Praktikum_PTB_Berlin_2019_FOURRE_Aurélien_2SMP1

Ich habe mein Praktikum bei der PTB (Berlin) absolviert.

Die PTB: „PTB“ ist die Abkürzung für Physikalisch-Technische Bundesanstalt. Sie ist das deutsche nationale Metrologieinstitut. Sie ist ein Forschungsinstitut in der Metrologie, also in der Wissenschaft der Messungen und der Maßeinheiten, aber auch eine Möglichkeit für industrielle Kunden, Messgeräte sehr präzise kalibrieren zu lassen.

Sie wurde während der Industrialisierung im 19. Jahrhundert gegründet, nach der Meterkonvention 1875. Laut dieser vom deutschen Kaiserreich vom Anfang an unterzeichneten Konvention sollen die Mitgliedsländer die Metrischen Einheiten (SI) benutzen. In jedem Land sollte ein Metrologieinstitut gegründet werden, um diese neuen Einheiten zu verbreiten. In Deutschland musste man aber noch warten, denn 1887 war das Institut noch nicht da. Der Industrielle Werner von Siemens brauchte aber ein Metrologieinstitut zur Entwicklung von elektrischen Einheiten und Messgeräten. Er schenkte dem Reich seinen ehemaligen Garten, damit dort die PTR (Physikalisch-Technische Reichsanstalt, Vorgängerin der PTB) gegründet werden konnte. Werner von Siemens wird deshalb zusammen mit dem Wissenschaftler Hermann von Helmholtz als Gründer der PTB betrachtet. Da haben weltberühmte Wissenschaftler wie Albert Einstein oder Max Planck ihre Experimente durchgeführt und ihre Theorien entwickelt.

Heute gliedert sich die PTB in neun wissenschaftlich-technische Abteilungen, eine Querschnittabteilung und eine Verwaltungsabteilung. Die Abteilungen befinden sich in Braunschweig sowie am historischen Standort in Berlin (Charlottenburg, Abbestraße). Jede Abteilung ist in 5 bis 8 Fachbereiche unterteilt. Jeder Fachbereich gliedert sich in ein Paar Arbeitsgruppen, die jeweils aus ca. ein Dutzend Leute bestehen. Insgesamt hat die PTB rund 1900 Mitarbeiter, davon circa 500 in Berlin. Ich war im dritten Fachbereich der siebten Abteilung. Dieser Fachbereich kümmert sich um Strahlungs- und Temperaturmessungen, durch die ausgestrahlte Strahlung des Körpers, also berührungslos.

Meine Tätigkeit: Ich habe mich für die PTB im Internet beworben, weil auf ihrer Webseite steht, dass sie Praktika für Schüler anbieten. Ich habe mich über die positive Antwort sehr gefreut. Mein zweiwöchiges Praktikum war teilweise ein Beobachtungspraktikum. Am ersten Tag zum Beispiel war ich nach der Sicherheitsmaßnahmenerklärung bei der Gruppenarbeitssitzung anwesend, während der jeder erzählte, was er während der zwei letzten Wochen gemacht hatte und auf welche Probleme er gestoßen ist. Ich habe auch einiges besichtigen können, wie die weltweit beste begehbare antimagnetische Kammer und andere Messräume. Bei der Kalibrierung einer Lichtquelle eines Kunden, die mehrere Stunden gedauert hat, war ich auch dabei.

Ich habe auch gelernt, einige Softwares zu benutzen: Labview und Inventor. Labview ermöglicht den Wissenschaftlern, ihre Messinstrumente automatisch zu steuern. Eine Kalibrierung kann nämlich bis 24 Stunden dauern, und mit Händen kann man nie präzise genug sein. Inventor ist eine 3D-Modellierung Software, die benutzt wird, um den ganzen Messplatz digital zu „speichern“. Ich habe dabei geholfen: Ich habe einen Schreibtisch mit einem Computer und zwei Schränke modelliert. Dann wissen sie genau, wie das Experiment funktioniert hat, und wenn sie Jahre später es wiederaufbauen möchten, dann haben Sie Pläne dafür.

Ich habe auch für etwas anderes konkret geholfen: Die sehr empfindlichen Detektoren brauchen Gehäuse, um sie u.a. vor dem Staub zu schützen, aber die Gehäuse sind am Anfang selber ölig und staubig. Deshalb habe ich zwei Gehäuse völlig zerlegt, mit reinem Alkohol und Hochdruckstickstoffgas geputzt, und wieder angeschraubt, alles im Reinraum: ein Raum auf konstanter Temperatur und Luftfeuchtigkeit, mit gefilterter Luft, und wo Überschuhe und Handschuhe Pflicht sind. Das hat viele Stunden gedauert.

Ich habe auch etwas noch wichtigeres als Genauigkeit bei der Messung gelernt: Unsicherheitsrechnung. Bei allen Messungen sind Unsicherheiten vorhanden und sie sind bedeutungsvoll, weil sie erlauben, verschiedene Messungen zu vergleichen: Stimmen sie miteinander überein? Ist eine besser als die anderen? Sollte man einer bei der Mittelwertberechnung mehr Gewicht als die anderen geben? Es ist aber nicht immer leicht, diese Unsicherheiten zu rechnen. Ich habe zum Beispiel mit dem Bessel-Verfahren die Brennweite  einer Linse berechnet: Der Abstand  zwischen einem Gegenstand und einem Schirm und der Abstand  zwischen die zwei Linsenstellungen, die das Bild scharf machen, werden gemessen. Dann wird  gerechnet. Aber wie wird, in Abhängigkeit der Unsicherheiten von  und , die Unsicherheit von  gerechnet? Dafür werden vor allem die verschieden partiellen Ableitungen von  mit Respekt zu  und  benötigt.

Meine Bilanz: Dieses Praktikum hat mir wirklich gefallen, einerseits weil ich viel technisch gelernt habe und weil es hochinteressant war, anderseits weil ich eine Art Zusammenarbeit, die ich nicht kannte, entdeckt habe: Die Wissenschaftler und Ingenieure haben getrennte Aufgaben aber sie treffen sich oft, um sich gegenseitig ihre Schwierigkeiten zu erklären, und versuchen, gemeinsam eine Lösung zu finden. Ich war auch überrascht, weil ich dachte, dass alle Physik studiert hätten, aber die meisten sind eigentlich Ingenieur, die zum Beispiel Maschinenbau studiert haben. Es ist nämlich wichtig für die Arbeitsgruppe, verschiedene Fähigkeiten zu haben. Ich hatte einige Schwierigkeiten mit den Fachworten, aber nicht so viel, wie ich befürchtet hatte, weil sie den französischen und englischen sehr ähnlich sind. Es war ganz bestimmt eine sehr bereichernde Erfahrung. Ich rate zukünftigen Kandidaten, die PTB-Webseite aufmerksam zu lesen, weil dort eine Liste davon gefunden wird, was man tun kann, und weil dort auch viele technische Informationen stehen, die ermöglichen, auch wenn nicht alles verstehbar ist, vonAnfang an interessante Diskussionen zu haben, und schneller verstehen zu können.

Vielen herzlichen Dank zu meinem Ausbildungsleiter Herr Dr. Meindl, zu Herr Pohl, mit dem ich vieles Praktische habe machen können, und zum ganzen Team, das immer sehr freundlich war.

 

 

PS: Mein Austauschpartner lebt in Berlin, aber weit von Charlottenburg entfernt, deshalb habe ich die erste Woche in einem Hotel viel näher gewohnt, und dann noch zwei Wochen bei meinem Austauschpartner.

 

 

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Das historische Gebäude der PTB: der Werner-von-Siemens-Bau.

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Das Detektorgehäuse, das ich geputzt habe.

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Der schwarze Strahler (Planckscher Strahler), mit dem das Team arbeitete.

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Die Kundenlampe, die kalibriert worden ist.

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Der Messplatz, durch Inventor teilweise von mir modelliert.

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