogramm für die Astroteilchen-Angebote

15.09.2015 Standorttreffen | Astroteilchen-Angebote | Carolin Schwerdt

Basisprogramm: Erleben

Ziel: Jugendliche bekommen die Möglichkeit für einen Tag wie ein Wissenschaftler zu arbeiten & einen Einblick in aktuelle Forschung

Feinziel:- kennenlernen einer Forschungseinrichtung- kennenlernen eines Astroteilchen-Experimentes- eigene Handlungsmöglichkeiten- erleben wie ein Physiker arbeitet- Informationen zum Berufsbild - möglicher Einstieg in Schülerforschungsarbeit

Pierre Auger Observatorium

Stellt 1% der Daten der Öffentlichkeit zur Verfügung

http://auger.uni-wuppertal.de/ED/

Daten seit 2004

Wird stätig um neue Ereignisse aktualisiert

Pierre Auger Observatorium

Stellt 1% der Daten der Öffentlichkeit zur Verfügung

http://auger.uni-wuppertal.de/ED/

Daten seit 2004

Wird stätig um neue Ereignisse aktualisiert

Betrachtung von einem Ereignis

Datensatz

Wie kommen

Wissenschaftler

zu diesen

Informationen?

Wie erstellt Wissenschaftler diese Bilder?

Auftreffpunkt des Schauers

Über Signalstärke in einem Tank + StandortkoordinatenBerechnung mittels gewichtetem Mittelwert

Größe Kreis entspricht gemessener Signalstärke in einem Tank (VEM), roter Kreis ist Auftreffpunkt

Auftreffpunkt des Schauers

Ankunftsrichtung des Schauers

Über Ankunftszeit in einem Tank + Standortkoordinaten

Bau eines Modells→ Schauerfront

Ankunftsrichtung des SchauersÜbertragen auf xy-Ebene:

Größe Kreis entspricht Ankunftszeit Schauer in einem Tank

Ankunftsrichtung des Schauers

Zenitwinkel durch Überlegung und Sinusfunktion berechnen

Azimutwinkel durch Abschätzung (oder über Koordinaten- und Vektorgleichung berechnen)

(Azimutwinkel)(Zenithwinkel)

Laterale Verteilungsfunktion

Über Berechnung Abstand Tank zum Auftreffort

Ziel einer Auger-MasterclassJugendliche…- verstehen Zusammenhang, wie aus einem Experiment und den

gemessenen Daten Informationen über kosmische Teilchen gewonnen werden

- können einen Teilchenschauer selbst rekonstruieren- verstehen Notwendigkeit von Computerarbeit/Programmieren - erhalten die Möglichkeit einen Teil der Arbeit am Experiment

selbst zu erfahren- können besser verstehen, wie es dann mit der Forschungsarbeit

weiter geht- können ihr Grundlagenwissen in Physik, Mathematik und

Informatik ausbauen

Kein Topic in Standard-

curriculum von

Physiklehrpläne

Ablauf einer Auger-Masterclass

Vortrag über Astroteilchenphysik(30min - 1h)

Einführung in die Verarbeitung der Auger-Daten (15min)

Gemeinsames Bearbeiten der Daten (1-2h)

Mögliche Ergänzungsaufgaben(30min - 2h)

Vertiefende Aufgaben Wiederholung der Auswertung: Wer schaft`s am schnellsten? Nebelkammer

Abschlussdiskussion und Feedback (30min)

In Schule oder Institut durchführbar

Voraussetzung:Mind. 1 Rechner mit Excel und Internetzugang pro 2 Jugendliche

Ablauf einer Auger-Masterclass

Vortrag über Astroteilchenphysik(30min - 1h)

Einführung in die Verarbeitung der Auger-Daten (15min)

Gemeinsames Bearbeiten der Daten (1-2h)

Mögliche Ergänzungsaufgaben(30min - 2h)

Vertiefende Aufgaben Wiederholung der Auswertung: Wer schaft`s am schnellsten? Nebelkammer

Abschlussdiskussion und Feedback (30min)

In Schule oder Institut durchführbar

Voraussetzung:Mind. 1 Rechner mit Excel und Internetzugang pro 2 Jugendliche

Immer Platz für Improvisation und Innovation

Je nach Interesse der Gruppe können sich die Schwerpunkte verschieben

Theorie | Experiment verstehen | Wiederholung der Datenauswertung | Verbesserung der Auswertung mit Excel | Alltägliche Arbeit eines Wissenschaftlers

Nach der Datenanalyse

Was machen Wissenschaftler dann weiter mit den Daten?

Wie kann man Wissenschaftler werden?

Was macht ein Wissenschaftler den ganzen Tag (mit Excel Schauer für Schauer rekonstruieren?)?

Was sind die aktuellen Forschungsschwerpunkte?

Fragen zur Astroteilchenphysik (Isotrope Verteilung von CR? Ursprung von CR? etc.)

Materialien

Einführungsvortrag

Vortrag zur Datenauswertung

Kurze Anleitung für Schüler

Ausführliche Anleitung für Schüler

Anleitung für Vermittler + ICRC2015 Proceeding mit Poster

Plan zum Ablauf und Organisation einer Auger-Masterclass

Entdeckung der Kosmischen StrahlungStandardmodell der TeilchenphysikPhysik eines ausgedehnten LuftschauersDetektoren und Experimente in der Astroteilchenphysik

Fragebogen

Quiz

Ausblick - Was geht noch?

Berechnung des Azimutwinkels mittels Koordinaten- und Vektorgleichungen

Untersuchung mehrerer Schauer und Erstellung eines Energiespektrums

Abschätzung Gesamtenergie des Schauers über Interpolation der Signalstärken in den einzelnen Tanks

Winkelabhängigkeit

Schauergröße

Netzwerkarbeit

Erlangen, Wuppertal und Zeuthen sind Ansprechpartner für Rückmeldungen, Fragen und Diskussion (waren an der Entwicklung beteiligt)

Vermittler Anleitungen und Programm testen

Beim nächsten Vermittlerworkshop über Erfahrungen berichten

Materialien ausbauen und dann ins Netzwerk Teilchenwelt-Layout bringen

Fragen & Anregungen

15.09.2015 Standorttreffen | Astroteilchen-Angebote | Carolin Schwerdt