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Fachbereichsarbeit

Thema erstellt von Silvester 
Beiträge: 64, Mitglied seit 15 Jahren
hallo,
ich habe nächstes Jahr Matura und muss dafür schon heuer in den Sommerferien mit einer Fachbereichsarbeit anfangen.(umfang: ca. 40 Seiten)

Ich muss das Thema in den nächsten 4 Wochen bekannt geben, weis aber noch nicht über was ich schreiben soll.
Ich möchte über die Relativitätstheorie schreiben und scheue nicht vor Mathematik.

Meine Fragen:
Welche Themen könnt ihr mir vorschlagen?
Wie weit muss mein Wissensstand jetzt schon sein?
Wie gehe ich das ganze am besten an?(zuerst Bücher lesen oder Plan erstellen)
Wie bringe ich meine eigene Ideen ein?(eigene Ideen und persönliche Befassung sind Pflicht bei Fachbereichsarbeit).

Danke, im Voraus
Silvester
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Beiträge: 2.998, Mitglied seit 15 Jahren
Dazu eine Gegenfrage:

Welchen Bereich soll das Thema umfassen?

Astrophysik, Astronomie, Kernphysik, allgemeine Physik, Technik etc.
Gib uns einen bestimmten Rahmen, vielleicht können wir Dir helfen.
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Beiträge: 64, Mitglied seit 15 Jahren
hallo,
ich bin sehr an der theoretischen physik interessiert, also allgemeine physik. Beim Thema sollte auch beachtet werden, dass es bei der Fachbereichsarbeit erforderlich ist, seine eigenen Ideen und Überlegungen einzubringen.

mfg Silvester
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Beiträge: 1.052, Mitglied seit 18 Jahren
Wenn ich dich recht verstehe, willst du zur RT eigene Ideen einbringen ... dann landest du bei der Gravitation, oder bei der kritischen Betrachtung.

Gravitation ist nicht geklärt und läßt deshalb Platz zur Spekulation, ansonsten kannst du diese Theorie auf 40 Seiten kurz referieren und 2-3 begründete Statements abgeben.
Das Thema ist schon so durchgekaut, das du Schwierigkeiten bekommen wirst, was Unbedachtes oder Neues herauszuarbeiten.

Was ich nicht verstehe, - warum suchst du ein dir unbekanntes Thema aus ?


.

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Beitrag zuletzt bearbeitet von Real am 24.06.2010 um 22:39 Uhr.
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Beiträge: 64, Mitglied seit 15 Jahren
hallo,
Du hast die Gravitation angesprochen, ist es nicht so, dass die Gravitation nichts anderes als gekrümmte Raumzeit ist(dieser Teil ist klar), aber dass man nicht genau weis warum die gekrümmte Raumzeit dafür sorgt, dass Massen Körper anziehen?? Denn allein die Geometrische Auslegung dieser Krümmung zeigt nicht wieso Körper fallen.


ich dachte an die RT, weil mich diese welterklärenden Theorien am meisten interessieren. Andere Themen werden mir schnell zu spezifisch.
Ich dachte zwar auch schon an ein anderes Thema, nämlich Erneuerbare Energie/Innovative Energietechniken, doch ich bin weder in Technik noch im Bereich der Elektrizität gut. Ist das ein Problem? Lässt sich diese Wissenslücke so schnell noch schließen?

Danke nochmals für eure Beratung. Das ist mir sehr wichtig, weil es hier nicht nur um meine Matura sondern auch um den Einstieg in die Wissenschaft für mich geht.

mfg Silvester
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Beiträge: 1.360, Mitglied seit 18 Jahren
"Erneuerbare" Energien sind derzeit wichtiger als Relativitätstheorie.
;-)
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Beiträge: 1.052, Mitglied seit 18 Jahren
Na ja, wenn er ne Gravitationsmaschien erdenken könnte, die aus Schwerkraft Strom machen kann, dann wäre uns allen doch geholfen.

Dazu müsste man schon nochmals ausholen, um zu klären, wie Gravitation funktioniert.

Unabhängig von der RT ist dies nur in Wasserkraftwerken umgesetzt und funktioniert auch im Prinzip ohne Technik.

Mir ist letztens ne gute Idee dazu gekommen, die auf den Energien von Blitzentladungen beruht und die als Hebekraft fungieren soll.

Strom wird dann in der Absenkungsphase gewonnen (Generatoren), bis erneut Blitzenergie bereit steht, um zu heben.

Bei dieser Idee wird sowohl Gravitation, so wie Blitze zur Energiegewinnung heran gezogen, mir fehlt aber der Zugang zur Elektrotechnik und zum Maschinenbau.

Die Idee von blitzbetriebenen Gravitationskraftwerken könnte an exponierten Standorten gigantische Mengen Öko-Strom zu extrem geringen Kosten erzeugen.

Soweit ich meine Idee aber verstanden habe, fehlt es an den robusten Materialien, die dauerhaft solche Kurzschlüsse vertragen (siehe Gaustkanone).

Real
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Beiträge: 64, Mitglied seit 15 Jahren
hallo,
meine zwei Interessen miteinander zuverknüpfen ist eine gute Idee! Das ist mir bisher nicht in den Sinn gekommen. Natürlich werde ich nicht über deine Idee mit den blitzbetriebenen Gravitationskraftwerken schreiben. Aber ich werde mir einmal Gedanken darüber machen.

Wie ist das mit Einstein's RT? Sie erklärt nicht was die Gravitation ist oder? Sie zeigt nur sie zu berechnen?
Hier ließen sich eigene Gedanken zur Erklärung einbringen.(z.B. Durch Raumzeitkrümmung verändert sich Energieniveau---zusammenhang mit Casimireffekt. Diese verschiedenen Energieniveaus lassen sich mit der Dichte und Druck im Wasser vergleichen. Das heißt Fallen ist eine Art Auftrieb, ausgelöst durch die unterschiedlichen Energieniveaus.) nur so eine Idee, die mir als erstes einfiel als ich darüber nachdachte.
Dabei wäre interessant zu sehen ob der Casimireffekt auf 50000 m höhe stärker oder schwächer ausgeprägt ist. Hat man diesen Versuch schon einmal im Weltraum versucht?

mfg Silvester
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Beiträge: 1.360, Mitglied seit 18 Jahren
Silvester schrieb in Beitrag Nr. 1671-8:
Wie ist das mit Einstein's RT? Sie erklärt nicht was die Gravitation ist oder?

... Das heißt Fallen ist eine Art Auftrieb, ausgelöst durch die unterschiedlichen Energieniveaus.
Nach Einstein ist Gravitation und gekrümmte RaumZeit identisch.
Mir gefällt allerdings das Wort "gekrümmt" nicht, weil dann meist gleich im Anschluß eine irreführende Grafik mit "Gravitationstrichter" folgt. Mir ist das Wort "gestaucht" lieber. Hohe Gravitation entspricht dann zusammengestauchter RaumZeit - zusammengequetscht wie ein Badeschwamm.

Daher ist die Vorstellung von "Auftrieb" für mich recht irritierend. Erstens mal, weil Fallen nicht aufwärts-, sondern abwärts führt. Zweitens, weil durch Auftrieb schwimmende Objekte sich in den weniger zusammengestauchten Wasserschichten aufhalten - nämlich an der Oberfläche und nicht am Meeresgrund.

Einsteins gestauchte RaumZeit kann bildlich begreifbar machen warum aus einem Schwarzen Loch trotzdem die Gravitation entweicht. Das Schwarze Loch staucht die RaumZeit ringsum zusammen. Aber das ist für mich immer ein statisches Bild. Die dynamische Komponente fehlt, die eine Bewegung in Richtung Schwerkraftzentrum erklärt. Das habe ich noch nie begriffen.
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Beiträge: 2.998, Mitglied seit 15 Jahren
Bernhard Kletzenbauer schrieb in Beitrag Nr. 1671-9:
Nach Einstein ist Gravitation und gekrümmte RaumZeit identisch.

Diese Theorie stärkt die Vermutung, dass durch den Urknall neben dem Raum auch die Zeit entstanden ist.

Komprimieren wir die gesammte Masse des Universums auf einen unendlich kleinen Punkt, so komprimiere ich damit auch die gesamte Gravitation des Raumes.

Eine unendliche Gravitation hätte eine unendliche Zeitdilatation zur Folge. Sowit wäre es möglich, dass Zeit erst dadurch entstanden ist, dass sich die Materie aus dem unendlich kleinen Punkt des Urknalls in die weiten des Universums entspannt.
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Bernhard Kletzenbauer schrieb in Beitrag Nr. 1671-9:
Einsteins gestauchte RaumZeit kann bildlich begreifbar machen warum aus einem Schwarzen Loch trotzdem die Gravitation entweicht. Das Schwarze Loch staucht die RaumZeit ringsum zusammen. Aber das ist für mich immer ein statisches Bild. Die dynamische Komponente fehlt, die eine Bewegung in Richtung Schwerkraftzentrum erklärt. Das habe ich noch nie begriffen.

Ich habe die Vermutung, das Graviatation keine Quelle sondern eine Senke ist.

Zur Erklärung: Ich nehme ein langes Rohr. In dieses Rohr lasse ich von oben Tennisbälle reinfallen.
Lasse ich die Bälle in der Folge eines Morsecodes reinfallen, so kann ich von oben nach unten eine Nachricht übermitteln.
Dies wäre dann eine Übertragung von der Quelle zur Senke

Umgekehrt kann ich das Rohr auch mit Tennisbällen füllen.
Nun entnehme ich am unteren Ende im Morsecode jeweils einen Tennisball.
Durch die nachrutschenden Bälle sehe ich am oberen Ende im gleichen Rythmus die Tennisbälle in das Rohr entschwinden.
Somit ist es mir möglich eine Nachricht von der Senke zur Quelle zu übertragen.

Im übertragenen Sinne könnte das untere Ende des Rohres z.B im Innern eines Schwarzen Loches sein.

Nach dem Prinzip stelle ich mir vor, warum die Gravitation aus einem Schwarzen Loch heraus wirken kann. Hätte die Gravitation die Wirkung einer Senke statt einer Quelle so wäre dies vorstellbar.Die Gravitation wirk nicht aus dem Schwarzen Loch heraus (Quelle) sondern ins Schwarze Loch hinein (Senke)

Vielleicht haben wir uns Gravitation bisher auch falsch vorgestellt.
Gravitation ist möglicher weise keine Kraft sondern das Fehlen einer Kraft.
Nehmen wir an, auf jedes Objekt im Universum wirkt von allen seiten eine gleichbleibende Kraft. Da sich die Kräfte aus allen Seiten gegenseitig ausgleichen, behält das Objekt seine Position.
Nähert sich dem Objekt ein anderes Objekt, so ist die Kraftwirkung aus dieser Richtung kommend gestört.
Die aus der Gegenrichtung wirkende Kraft überwiegt nun und treibt die Objekte aufeinader zu.
Ist ein Objekt ein Schwarzes Loch, so wird die Kraft von Ihm extrem gestört, und die übrig bleibende Kraft auf das zweite Objekt ist dementsprechen stark was die Beschleunigung in Richtung Schwarzes Loch bewirkt

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Beitrag zuletzt bearbeitet von Hans-m am 29.06.2010 um 12:55 Uhr.
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Hans-m schrieb in Beitrag Nr. 1671-10:
Komprimieren wir die gesammte Masse des Universums auf einen unendlich kleinen Punkt, so komprimiere ich damit auch die gesamte Gravitation des Raumes.

Eine unendliche Gravitation hätte eine unendliche Zeitdilatation zur Folge. Sowit wäre es möglich, dass Zeit erst dadurch entstanden ist, dass sich die Materie aus dem unendlich kleinen Punkt des Urknalls in die weiten des Universums entspannt.

Wenn schon aus dem kleinsten Schwarzen Loch (aus ca. 3 Sonnenmassen) nichts mehr entkommt, wie soll dann der Gravitation aus der gesamten Masse des Universums noch etwas entkommen?
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Bernhard Kletzenbauer schrieb in Beitrag Nr. 1671-12:
Wenn schon aus dem kleinsten Schwarzen Loch (aus ca. 3 Sonnenmassen) nichts mehr entkommt, wie soll dann der Gravitation aus der gesamten Masse des Universums noch etwas entkommen?

Diese Frage kann ich Dir nicht beantworten.
Da sind selbst die Wissenschaftler noch nicht hinter gekommen, wie es überhaupt zum Urknall und zur Expansion kommen konnte unter der gewaltigen Gravitation die im Ur-Universum auf so engem Raum vorhanden war.

Wir wissen einfach noch zu wenig über die Gravitation, wie sie überhaupt entsteht.
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Hans-m schrieb in Beitrag Nr. 1671-13:
Da sind selbst die Wissenschaftler noch nicht hinter gekommen, wie es überhaupt zum Urknall und zur Expansion kommen konnte unter der gewaltigen Gravitation die im Ur-Universum auf so engem Raum vorhanden war.
Vielleicht weil sie von falschen Voraussetzungen ausgehen?
Wenn es gar keine Singularität zu diesem Zeitpunkt gab, kann man ewig danach suchen, ohne sie zu finden.
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Beiträge: 64, Mitglied seit 15 Jahren
hallo,
ich will eure Diskussion wirklich nicht stoern, aber ihr drifted schon langsam etwas vom Thema ab. Denn ich weiss immer noch nicht welches Thema ich machen soll. Konnt ihr mich nicht noch etwas beraten, ich stehe etwas auf der leitung.

mfg Silvester
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Beiträge: 1.052, Mitglied seit 18 Jahren
Hast du denn von den hiesigen Forenthemen irgendwas wirklich interessant gefunden ?

Da stehen doch Massen an Infos zur Auswahl.

Du wirst wohl aber erst Stellung beziehen müssen, zu den Themen, welche dir recht sind.

Man muß - glaube ich - damit anfangen, sich ernsthaft was zu fragen, es muß dich wirklich interessieren.

Gravitation
Was ist die Gravitation wirklich? Kann man sie von der trägen Masse trennen? Kann man sie manipulieren?

Gravitationswellen
Gibt es Gravitationswellen? Wie kann man sie am besten messen? Bei welchen astronomischen Ereignissen treten sie auf?

Quantengravitation
Wie kann die Quantentheorie mit der Allgemeinen Relativitätstheorie vereint werden, um so eine Theorie der Welt zu erhalten (Weltformel)?
Ist unser gegenwärtiges Verständnis der Gravitationskraft korrekt in mikroskopischen Bereichen?
Welche verifizierbaren Vorhersagen macht irgendeine Theorie der Quantengravitation?

Jets bei Akkretionsscheiben
Warum emittieren Akkretionsscheiben, die bestimmte astronomische Objekte (wie Kerne aktiver Galaxien) umgeben, Jets entlang ihrer polaren Achsen?

Beschleunigtes Universum
Warum erfolgt die Expansion des Universums beschleunigt? Ist unser Verständnis der Rotverschiebung vollständig?
Ist die dunkle Materie an der Expansion beteiligt?

Amorphe Festkörper
Was ist die Natur des Übergangs zwischen dem flüssigen oder dem festen in den glasartigen Zustand?
Welche physikalischen Prozesse bestimmen die allgemeinen Eigenschaften von Gläsern?

Zeitpfeil
Warum hatte das Universum in der Vergangenheit eine so kleine Entropie, so dass zwischen der Vergangenheit und der Zukunft unterschieden werden kann und der 2. Hauptsatz der Thermodynamik gültig ist?

Kosmische Inflation
Ist die Theorie der kosmischen Inflation korrekt? Wenn ja, welches sind die Randbedingungen jener Epoche? Wieso hat sie begonnen und sofort darauf wieder geendet? Welche Begründung gibt es für die vorgeschlagenen Zahlenwerte?

Dunkle Materie
Woraus besteht sie? Wie wird oder wurde sie erzeugt? Wieso gibt es sie nicht hier auf der Erde?

Elektroschwache Wechselwirkung
Nimmt man an, dass die Theorie hinter der Vereinheitlichung von Elektromagnetismus und Schwacher Wechselwirkung auf dem Higgs-Mechanismus beruht, was ist dann die Realität hinter der Theorie?

Rotation der Galaxien
Warum rotieren Galaxien mit einer Geschwindigkeit, die nicht zur Masse ihrer sichtbaren Bestandteile passt?
Liegt es an der Ungültigkeit der Gravitationsformel für Distanzen über mehr als einigen Lichtjahren?

Hochtemperatur-Supraleitung
Warum zeigen manche Werkstoffe und Materialien Supraleitung bei Temperaturen weit oberhalb von 20 K?

Pioneer-Anomalie
Welche Ursache hat die anscheinende sonnenwärts gerichtete Beschleunigung der Pioneer-Sonde?

Quantenchromodynamik
Die Gleichungen der Quantenchromodynamik bleiben ungelöst im Energiebereich der Atomkerne.
Wie kann die Quantenchromodynamik Kerne und Kernteilchen beschreiben?

Spintronics
Ist es möglich, ein praktisches elektronisches Gerät zu bauen, das auf dem Spin des Elektrons basiert und nicht (nur) auf dessen Ladung?

Standard-Modell
Was ist die Grundlage des Standard-Modells der Teilchenphysik? Warum haben die Teilchenmasse und Kopplungskonstanten die Werte,
die gemessen worden sind? Existiert das Higgs-Boson wirklich? Warum gibt es drei Teilchengenerationen im Standard-Modell?

Supersymmetrie
Ist die Supersymmetrie eine Symmetrie innerhalb der Natur? Wenn ja, wie wird sie gebrochen und warum?
Können die von der Supersymmetrie vorhergesagten neuen Teilchen gefunden werden?

Turbulenz
Ist es möglich, ein theoretisches Modell für das Verhalten einer turbulenten Flüssigkeit zu schaffen, insbesondere für deren interne Struktur?

Kristalle
Ist es möglich einen Kristall herzustellen, der aus lauter Löchern (Defektelektronen) besteht? Nach einer Computermodell-Rechnung wäre es möglich.
Es wird vermutet, dass die sich dann in den Löchern aufhaltenden Elektronen die Struktur stabilisieren.

Hierarchie-Problem
Warum sind die Energieskalen der Symmetriebrechungen einer hypothetischen vereinheitlichten Symmetrie und der elektroschwache Symmetrie um so viele Größenordnungen verschieden?

Neutrinos
Haben alle Neutrinos Massen und wie groß sind diese? Gibt es rechts-chirale Neutrinos? Wie groß sind deren Massen? Haben Neutrinos Majorana-Massen?

CPT-Verletzung
Gibt es eine CPT-Verletzung der starken Wechselwirkung bei extrem niedrigen Energien? Wenn nicht, warum nicht?

CKM-Matrix
Ist die CKM-Matrix unitär? Wenn nicht, wie lässt sich das erklären?

Landau-Pol
Wie verhält sich die Quantenelektrodynamik bei sehr hohen Energien? Dieses Problem würde durch eine große vereinheitlichte Theorie gelöst; gibt es so eine Theorie?

Kosmische Strahlung
Wieso gibt es in der kosmischen Srahlung weit mehr Teilchen mit Energien über 1019 eV, als erwartet? Wodurch werden diese Teilchen beschleunigt?

Schwarzes Loch
Gibt es schwarze Löcher? Senden sie Hawking-Strahlung aus? Sind die Quantenzahlen der ausgestrahlten Teilchen mit denen der einfallenden Teilchen korelliert?
Falls sie keine Hawking-Strahlung aussenden, wie verhält es sich mit der Entropie bei schwarzen Löchern? Gibt es weiße Löcher?

Antimaterie
Warum gibt es soviel Materie und so wenig Antimaterie? Was veranlaßte diesen Symmetriebruch? Warum ist nach dem Urknall soviel Materie übriggeblieben? Die Frage ist also letztlich: Warum sind wir überhaupt da? Das ist völlig mysteriös

Gibt es Quarks?
Warum treten Quarks nie isoliert auf? Wenn Protonen und Neutronen aus drei Quarks bestehen, warum sind sie dann so viel schwerer als die Summe der sie bildenden Quarks?

Du könntest natürlich auch einfach danach fragen, wieso eine 24-Stunden-Tankstelle Türschlösser hat ?


Halt es wie Sir Karl R. Popper

Zitat:
Das Spiel der Wissenschaft hat grundsätzlich kein Ende:
wer eines Tages beschließt, die wissenschaftlichen Sätze nicht weiter zu überprüfen,
sondern sie etwa als endgültig verifiziert zu betrachten,
der tritt aus dem Spiel aus.

http://tinyurl.com/2ugzs5p


Gruß
Real
Signatur:
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Beiträge: 64, Mitglied seit 15 Jahren
hallo,
vielen Dank für eure bisherigen Antworten. Sie waren sehr hilfreich.
Habe mich nun dazu entschlossen eine Arbeit über "Energiequellen der Zukunft" zu schreiben. Das ist natürlich noch nicht der endgültige Titel meiner FBA. Ich möchte hauptsächlich auf die Themen: Solarenergie, Kernkraft (Kernfusion) und evtl. Gravitationskraft eingehen.

Was könnt ihr mir für FBA-Titel vorschlagen? z.B: "Energiequellen der Zukunft - die vielversprechendsten Möglichkeiten"?

Beitrag zuletzt bearbeitet von Silvester am 17.07.2010 um 16:26 Uhr.
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