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Die Lehrenden der Mathematik, Informatik und Physik laden ein

Informationstag Mathematik/Informatik/Physik für SchülerInnen und Schüler am 24.05.2024

Ab 9:30 Uhr sind Schüler:innen der Sekundarstufe II eingeladen, den MINT-Campus der Universität zwischen Albrechtstraße und Barbarastraße zu besuchen. Professor*innen und Mitarbeiter*innen des Fachbereichs und der Zentralen Studienberatung, sowie Studierende und Absolvent*innen werden an diesem Tag einen Einblick in ein Studium an der Universität Osnabrück geben. In verschiedenen Workshops können die Teilnehmer*innen Versuche in unseren Laboren machen, erste Programmierversuche in unseren Computerräumen unternehmen oder sich mit theoretischen Fragestellungen auseinandersetzen und dabei ganz neue Forschungsergebnisse wie die „Spectre-Kachel“ kennenlernen. Auf dem „Markt der Möglichkeiten“ berichten Absolvent*innen unseres Fachbereichs über ihre Arbeit und geben Einblick in die Möglichkeiten der Berufswahl nach dem Studium. Studierende stellen ihre Projektarbeiten vor und freuen sich auf Gespräche im Fachschaftscafé. Die zentrale Studienberatung steht für Fragen bereit. (Plakat, Flyer)

In der Vorcoronazeit hatten wir ein vergleichbares Angebot nur für die Mathematik gemacht. Einen Eindruck davon bekommen Sie unter Tag der Mathematik.

Programm

9:30 Uhr Begrüßung durch den Dekan und die Studiendekanin. Absolventinnen stellen ihren Arbeitsplatz vor und vermitteln exemplarisch, welche Berufsmöglichkeiten ein Studium im MINT Bereich eröffnet.

10:30 - 13:30 Uhr Markt der Möglichkeiten

Erkunden Sie Denkmäler in Virtual Reality, Parkettieren Sie selbst mit fünfeckigen Fliesen, probieren Sie sich im Ausparken in „Rush hour“, testen Sie den Fahrsimulator einer studentischen Projektgruppe und informieren Sie sich über weitere Studienprojekte. Sprechen Sie mit Absolvent*innen und ihren Arbeitgebern, Lassen Sie sich von der Zentralen Studienberatung informieren oder sprechen Sie mit Studierenden im Fachschaftscafé.

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Workshops

Jeweils um 11:00 Uhr und 12:00 Uhr werden Workshops angeboten:

Der Prozessor: Eine Reise in das Innerste des Computers

Prozessoren sind die Herzstücke jedes Computersystems, egal ob im Notebook, Handy oder zur Steuerung im Auto. Überall erledigen sie teilweise hochkomplexe Aufgaben in atemberaubender Geschwindigkeit. Doch wie funktionieren die kleinen Alleskönner? Im Rahmen dieses Workshops tauchen wir einmal tief in das Innenleben eines Prozessors ein. Wir wollen die grundsätzliche Funktionsweise verstehen und selber am Rechner einen kleinen Prozessor entwerfen und zum Leben erwecken.

Ozeane in der Klimakrise

Die von uns Menschen verursachten CO₂-Emissionen der letzten 150 Jahre haben zu einem Anstieg der Temperatur der Erde von inzwischen 1,2° C geführt. Ohne die Hilfe der Ozeane wäre es tatsächlich sogar noch viel wärmer geworden. In diesem Workshop beschäftigen wir uns experimentell damit, woher die Wirkung der Ozeane als Klimapuffer kommt und was die steigende CO2-Konzentration für Auswirkungen auf die Meere hat.

Hands-on Spektroskopie: Bestimmung von Nitratgehalten im Trinkwasser

Eine hohe Nitratbelastung im Wasser ist einer der Hauptgründe für die Verschlechterung der Trinkwasserqualität. Daher ist es von entscheidender Bedeutung, einfache und schnelle Methoden zur Bestimmung dieses Schadstoffs zu entwickeln, um die Sicherheit und Gesundheit der Bevölkerung zu gewährleisten. Dazu eignet sich vor allem die optische Spektroskopie.
In diesem praxisorientierten Workshop steht der Bau eines eigenen Spektrometers im Mittelpunkt. Mit diesem selbstgebauten Gerät können die Teilnehmer*innen anschließend mithilfe spektroskopischer Methoden den Nitratgehalt im Trinkwasser bestimmen. Dieser Hands-on Ansatz ermöglicht es, nicht nur theoretisches Wissen zu erlangen, sondern dieses auch praktisch anzuwenden.

Aperiodische Parkettierungen

Die abstrakte Version des Fliesenlegens sieht so aus: Man nehme endlich viele Vielecke in der Ebene, genannt Proto-Fliesen, und versuche, die gesamte Ebene lücken- und ueberlappungsfrei in kongruente Kopien der Proto-Fliesen aufzuteilen. Dies geht zum Beispiel mit einem einzigen regelmaessigen Sechseck als Proto-Fliese, wie man an Honigwaben sehen kann. Quadrate sind auf Badezimmerboeden allerdings noch häufiger zu sehen. Ein berühmter Fliesenleger ist der Mathematiker und Physiker Roger Penrose (Physiknobelpreis 2020), Ihm gelang es etwa 1974 als erstem, nur zwei Proto-Fliesen bereitzustellen, mit denen die gesamte Ebene ausschliesslich nicht-periodisch aufgeteilt werden kann. Nicht-periodisch bedeutet, dass eine verschobene Kopie nie deckungsgleich mit dem Original ist. Im Jahr 2023 gab es eine Sensation, die sogar im Unterhaltungsprogramm des öffentlich-rechtlichen Fernsehens Erwähnung fand: Es reicht sogar eine Proto-Fliese. Im Workshop werden wir solche Fliesen ausprobieren.

Spieltheorie und das Gute im Menschen

In der westlichen Denktradition wird seit jeher die Frage erörtert, ob der Mensch im Grunde gut ist wie wir unsere Gesellschaft so gestalten können, dass wir das Beste im Menschen hervorbringen. Geschichte und Forschung bieten zahlreiche Beispiele dafür, dass Menschen oft selbstlos statt eigennützig handeln. Selbstlosigkeit ist ein Phänomen, das in der gesamten Natur vorkommt und auch aus evolutionärer Perspektive erklärbar ist.
Wir nutzen Spiele, um die Evolution zu modellieren und mathematisch zu analysieren. Individuen folgen Strategien und können bei erfolgreichen Begegnungen ihre Strategie "weitervererben". Weniger erfolgreiche Strategien werden mit der Zeit aus der Population verdrängt, während der Anteil der Spieler mit erfolgreichen Strategien wächst. Das Ergebnis des Spiels ist das Resultat eines Selektionsprozesses und kann als eine Form des Lernens interpretiert werden – ein Lernen, das auf der Ebene der gesamten Spielergemeinschaft stattfindet.
Auf diese Weise können Einblicke erhalten werden, wie Evolution als Spiel gedacht werden kann und wie Selbstlosigkeit von evolutionären Mechanismen unterstützt wird.

Neuronale Netze für Anfänger

Neuronale Netze sind eine der Schlüsseltechnologien der Künstlichen Intelligenz. In diesem Workshop wird ihre Funktionsweise praktisch erkundet und eigene kleine Netze trainiert. Dabei lernt man ihre Fähigkeiten und Grenzen kennen und erhält einen Einblick, wie diese Technologie genutzt wird. Die verwendeten Werkzeuge ermöglichen anschließend auch die Nutzung in eigenen Projekten.
Es werden keine Programmierkenntnisse vorausgesetzt!

Wie man Musik anschaut

Musik wie auch alle anderen Geräusche bestehen aus sich zeitlich verändernden Schallwellen. Wir fassen diese als Funktion der Zeit auf und zerlegen sie in mathematische Grundbausteine. Wir lernen, dass Musiknoten durchaus eine geeignete Kodierung für Musik darstellen und wieso der Kammerton a1 auf verschiedenen Instrumenten unterschiedlich klingt. Kleine und große Musikinstrumente sind herzlich willkommen.

Färbung von Landkarten und Graphentheorie

Im Jahr 1976 präsentierten Kenneth Appel und Wolfgang Haken den ersten (computergestützten) Beweis, mit dessen Hilfe eine berühmte mathematische Vermutung verifiziert werden konnte, nämlich die sogenannte Vier-Farben-Vermutung. Sie wurde bereits 1852 vom Mathematiker und Botaniker Francis Guthrie aufgestellt und besagt, dass man mit Hilfe von nur vier Farben jede Landkarte so einfärben kann, dass je zwei benachbarte Staaten stets verschiedenfarbig sind. Im Workshop wollen wir diskutieren, wie man so eine Vermutung mit Hilfe der Graphentheorie mathematisch präzise formulieren kann. Dann werden wir uns anschauen, wie man so eine Vermutung logisch zwingend beweißt - allerdings nicht die Originalvermutung (im Originalbeweis mussten sehr viele spezielle Anordnungen einzeln mit Computerhilfe überprüft werden...), sondern den Sechs-Farben-Satz: jede Landkarte kann mit Hilfe von höchstens sechs Farben eingefärbt werden. Für diese schwächere Behauptung kann man einen schönen, geschlossenen Beweis finden.

Wir danken für die freundliche Unterstützung der Universitätsgesellschaft.