Visualisierung physikalischer Konzepte

Theoretische physikalische Modelle stehen in engem Wechselspiel zur experimentellen Forschung, indem sie die Beobachtungen aus den Experimenten einordnen und Methoden für neue Vorhersagen liefern.

Realexperimente in den Physik Grundvorlesungen werden üblicherweise durch Dozierende durchgeführt und dienen als Veranschaulichung sowie als Grundlage für physikalische Konzepte der Mechanik, Elektrizitätslehre sowie Atom- und Quantenmechanik. Unsichtbare Phänomene stellen jedoch häufig eine Hürde für das Verständnis von Studierenden dar.

In dem Projekt soll daher die abstrakte Vorstellung und die mentale Modellbildung von Studierenden unterstützt werden. Dazu werden Realexperimente aus den Physik Grundvorlesungen visuell durch Augmented Reality erweitert, um so theoretische Modelle direkt anhand der (virtuellen) Realität zu veranschaulichen.

Gekrümmte Räume beispielsweise, die u.a. in der Umgebung von Schwarzen Löchern erscheinen oder als wichtiges mathematisches Werkzeuge in der Theoretischen Physik und Kosmologie auftreten, sind ein besonderes komplexes Konzept. Um Studierenden den Einstieg in das abstrakte Thema zu erleichtern, soll ein Lehr-Lern-Konzept für Masterlehrveranstaltungen der Theoretischen Physik erstellt werden, in dem Studierende in Virtual-Reality Anwendungen grundlegende Eigenschaften von gekrümmten Räumen interaktiv erfahren können.