202112 THS VolkmarKurz vor den Weihnachtsferien 2021 bekamen die Schüler*innen verschiedener Physik-Leistungskurse der Theodor-Heuss-Schule Wetzlar einen guten Einblick in die Hochschullehre. Am 21. Dezember hielt Prof. Dr. Chris Volkmar eine einführende Vorlesung im Videokonferenzformat zum Thema „Grundlagen der elektromagnetischen Feldsimulation“ und am 22. Dezember führte Prof. Werner Bonath einen digitalen Laborbesuch zum Thema „FPGA-Design“ durch.

Bei der Vorlesung von Prof. Volkmar wurde besonders auf die allgemeine Bedeutung von Simulationen für Forschung und Entwicklung im industriellen Umfeld eingegangen. Nach einer kurzen Motivation des Kernthemas ging es ans Eingemachte und es wurde zunächst der mathematisch/numerische Grundstock der sogenannten Finite-Differenzen-Methode erklärt, der größtenteils mit Schulmathematik in der Oberstufe berechenbar ist. Darauf aufbauend wurde ein kleines 1D-Problem numerisch berechnet, welches die Schüler*innen bereits im Vorfeld mit ihrem Lehrer analytisch bearbeitet und gelöst hatten.
Zuletzt wurde das kommerzielle Simulationswerkzeug CST Microwave Studio als Teil der CST Studio Suite vorgestellt und damit das gleiche Problem nochmals berechnet. Als Ergebnis wurde hier deutlich, dass sowohl das CST aus auch die 1D-Lösung der analytischen Lösung entsprachen.

202112 FPGA DesignDer digitale Laborbesuch von Prof. Bonath gab den Schüler*innen einen Einblick in das FPGA-Design, eine moderne Methode um digitale Hardware zu entwerfen. Hier wurden Addierer-Schaltungen mit Hilfe der Hardware-Beschreibungssprache VHDL entworfen und auf dem Entwicklungsboard visualisiert.
Im Anschluss wurde das Ganze mit größeren Schaltungen bei einem Knight Rider-Display (Lauflicht-LED Display) realisiert und eindrucksvoll visualisiert.

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