Naturwissenschaftliche Werkstatt
Dreißig Werkzeuge zum Ausprobieren: Wahrnehmung, Licht und Optik, Schwingung und Klang, Mechanik, Quanten — jedes mit Modell, Regler und der Grenze des Modells
Jedes Werkzeug zeigt ein Modell mit Reglern, die Rechnung dahinter und wo das Modell an seine Grenze kommt. Alles läuft im Browser, ohne Anmeldung, ohne Übertragung. Die Werkzeuge sind Lernhilfen, keine Messgeräte.
Wahrnehmung
- ILLUSIO — Werkzeug für geometrische TäuschungenMüller-Lyer, Ponzo, Ebbinghaus mit Mess-Modus
- CONTRA — Werkzeug für HelligkeitskontrastSimultankontrast, Mach-Bänder, Checker-Shadow mit lateraler Hemmung
- OPPONENS — Werkzeug für GegenfarbenNachbilder, Farbkontrast, Gegenfarbenachsen
- MOTUS — Werkzeug für BewegungstäuschungenScheinbewegung, Bewegungsnacheffekt, gemeinsames Schicksal
- AMBIGUA — Werkzeug für bistabile WahrnehmungNecker-Würfel, Kippbild, Wechsel-Simulation
- GESTALT — Werkzeug für die GestaltgesetzeNähe quantifiziert, illusorische Konturen, Konkurrenz der Gesetze
Licht und Optik
- Schattentheater — WerkzeugInteraktives Schattentheater Punkt- und ausgedehnte Quellen, Halbschatten, mehrfache Schatten
- Einfachspalt — WerkzeugBeugung am Einfachspalt: Fraunhofer vs. Fresnel, drei Szenarien
- PERSPECTIVA — Linsen-WerkzeugLive-Raytracing einer Linse, vier Falsifikationsachsen
- REGENBOGEN — Prismen-WerkzeugDispersion, Spektrum-Aufspaltung, Minimalablenkung, Quellspektren
- LUX — Lichtquellen-WerkzeugSchwarzkörper, LED, Leuchtstoff, Natrium - Spektrum, Farbtemperatur, CRI
- SCAENA — Bühnenbeleuchtungs-WerkzeugMulti-Quellen-Beleuchtung mit Person, Wand, Schatten und Farbmischung
- METAMERIA — Farbmischungs-WerkzeugAdditive und subtraktive Farbmischung, CIE-Chromatizität, Metamerie
- SPECULUM — Spiegel-WerkzeugEbener, Hohl- und Konvexspiegel, Abbildung, sphärische Aberration
- ORGANON — Werkzeug für optische InstrumenteFernrohr (Kepler/Galilei), Mikroskop, Beugungsgrenze und leere Vergrößerung
- Kameramodell — Werkzeug1D, 2D und 3D am Beispiel der Kamera. Brennweite, Pinhole-Projektion, Tiefenschärfe — Werkzeug
Auge, Kamera, Signal
- CAMERA COMPARATA — Werkzeug für Kamera und AugeSensorgeometrie, Dynamikumfang, Farbabtastung im Vergleich
- OCULI — Werkzeug für Augen im TierreichGrößenschranke des Facettenauges, Zielkonflikte, Baupläne
- CATENA — Werkzeug für die SignalketteReiz, Wandler, Verarbeitung, Ausgabe, Deutung
Schwingung und Klang
- Harmonischer Oszillator — WerkzeugDämpfung, Antrieb, Duffing — drei Falsifikationsachsen des idealen Oszillators
- OSCILLATIO — Werkzeug für den harmonischen OszillatorEin Formalismus, 14 Größenordnungen, die Grenze und der Quantenoszillator
- Saitenschwingung — WerkzeugInteraktiver Saiten-Konfigurator Material und Geometrie, Eigenfrequenzen, Inharmonizität
- Resonanz — WerkzeugSaite-Korpus-Kopplung Avoided crossing, Wolfston, Weinreich-Saitenpaar
- Klavier — WerkzeugSaiten-Konfigurator für Modul 03 Klavier: massiv vs. umsponnen, Inharmonizität, Stretch-Kurve
- Spektrum — WerkzeugLive-FFT-Werkzeug für die Audio-Werkstatt: Signalgenerator, Oszilloskop, Spektrumanalyse in einem
Mechanik
- ANALOGON — Werkzeug für die optische MechanikFermat und Maupertuis, das Vorzeichen-Kriterium, de Broglie
Quanten
- DUALITAS — Werkzeug für den Doppelspalt mit einzelnen QuantenMusteraufbau aus Einzelereignissen, Komplementarität, Quantenradierer
- NEXUS — Werkzeug für Verschränkung und die Bell-UngleichungCHSH-Schranke, Winkelabhängigkeit, kein Signal
Wie Wissenschaft prüft
- BILANX — Werkzeug für die Bilanz der WerkstattBilanz des Korpus, Unterbestimmtheit, Gültigkeitsbereiche
- HERMENEUS — Werkzeug für die DeutungenEmpirische Äquivalenz gerechnet, Kostenrechnung, Grenze der Entscheidbarkeit
Quelle: Thomas Schüller, „Naturwissenschaftliche Werkstatt Tools“, Zenodo 2026, doi:10.5281/zenodo.22036739. ORCID 0009-0003-9799-6747, Lizenz CC BY 4.0. Für die Lernplattform angepasst.