Der Blick durchs Mikroskop will gelernt sein – für die Teilnehmer des Physiksommers kein Problem (Bild: TU Ilmenau)

Der Ilmenauer Physiksommer, der von der TU Ilmenau am Institut für Physik organisiert wird, kann auf eine langjährige Erfolgsgeschichte zurückblicken. Bereits seit elf Jahren wird hier jährlich durch Schüler und natürlich auch Schülerinnen der gymnasialen Oberstufe zu vielfältigen Themen der Physik geforscht, vorgetragen, zugehört und natürlich auch selbst ausprobiert.

Der Physiksommer hält jedes Jahr einiges bereit: In den Vorlesungen halten sowohl Physik-Professoren der TU Ilmenau als auch Firmenvertreter und Referenten anderer Institutionen Vorträge, die reich an Experimenten sind und sich thematisch am Motto jeden Jahres orientieren.

In den Praktikumsversuchen führen Schüler unter Anleitung Versuche durch. In den Laboren der TU werden moderne experimentelle Techniken und Methoden vorgestellt und auf verschiedene Fragestellungen angewendet. Im Mittelpunkt steht aber die Projektarbeit, in der sich die Schüler mit Hilfe von studentischen Tutoren und Literatur aus der Universitätsbibliothek ein Thema selbständig aneignen und dieses dann in einem Vortrag präsentieren. Die besten Vorträge werden ausgezeichnet.

Die Themen der letzten Jahre und deren Ausgestaltung in Vorträgen, Projektarbeiten und Versuchen illustrieren die Vielseitigkeit der Themen, denen sich der Physiksommer bisher widmete.

2001: ‚Mobil telefonieren – wie geht das?‘

2002: ‚Zukunft der Energie – Energie der Zukunft‘

2003: ‚Welle oder Teilchen oder was – Vom Laser zum Quantencomputer’

Unter anderem gab es Vorträge zu folgenden Themen zu hören: ‚Nichtlineare Optik‘, ‘Tunneleffekt und Tunnelmikroskop‘, ‘Laser – Kühlung und Atomfallen‘

2004: ‚Selbstorganisation, Fraktale, Chaos: Alles in Ordnung?‘

2005: ‚Einstein ins Rollen bringen‘

Zur genauen Beleuchtung des Themas wurden unter anderem folgende Vorträge angeboten: ‚Einstein und die Atome des Lichtes – von der Glühlampe zum Laserstrahl‘ und ‚Was auch Einstein sicher gern gesehen hätte – Visualisierung relativistischer Effekte‘. In den Praktikumsversuchen widmeten sich die Schüler beispielsweise dem Michelson-Interferometer, den  Röntgenspektren und der Lichtgeschwindigkeit. Zwei der bearbeiteten Projektthemen waren ‚Ausbreitung von Licht: Warum der dänische Römer schneller war‘ und ‚Laserlicht: Von spontaner zu stimulierter Emission‘

2006: ‚Von der Glühlampe zum Quantencomputer – Physik in Erfindungen‘

Prof. Gobsch referierte zum Thema ‚Die Plastiksolarzelle: Eine Innovation der Photovoltaik‘. Die Themen der Projekte waren sehr vielfältig; vertreten waren folgende: ‚Elektronen erzeugen Licht: Vom Kohlefaden zu Bildschirmen‘, ‘Das Paarungsverhalten von Elektronen und Löchern: Leuchtdioden und Solarzellen‘, ‚Mit dem Elektron durch die Wand: Tunnelmikroskope‘, ‚Lichterzeugung mit dem Helium-Neon-Laser‘, ‚Halbleiterlaser mit Frequenzverdopplung‘, ‚Nachrichtenübertragung mit dem Laser‘ und ‚Rastertunnelmikroskopie‘

2007: ‚Physik im Reich der Töne – Von der Stimmgabel bis MP3‘

2008: ‚Energie und Klima‘

2009: ‚Galileis Erben: Vom Teleskop bis zu den schwarzen Löchern‘

In den Vorlesungen ging es um Themen wie ‚Fast lichtschnell durch die Stadt‘, ‚Ein Universum voller Licht: Elektromagnetische Strahlung im Weltraum‘ und ‚Die Entstehung eines Teleskopspiegels‘. Brennweitenbestimmung, Lichtgeschwindigkeit, Solarzelle und Brechung wurden in den Praktikumsversuchen untersucht. Die Projektthemen reichten wieder über verschiedenste Bereiche, unter anderem waren folgende Themen vertreten: ‚Von Galileis Fernrohr zu modernen Teleskopen‘, ‚Mit dem Radioteleskop in den Himmel schauen‘ und ‚Teleskope mit adaptiver Optik‘. Ein Besuch bei der Sternwarte Sonneberg rundete diese Projektwoche ab.

2010: ‚Mobilität: Verkehr und Transport in der Zukunft‘

2011: ‚Alles schwingt: Physik der Schwingungen und Wellen‘

In diesem Jahr bestimmten Schwingungen und Wellen den Physiksommer. Schwingungen sind aus dem Alltag bekannt; man denke etwa an das Kind auf der Schaukel, die Unruhe in der Uhr oder an Musikinstrumente. Neben den Grundlagen der Schwingungen und Wellen kommen auch Anwendungen in der Technik nicht zu kurz. Es wird etwa die Lichterzeugung im Laser behandelt. Projektthemen beschäftigen sich dabei beispielsweise mit der Interferometrie oder dem Halbleiterlaser.

Jedes Jahr werden anhand eines Aufsatzes zum jeweils aktuellen Thema des Physiksommers 60 Schüler zur Teilnahme ausgewählt.

Preis für physikalische Arbeit zur Strahlenverlaufsberechnung (Quelle: Jugend forscht e.V.)

Für die Untersuchung von Eigenschaften optischer Systeme durch Strahlenverlaufsberechnung wurde in diesem Jahr Leo Johannes Martin Stenzel vom Max-Born-Gymnasium, Germering mit einem Preis von der Deutschen Physikalischen Gesellschaft e.V.  ausgezeichnet.

Mikroskope, Kameraobjektive, Fernrohre. Dies alles sind optische Systeme, bestehend aus einer mehr oder minder komplexen Anordnung von Linsen und Spiegeln. Aber kein optisches System – sei es auch noch so präzise gefertigt – schafft ein wirklich perfektes Bild. Denn stets gibt es prinzipielle Abbildungsfehler, die das Bild ein wenig verfälschen und verzerren. Leo Stenzel hat eine Software programmiert, die solche Abbildungsfehler zuverlässig abschätzen kann. Auf dem Bildschirm lassen sich verschiedene Linsen erzeugen und kombinieren. Per Mausklick errechnet der PC dann den genauen Weg der Lichtstrahlen und damit die Abbildungsfehler, die bei einer bestimmten Linsenkombination zu erwarten sind.

Projektpartner:
Leo Johannes Martin Stenzel, Schüler am Max-Born-Gymnasium, Germering

Weitere Informationen:
https://www.jugend-forscht.de/index.php/projectsearch/detail/6038.4471
http://www.2011.jugend-forscht-bayern.de/index.php?id=395
http://www.mbg-germering.de/Wettbewerbe/JugendForschtLandeswettbewerb.pdf

Ansprechpartner
Dr. Daniel Giese
Stiftung Jugend forscht e.V.
Tel.: +49 (0) 40 374709-40
E-Mail: Daniel.giese@jugend-forscht.de

Mit dem ExpeDingsda hat man meistens den richtigen Durchblick (Bild: ExpeDingsda)

Ein Museum mit über 50 Stationen, an denen man Dinge anfassen und selbst ausprobieren kann? Wohl das komplette Gegenteil von staubigen und häufig langweiligen Museen ist das ExpeDingsda in Eisenach.

Seit dem Schuljahr 2004/05 besteht das Mitmachmuseum ExpeDingsda allein durch die fleißige Initiative von Schülern. Erzieherin Anne Matthes und Physiklehrer Dr. Peter Schütz trieben die Idee voran, in einer Arbeitsgemeinschaft immer neue Ideen in der Ausstellung zu verwirklichen. Initialzündung war eine Projektwoche am Martin-Luther-Gymnasium Eisenach. Seither investieren Schüler viel Ausdauer, Fleiß und Enthusiasmus in die Weiterentwicklung des Museums, welches an in ihrer Anzahl ständig wachsenden Stationen naturwissenschaftlich-technische Phänomene anschaulich macht. Inzwischen ist die Zahl der Stationen auf über 50 angewachsen – und natürlich sind Optische Technologien mit dabei.

Kommt und seht es euch selbst an!

Weitere Informationen gibt es auf: http://www.expedingsda.de/web/index.html

Die stolzen Preisträger mit ihren Betreuern (Bild: Marlene Tilche/ FH Jena)

Die Würdigung herausragender Abschlussarbeiten an der Fachhochschule Jena mit dem FERCHAU-Förderpreis kann bereits als Tradition bezeichnet werden. Auch in diesem Jahr erhielten zwei Studienabsolventen des Fachbereichs SciTec für Ihre Leistungen in der Bachelor- bzw. Masterarbeit als krönenden Abschluss ihres Studiums eine Auszeichnung.

Benjamin Willeke kann sich über eine Ehrung freuen. Er absolvierte den Studiengang Laser- und Optotechnologien und trug in seiner Bachelorarbeit zur Entwicklung einer optimierten Lichtverteilung durch ein LED-basiertes Landescheinwerfersystem einer Boeing 787 bei, wodurch die Sicherheit im Landeanflug erhöht wird.

Als zweiter Preisträger wurde Martin Weinigel ausgezeichnet, der sich in seiner Masterarbeit mit dem Einsatz von Lasern im medizinischen Sektor, etwa in der Tomografie, beschäftigte. Er wurde von seinem Betreuer, Professor Harald Bergner, als „ein Erfinder an sich“ bezeichnet.

Den abschließenden Festvortrag schloss Professor Kaiser, stellvertretender Institutsleiter am Fraunhofer Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF Jena, mit den Worten „Licht ist Zukunft“.

Zu Gast im Bundeskanzleramt 2007: Bundeskanzlerin Angela Merkel informiert sich bei Maria Hoy-er über ihr selbst konstruiertes Fluoreszenzmikroskop. Bildquelle: VDI Technologiezentrum

Die Schülerin und „Jugend forscht“ Bundessiegerin Maria Hoyer entwickelte einen Bausatz, mit dem ein einfaches Durchlichtmikroskop zu einem Fluoreszenzmikroskop umgerüstet werden kann. So entsteht ein Gerät, das mit bis zu 1.000-facher Vergrößerung und einem Auflösungsvermögen im µ-meter Bereich auch Zellbestandteile und Bakterien sichtbar macht. Als Lichtquelle fungiert anstatt einer herkömmlichen Quecksilberdampflampe ein blaues LED (450nm).

Da Maria Hoyer eine Dunkelfeldbeleuchtung benötigte, entwickelte sie nach verschiedenen Versuchen mit Blende oder Axicon einen Lichtleiter aus Plexiglas, der das Licht der LED auf die Probe fokussiert. Nach unterschiedlichen Versuchen mit Auflichtfluoreszenz wurden Versuche mit Durchlicht gestartet. Der Vorteil: Durch spezifisches Anfärben können die fluoreszierenden Teile der Probe identifiziert werden, was beispielsweise die genaue Unterscheidung von gesunden und kranken Genen, Zellen oder Strukturen (RNA, DNA) ermöglicht.

Ansprechpartner

Dr. Eckhard Heybrock
VDI Technologiezentrum GmbH
Tel.: +49 (0)211 62 14 -581
E-Mail: heybrock (at) vdi.de

Facharbeit blz - Bildquelle "Dörfel Fotodesign Nürnberg"

Bereits mehrfach haben Schüler z. B. des Ohm-Gymnasiums in der jüngsten Vergangenheit ihre Facharbeit im Leistungskurs Physik am blz erstellt. Eine Facharbeit beschäftigte sich beispielsweise mit der Strahl-Stoff-Wechselwirkung beim Laserbeschriften von Edelstahl mittels Anlassfarben. Eine weitere Facharbeit hatte das Thema des Laserstrahl-Kunststoffschweißens zum Inhalt.

Eine intensive fachliche Betreuung der Schüler ist durch die enge Zusammenarbeit zwischen dem wissenschaftlichen Mitarbeiter am BLZ und dem Kollegstufenlehrer seitens der Schule gewährleistet. Die Schüler erhalten dabei die Chance, bereits zu ihrer Schulzeit einen vertieften Einblick in die Photonik und ein Berufsleben als Ingenieur in Forschung und Entwicklung.

Ansprechpartner

Name:     Dr. Hans-Joachim Krauß
Forschungseinrichtung:    Bayerisches Laserzentrum GmbH
Telefon: +49 (0) 9131 / 977 90-0
Fax:     +49 (0) 9131 / 977 90-11

Mit aktuellen Themen dieses aufstrebenden Feldes der Optischen Technologien wendet sich das Laser-Forschungslabor an Schülerinnen und Schüler, um auch sie für die Möglichkeiten der Nutzung von Licht in der Medizin zu begeistern. Sei es nun zum Messen, Analysieren oder Operieren.

Nach Absprache zwischen Lehrkraft und dem Laser-Forschungslabor kann der Schüler sich aktiv in die Thematik der Biophotonik einarbeiten und in dem jeweiligen Themenfeld seine Facharbeit erstellen.

Das Laserforschungslabor betreut die Schüler dabei in Kooperation mit der Lehrkraft und stellt bei Bedarf Literatur und experimentelle Aufbauten zur Verfügung.

Kontakt:

Dr. Ronald Sroka
Laser Forschungslabor, Klinikum der Universität;
Marchioninistr. 23, 81377 München
+49 (89) 709 54 879
e-Mail: ronald.sroka@med.uni-muenchen.de