»Und dann ist da das Überraschungsmoment, wenn plötzlich etwas ganz anderes passiert, als man es erwartet.«

Josef Rosenzweig und Klaus Köhler sprechen über ihre Lehrtätigkeit am INATECH (Institut für Nachhaltige Technische Systeme) der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg.

Was lehren Sie an der Universität Freiburg?

Köhler — Prof. Oliver Ambacher bietet die Vorlesungen »Mechanik« sowie »Elektrodynamik und Optik« am INATECH an. Während der Vorlesungen führe ich Demonstrationsexperimente vor…
Rosenzweig — … und ich biete die begleitenden Übungen an. Ganz klassisch rechne ich Aufgaben an der Tafel vor, damit Studierende ihre eigenen Ergebnisse überprüfen können.

Was lernen die Studierenden in den Veranstaltungen?

Rosenzweig — Sie erhalten eine Einführung in die Grundlagen der Physik. In der Mechanik geht es unter anderem um die Newtonschen Gesetze, Energie, Impuls, Drehimpuls, den Effekt der Oberflächenspannung, die Relativitätstheorie und, nicht zu vergessen, auch Schwingungen.  

Köhler — Oliver Ambacher macht immer wieder einen Ausflug in die Quantenmechanik, die ganz eigenen Gesetzmäßigkeiten folgt. Und in dem Modul »Elektrodynamik und Optik« geht es hauptsächlich um Ladungen, Ströme, elektromagnetische Wellen und natürlich auch um Optik.

Mit welcher Erkenntnis sollen die Studierenden das Semester abschließen?

Köhler — Sie sollten auf jeden Fall die Grundlagen der Physik verstanden haben. Sie müssen verstanden haben, wie ein einfacher Motor funktioniert, und mit den mathematischen Werkzeugen rechnen können.
Rosenzweig — Mir es auch wichtig, dass sie sich von der Physik begeistern lassen, denn die Physik ermöglicht es, durch die Kenntnis weniger Grundgesetze sehr viel zu verstehen. Das ist anders als in den anderen Naturwissenschaften. In der Physik muss man eigentlich nicht sehr viel wissen, aber die wenigen Dinge, die man wissen muss, die muss man dann auch beherrschen.

Warum ist die Vorführung von Experimenten so wichtig?

Köhler — Ein Experiment vermittelt eine Gesetzmäßigkeit viel schneller und eindringlicher als eine lange Erklärung. Wichtig für uns ist, dass es einfach bleibt. Ich kann beispielsweise einen Bleistift auf ein Blatt Papier stellen und das Blatt so schnell wegziehen, dass der Bleistift trotzdem stehen bleibt – so einfach kann man das Gesetz der Trägheit veranschaulichen.
Rosenzweig — So ein Experiment belebt natürlich die Vorlesung und überraschende Phänomene prägen sich eben viel tiefer ins Gedächtnis ein. Selbst in 50 Jahren werden sich die Studierenden noch an spannende Experimente aus ihrem Studium erinnern.
Köhler —  Da wir nicht alle Experimente vor Ort vorführen können, habe ich auch schon kurze Videos zuhause aufgenommen und gezeigt. Da habe ich zum Beispiel Tinte in jeweils kaltes und warmes Wasser tropfen lassen. Im kalten Wasser färbt die Tinte das Wasser blau und im warmen Wasser löst sich der Tropfen sofort in alle Richtungen auf. Das ist so einfach und gleichzeitig ist der sichtbare Effekt sehr eindringlich.

Was macht Ihnen am meisten Freude an der Lehre?

Rosenzweig — Mich erfüllt es mit Freude, mit wissbegierigen jungen Menschen zu arbeiten und ihnen die Schönheit und Einfachheit der Physik zu erklären.
Köhler — Für mich sind die Experimentvorführungen jedes Mal ein Highlight. Ich merke sofort, dass die Spannung im Publikum steigt. Und dann ist da das Überraschungsmoment, wenn plötzlich etwas ganz anderes passiert, als man es erwartet. Wir zeigen beispielsweise ein Experiment mit einem vollen Wasserglas. Ich spanne ein Netz darüber und kippe das Wasserglas um – natürlich erwartet jeder eine Pfütze auf dem Boden und die Überraschung ist riesig, wenn das Wasser aufgrund der Oberflächenspannung im Glas bleibt.

Was war das spektakulärste Experiment, das Sie gemacht haben?

Köhler — Das war, als wir einen Magneten zum Schweben gebracht haben. Zuerst muss man einen Supraleiter mit flüssigem Stickstoff unter seine Sprungtemperatur abkühlen und Strom induzieren. Und wenn man dann einen Magneten über den Supraleiter platziert, schwebt dieser. Der Supraleiter wird plötzlich zum idealen Diamagneten, was überraschend ist, denn das ist nicht das Verhalten, das man von einem idealen Leiter erwarten würde.

Wie halten Sie die Begeisterung für Physik bei den Studierenden aufrecht, wenn es fachlich sehr komplex wird?

Rosenzweig — Die meisten Studierenden kommen direkt nach dem Abitur zu uns und müssen vor allem in der Mathematik sehr viel mehr leisten, als sie es von der Schule gewohnt sind. Das wissen wir und geben hilfreiche Tipps und Rezepte an die Hand. Wenn es schwierig wird, muss man einfach dranbleiben. Und wenn man ein Thema nach dem dritten oder vierten Anlauf endlich verstanden hat, dann freut man sich doch umso mehr.

-----------------------------

Dr. Josef Rosenzweig und Dr. Klaus Köhler kennen sich bereits aus ihrem Studium am Karlsruher Institut für Technologie und sind langjährige Kollegen am Fraunhofer IAF. Seit dem Wintersemester 2018/19 begleiten sie die Vorlesungen von Prof. Oliver Ambacher am INATECH der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg mit Experimenten und Übungen.