Mathematik von ihrer schönsten Seite

Untersuchung von Fraktalen in einer Facharbeit
Unter dieser Überschrift ließe sich die Facharbeit von Lars Wiegand, Q1, sicher auch zusammenfassen.

Trotz der schwierigen Arbeitsbedingungen in Corona-Zeiten sind auch in diesem Schuljahr u.a. herausragende Leistungen im MINT-Bereich erzielt worden, auch wenn experimentelles Arbeiten praktisch unmöglich war. Lars Wiegand gelang es aber dennoch, in seinem Leistungs­kurs Mathematik, betreut von seiner Fachlehrerin Frau Dr. Wille, eine beeindruckende Facharbeit zu erstellen.

Passend zum Winterbeginn widmete er sich sog. Frak­talen, also Strukturen, die auch bei immer weiterer Ver­größerung scheinbar gleich aussehen und sich wie­der­holen. Solche Muster lassen sich z.B. auf vereis­ten Scheiben finden.

Zunächst stand für Lars im Rahmen seiner Facharbeit die mathematische Klassi­fizierung derartiger Strukturen im Mittelpunkt. Dafür benötigte er Kristalle – allerdings machte ihm der zunächst fehlende Frost einen Strich durch die Rechnung. Entsprechend suchte er nach Alternativen und widmete sich der experimentellen Erzeugung von Salz­kristallen. Aufgrund der Pandemiebedingungen, die ein experimentelles Arbeiten in der Schule erschwerten, wurde so die heimische Küche zum Chemielabor. Im ersten Schritt „scheiterte“ Lars daran, dass seine Kristalle leider keine Selbstähnlichkeit aufwiesen, dafür sehr schöne Formen und Farben.

Doch damit war sein Erfindungsreichtum noch lange nicht am Ende. Er verlagerte lediglich die Erzeugung der Fraktale aus der Küche an den PC, und so entstanden wunderschöne selbstähnliche Strukturen, die es zu analysieren galt. Da das „per Hand“ sehr aufwändig und langwierig gewesen wäre, automatisierte Lars auch die Auswertung dank seiner Programmierkenntnisse.

So wurde aus einer anschaulichen, praxisorientierten Idee für eine Facharbeit ein beeindruckendes Gesamtwerk, in dem die notwendigen mathematischen Grundlagen und die zugehörige Chemie fundiert dargestellt wurden, von den Informatikkenntnissen ganz zu schweigen. „Ich hätte nie gedacht, dass die Arbeit einen solchen Umfang annehmen würde“, sagt Lars rückblickend über diese hervorragende Lernleistung.

Aufgrund der Qualität seiner Facharbeit qualifizierte Lars sich damit auch für die Einreichung bei der Dr. Hans-Riegel-Stiftung, die alljährlich herausragende Schüler­arbeiten in den MINT-Fächern prämiert. Dafür drücken wir ihm die Daumen!

Dr. A. Wille