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Exemplarische lineare und nichtlineare Systeme
- Demonstrationen, Experimente, Simulationen -

1. Erzeugung und Vernichtung von Objektgruppen:
- Diskrete und kontinuierliche dynamische Systeme -

PDF-Datei PDF-Datei (5.4 MB):  1.1. Patt, H.-J: Wachstum und Zerfall als Einführung
in die Beschreibung und die grundlegenden Eigenschaften linearer und nichtlinearer
dynamischer Systeme. Electr. Media Publ., 30 S., Univ. d. Saarl., Saarbrücken, 2006.
ZIP-Datei Cosimex ZIP-Datei (4.3 MB):  1.2. Patt, H.-J.: Cosimex-Parameter- und -Bilddateien. Anlage zu 1.1.,
Electr. Media Publ., 45 Systemdateien für das Programm "Cosimex für Windows",
Vers. 4, siehe 13.1. (Parameter und Graphen), Univ. d. Saarl., Saarbrücken, 2006.

2. Kontinuierliche lineare dynamische Systeme:
- Experimentelle Untersuchung exemplarischer Phänomenklasen -

PDF-Datei PDF-Datei (2.1 MB):  2.1. Patt, H.-J: Darstellen und Messen grund-
legender funktionaler Zusammenhänge von linearen, zeitinvarianten
Systemen im Schulversuch. Der Physikunterricht 16, 64-79, 1982.

3. Bau und Eigenschaften einer Gravitationskatastrophenmaschine:
- Qualitative Beobachtung von Bewegungen in Potentialen 4. Ordnung -

PDF-Datei PDF-Datei (1.8 MB):  3.1. Patt, H.-J: Aufbau und Eigenschaften einer Gravitations-
katastrophenmaschine und ausgewählte Demonstrationsexperimente in Potentialen
vierter Ordnung. Electr. Media Publ., 17 S., Univ. d. Saarl., Saarbrücken, 2006.
ZIP-Datei Cosimex ZIP-Datei (1.7 MB):  3.2. Patt, H.-J.: Cosimex-Parameter- und -Bilddateien. Anlage zu
3.1., Electr. Media Publ., 21 Systemdateien für das Programm "Cosimex für Windows",
Vers. 4, siehe 13.1. (Parameter und Graphen), Univ. d. Saarl., Saarbrücken, 2006.
DivX-Media-Format DivX®-Format: 3.3. Patt, H.-J.: Videoclips Gravitationskatastrophenmaschine. Anlage zu
3.1., Electr. Media Publ., 23 Videos von Experimenten mit Parametern und Graphen und
Naturphänomenen, Univ. d. Saarl., Saarbrücken, 2006 (weitere Einzelheiten in 3.1.).
(Player und der DivX®-Media-Codec sind kostenlos erhältlich: siehe 14.1-14.6)
ZIP-Datei DivX 6 ausgewählte Beispiele (als ZIP-Dateien, Gesamtumfang aller Videos: 198 MByte):
3.3.1. Instabilitäten in der Natur, Geysir in Island, Geysir in der Eifel (9.3 MB),
3.3.2. Katastrophenmaschine ohne Anregung, m außerhalb der Kuspe (3.6 MB),
3.3.3. Katastrophenmaschine ohne Anregung, m innerhalb der Kuspe (5.6 MB),
3.3.4. Katastrophenmaschine ohne Anregung, m innerhalb der Kuspe (8.6 MB),
3.3.5. Katastrophenmaschine mit Anregung, Frequenz 0,5 Hz, innerhalb (6.6 MB),
3.3.6. Katastrophenmaschine mit Anregung, Frequenz 0,5 Hz, innerhalb (5.6 MB).

4. Das Pohl'sche Drehpendel als harmonischer Oszillator
und seine Veränderung zu einem anharmonischen Oszillator:
- Exemplarische mechanische Experimente: Beschreiben und Simulieren -

PDF-Datei PDF-Datei (5.8 MB):  4.1. Patt, H.-J: Das klassische Pohl'sche Drehpendel als
harmonischer Oszillator (Rotator) und seine Veränderung zum anharmonischen
Oszillator (Rotator). Electr. Media Publ., 39 S., Univ. d. Saarl., Saarbrücken, 2005.
ZIP-Datei Cosimex ZIP-Datei (4.8 MB):  4.2. Patt, H.-J.: Cosimex-Parameter- und -Bilddateien. Anlage zu
4.1., Electr. Media Publ., 27 Systemdateien für das Programm "Cosimex für Windows",
Vers. 4, siehe 13.1., 3 Dateien für das Programm "Maple", Vers. 9.5 und 2 Messwerte-
dateien (Parameter und Graphen), Univ. d. Saarl., Saarbrücken, 2005.
DivX-Media-Format DivX®-Format: 4.3. Patt, H.-J.: Videoclips Pohl'sches Drehpendel. Anlage zu 4.1.,
Electr. Media Publ., 57 Videos von Experimenten mit Parametern und Graphen,
Univ. d. Saarl., Saarbrücken, 2005 (weitere Einzelheiten in 4.1.).
(Player und der DivX®-Media-Codec sind kostenlos erhältlich: siehe 14.1-14.6)
ZIP-Datei DivX 5 ausgewählte Beispiele (als ZIP-Dateien, Gesamtumfang aller Videos: 291 MByte):
4.3.1. Harmonisches Drehpendel ohne Antrieb, Dämpfungsstrom 1,0 A (1.9 MB),
4.3.2. Harmonisches Drehpendel mit Antrieb, Dämpfungsstrom 0,6 A (3.2 MB),
4.3.3. Anharmonisches Drehpendel ohne Antrieb, Dämpfungsstrom 0,3 A (3.9 MB),
4.3.4. Anharmonisches Drehpendel mit Antrieb, Schwingungsdauer 3,6 s (4.9 MB),
4.3.5. Anharmonisches Drehpendel mit Antrieb, Schwingungsdauer 2,8 s (2.3 MB).

5. Der nichtlineare elektrische Serienschwingkreis:
- Exemplarische elektrische Experimente: Oszilloskopieren und Hören -

PDF-Datei PDF-Datei (0.3 MB):  5.1. Wolf, B. u. H.-J. Patt: Experimente zur Untersuchung
linearer und nichtlinearer elektrischer Serienschwingkreise. Didaktik der Physik,
Frühjahrstagung Bremen 2001 (Red.: V. Nordmeier, Münster), 11 S.,
DPG-Electr.-Media-CD, ISBN 3-931253-87-2, Bad Honnef, 2001.
DivX-Media-Format DivX®-Format: 5.2. Patt, H.-J. u. B. Wolf: Videoclips Nichtlinearer Serienschwingkreis.
Ergänzung zu 5.1., Electr. Media Publ., 8 Videos, 2 Audios von Experimenten (Periode 5, 6),
Eingangsspannung: Rampe, Frequenz 1,108 kHz. Univ. d. Saarl., Saarbrücken, 2005.
(Player und der DivX®-Media-Codec siehe 14.1.-14.5., Spektrometerprogramm siehe 14.9)
ZIP-Datei DivX 5 ausgewählte Beispiele (als ZIP-Dateien, Gesamtumfang aller Videos: 37 MByte):
5.2.1. Feigenbaumdiagramm (4.8 MB): SER5_FBD.divx,
5.2.2. Spektrogramm (Harmonisch (2.1 MB): SER5_SPH.divx,
5.2.3. Spektrogamm (Subharmonisch) (1.9 MB): SER5_SPS.divx,
5.2.4. Kondensatorspammumg(Zeit) (7.1 MB): SER5_UCT.divx,
5.2.5. Kondensatorspammumg als Schall (2.9 MB): PERIODE5.wav.

6. Eigenschaften von Schwerependeln mit äußeren Parameterveränderungen:
- Exemplarische Resonanzphänomene und parametrische Verstärkung -

PDF-Datei PDF-Datei (4.7 MB):  6.1. Patt, H.-J: Pendel mit harmonischer Modulation der
Pendellänge oder mit erzwungener bzw. freier Bewegung des Aufhängepunktes.
Electr. Media Publ., 28 S., Univ. d. Saarl., Saarbrücken, 2005.
ZIP-Datei Cosimex ZIP-Datei (3.5 MB):  6.2. Patt, H.-J.: Cosimex-Parameter- und -Bilddateien. Anlage zu
6.1., Electr. Media Publ., 49 Systemdateien für das Programm "Cosimex für Windows",
Vers. 4, siehe 13.1., 10 Bilddateien zur Bestimmung von Messwerten und 1 Messwerte-
datei (Parameter und Graphen), Univ. d. Saarl., Saarbrücken, 2005.
DivX-Media-Format DivX®-Format: 6.3. Patt, H.-J.: Videoclips Kugelpendel. Anlage zu 6.1.,
Electr. Media Publ., 18 Videos von Experimenten mit unterschiedlichen
Pendeln, Univ. d. Saarl., Saarbrücken, 2005 (weitere Einzelheiten in 6.1.).
(Player und der DivX®-Media-Codec sind kostenlos erhältlich: siehe 14.1-14.6)
ZIP-Datei DivX 5 ausgewählte Beispiele (als ZIP-Dateien, Gesamtumfang aller Videos: 60 MByte):
6.3.1. Harmonische horizontale Pendelanregung, Erregerfrequenz 2 Hz (1.6 MB),
6.3.2. Harmonische Längenänderung des Pendels, Erregerfrequenz 2 Hz (4.3 MB),
6.3.3. Harmonische vertikale Pendelanregung, Erregerfrequenz 2 Hz (7.2 MB),
6.3.4. Kreisförmige Pendelanregung, Erregerfrequenz 2 Hz (4.8 MB),
6.3.5. Kreisförmige Pendelanregung, Erregerfrequenz 1 Hz (3.4 MB).

7. Bau, Eigenschaften und Versuche mit der Zeeman-Katastropenmaschine:
- Dynamik von Teilchen in nichtlinearen, periodischen Potentialen -

PDF-Datei PDF-Datei (4.6 MB):  7.1. Patt, H.-J: Aufbau, Beschreibung und Experimente mit einer
Zeeman-Katastrophenmaschine als exemplarisches Beispiel für nichtlineare Systeme mit
periodischen Potentialen. Electr. Media Publ., 23 S., Univ. d. Saarl., Saarbrücken, 2006.
ZIP-Datei Cosimex ZIP-Datei (5.8 MB):  7.2. Patt, H.-J.: Cosimex-Parameter- und -Bilddateien. Anlage zu
7.1., Electr. Media Publ., 52 Systemdateien für das Programm "Cosimex für Windows",
Vers. 4, siehe 13.1. (Parameter und Graphen), Univ. d. Saarl., Saarbrücken, 2006.
DivX-Media-Format DivX®-Format: 7.3. Patt, H.-J.: Videoclips Zeeman-Katastrophenmaschine. Anlage zu
7.1., Electr. Media Publ., 30 Videos von unterschiedlichen Experimentgruppen mit
Parametern, Univ. d. Saarl., Saarbrücken, 2006 (weitere Einzelheiten in 7.1.).
(Player und der DivX®-Media-Codec sind kostenlos erhältlich: siehe 14.1-14.6)
ZIP-Datei DivX 4 ausgewählte Beispiele (als ZIP-Dateien, Gesamtumfang aller Videos: 357 MByte):
7.3.1. Katastrophenmaschine ohne Anregung, 2 Minima, Einschwingvorgang (4.4 MB),
7.3.2. Katastrophenmaschine mit Anregung, 1,3 s, 1 Minimum, Einschwingphase (8.4 MB),
7.3.3. Katastrophenmaschine mit Anregung, 0,9 s, 2 Minima, Einschwingphase (9.5 MB),
7.3.4. Katastrophenmaschine mit Anregung, 3,0 s, 2 Minima, Grenzfunktion (17.5 MB).

8. Schulexperimente mit Kristallstrukturen aus Latex-Dispersionen:
- Optische Streuexperimente an quasiperiodischen nichtlinearen Potentialen -

PDF-Datei PDF-Datei (0.3 MB):  8.1. Will, U. u. H.-J. Patt: Schulexperimente mit Kristall-
strukturen aus Latex-Dispersionen. S. 477-482 in: Didaktik der Physik - Vorträge,
60. Physikertagung, Jena 1996. Hrsg.: DPG, Fried.-Schiller-Univ., Jena, 1996.
ZIP-Datei ZIP-Datei (2.0 MB):  8.2. Will, U. u. H.-J. Patt: Schulexperimente mit Kristall-
strukturen aus Latex-Dispersionen. 8 DIN-A4 Folien zu 8.1., Univ. d. Saarl.,
Saarbrücken, 1996.

9. Das Rückwärtsfahren von Kraftfahrzeugen mit Anhänger:
- Stabilisierung eines nichtlinearen Systems im instabilen Gleichgewicht -

PDF-Datei PDF-Datei (1.0 MB):  9.1. Hort, Chr. u. H.-J. Patt: Unterstützende Regelung des
Rückwärtsfahrens von Kraftfahrzeugen mit einem oder mehreren Anhängern mit
Hilfe eines Fuzzy-Mikrokontrollers. S. 61-69 in: Inform (Hrsg.): Tagungsband
des 5. Aachener Fuzzy-Symposium 1995, Technologiezentrum Aachen, 1995.
PDF-Datei PDF-Datei (0.8 MB):  9.2. Hort, Chr. u. H.-J. Patt: Unterstützende Regelung des
Rückwärtsfahrens von Kraftfahrzeugen mit einem oder mehreren Anhängern mit
Hilfe eines Fuzzy-Mikrokontrollers als Projekt. S. 291-296 in: Didaktik der Physik,
60. Physikertagung, Jena 1996. Hrsg.: DPG, Friedr.-Schiller-Univ., Jena, 1996.

10. Entwicklung von Messgeräten mit linearen und nichtlinearen Kennlinien:
- Exemplarisches Messgerät für Kräfte, Drücke und Strahlung mit PVDF-Folien -

PDF-Datei PDF-Datei (0.2 MB):  10.1. Schmidt, V. u. H.-J. Patt: Ein kombiniertes Kraft- und
Strahlungsmessgerät für den Einsatz bei Schulexperimenten. S. 471-476 in: Didaktik der
Physik, 60. Physikertagung, Jena 1996. Hrsg.: DPG, Fried.-Schiller-Univ., Jena, 1996.

11. Bau und Experimente mit einer Schwerependel-Schraubenfeder-Kette:
- Wellen ohne und mit Dispersion, nichtlineare Wellenphänomene (Solitonen) -

PDF-Datei PDF-Datei (3.3 MB):  11.1. Dietrich, M. u. H.-J. Patt: Wellenmaschine zur Demon-
stration und Messung harmonischer und anharmonischer Wellenphänomene (Soli-
tonen). Didaktik der Physik, Frühjahrstagung Bremen 2001 (Red.: V. Nordmeier,
Münster), 11 S., DPG-Electr.-Media-CD, ISBN 3-931253-87-2, Bad Honnef, 2001.
PDF-Datei PDF-Datei (3.0 MB):  11.2. Patt, H.-J.: Aufbau, Beschreibung und Experimente mit einer
neuartigen Maschine zur Untersuchung eindimensionaler linearer und nichtlinearer
Wellenphänomene. Electr. Media Publ., 41 S., Univ. d. Saarl., Saarbrücken, 2007.
ZIP-Datei Cosimex ZIP-Datei (1.8 MB):  11.3. Patt, H.-J.: Cosimex-Parameter- und -Bilddateien. Anlage zu
11.2., Electr. Media Publ., 17 Systemdateien für das Programm "Cosimex für Windows",
Vers. 4, siehe 13.1. (Parameter und Graphen), 7 Messwertedateien, 1 Tabellendatei mit
3 Tabellen, Univ. d. Saarl., Saarbrücken, 2007.
DivX-Media-Format DivX®-Format: 11.4. Dietrich, M. u. H.-J. Patt: Videoclips zur nichtlinearen Wellenmaschine.
Anlage zu 11.2., Electr. Media Publ., 84 Videos von linearen (22 Videoclips, 4 Untergruppen)
und nichtlinearen (62 Videoclips, 9 Untergruppen) Wellenphänomenen. ©-2000, TeachPhysics,
Univ. d. Saarl., Saarbrücken, 2000/2007 (weitere Einzelheiten in 11.2.).
(Player und der DivX®-Media-Codec sind kostenlos erhältlich: siehe 14.1-14.6)
ZIP-Datei DivX 6 ausgewählte Beispiele (als ZIP-Dateien, Gesamtumfang aller Videos: 122 MByte):
11.4.1. Stehende Wellen oberhalb der Cutoff-Frequenz - Klein-Gordon-Gleichung (1.3 MB),
11.4.2. Schwingungen unterhalb der Cutoff-Frequenz - Klein-Gordon-Gleichung (1.3 MB),
11.4.3. Stoß eines Kink-Solitons auf zwei ruhende Solitonen - Sinus-Gordon-Gleichung (0.6 MB),
11.4.4. Totalreflexion eines Kink-Solitons an einer Mediengrenze - Sinus-Gordon-Gleichung (0.7 MB).
11.4.5. Freisetzung eines gebundenen Solitons durch ein Soliton - attraktive Störstelle (0.6 MB),
11.4.6. Freisetzung eines gebundenen Solitons durch ein Soliton - zwei repulsive Störstellen (0.6 MB).

12. Beobachter und Objekte in relativistisch bewegten Inertialsystemen:
- Geometrische und optische Effekte in der speziellen Relativitätstheorie -

PDF-Datei PDF-Datei (0.2 MB):  12.1. Nemec, P. u. H.-J. Patt: Relativistisches Ray-Tracing auf
dem Personalcomputer. S. 379-384 in: Didaktik der Physik, 60. Physikertagung,
Jena 1996. Hrsg.: DPG, Fried.-Schiller-Univ., Jena, 1996.
ZIP-Datei ZIP-Datei (7.7 MB):  12.2. Nemec, P. u. H.-J. Patt: Relativistisches Ray-Tracing
auf dem PC. 20 DIN-A4 Folien zu 12.1. Univ. d. Saarl., Saarbrücken, 1996.
Relativity Icon 12.3. Patt, H.-J. u. P. Nemec: Relativity for Windows – Relativitätstheorie für
Windows. Electronic-Media-CD für PCs, Vers. 1.0, Sprache: Englisch-Deutsch, Help
Files - Hilfedateien, 52 S., Tutorial - Tutorium, 55 S., ISBN-Nr. 3-540-14735-7,
Springer Verlag , Berlin, Heidelberg, 2000.
ZIP-Datei ZIP-Datei (9.6 MB):  12.4. Patt, H.-J.: Spezielle Relativitätstheorie auf dem
Personalcomputer. 16 DIN-A4 Folien, 7 Bilder- und Parameterdateien,
erstellt mit 12.3, Univ. d. Saarl., Saarbrücken, 1996-2005.

13. Programm zur Simulation von linearen und nichtlinearen Systemen
(Shareware Software für PC's unter Windows)

ZIP-Datei Cosimex ZIP-Datei (1.1 MB):  13.1. Patt, H.-J.: Cosimex für Windows.
COmputerunterstütztes SIMulieren und EXperimentieren für Windows 3.1x bis XP,
1. Simulation von Systemmodellen, 2. Vergleich mit Systemmessgrößen. Vers. 4.0.
©-1995/2007: H.-J. Patt, TeachPhysics, Univ. d. Saarl., Saarbrücken, Germany, 2007.

14. Links zu nützlichen Auswerte- und Bearbeitungsprogrammen
für audio-visuelle Medien und Simulationsgraphen (Free Software für PC's)

DivX 14.1. DivX®-Codec , Vers. 6.7, ©-2000-2007, DivX®-Networks (Windows-98/Me/XP).
14.2. DivX®-Player , Vers. 6.6, ©-2000-2007, DivX®-Networks (Windows-98/Me/XP).
Real-Player 14.3. Real®-Standard-Player , Vers. 10.5, ©-1995-2004, Real®-Networks (Windows-98/Me/XP).
Windows-Player 14.4. Windows®-Media-Player 11 , Vers. 11, ©-1996-2007, Microsoft® Corp. (Windows-XP).
14.5. Windows®-Media-Player 10 , Vers. 10, ©-1996-2005, Microsoft® Corp. (Windows-XP).
14.6. Windows®-Media-Player 9 , Vers. 9, ©-2003, Microsoft® Corp. (Windows-98/Me/2000).
14.7. Lee, A.: VirtualDub , Vers. 1.7.4, ©-1998-2007 (GNU-Lizenz), Windows-Progamm zur Video-
bearbeitung und Bilderstellung. Zur Weiterbearbeitung der mit "Cosimex für Windows"
erzeugten Graphen (s. 13.1) wird eines der beiden folgenden Programme empfohlen:
IrfanView 14.8. Skiljan, I.: IrfanView , Vers. 4.00, ©-1996-2007 (Freeware für nichtkommerzielle Verwendung).
XnView 14.9. Gougelet, P.: XnView , Vers. 1.91.4, ©-1991-2007 (Freeware für nichtkommerzielle Verwendung).
14.10. Home, R. S.: Spectrogram , Vers. 5.1.7., ©-1994-2000 (Freeware), Spektrometerprogramm.

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