Laser-/Optiklabor am FKG (Quelle: Friedrich-Koenig Gymnasium Würzburg)

Vor einigen Jahren wurde das Naturwissenschaftliche Labor für Schüler am FKG um ein Optik- und Laserlabor erweitert. Lehrer, Schülerinnen und Schüler der Physik-Laborgruppe haben dieses mit Unterstützung von Wissenschaftlern des Instituts für Physik und Astronomie der Universität Würzburg aufgebaut.

Die Ausstattung umfasst nun neben einem kleinen Michelson-Interferometer verschiedene Laser und Lasersysteme, wie Helium-Neon-, Argon-Ionen- und Stickstofflaser und zwei Farbstofflaser. Die Ausstattung wird neben einem Fluorimeter und mehreren Spektralphotometern von einem Fluoreszenzmikroskop und einem Rasterelektronenmikroskop abgerundet.

Im Vordergrund stehen Experimente rund um Licht und Laser. So bestimmen Schüler die Lichtgeschwindigkeit in Luft und Wasser, Messen am Interferometer die Längenänderungen von Metallstäben im Magnetfeld, Bestimmen die Brechungszahlen von Gasen, bestimmen die Wellenlängen verschiedener Laserfarbstoffe und Experimentieren mit Nachrichtenübertragung durch Licht und stellen Hologramme her.

Daneben können Ultrafeinstrukturen von verschiedenen Werkstoffen (z.B. Kunststoffen) und biologische Strukturen mit dem REM untersucht oder auf dem Gebiet der Photochemie experimentiert werden.

Projektpartner
Universität Würzburg, Fakultät für Physik und Astronomie, Am Hubland, 97074 Würzburg
Süddeutsches Kunststoffzentrum SKZ, Frankfurter Str. 15–17, 97082 Würzburg
Heraeus Stiftung

Weitere Informationen
http://labor.fkg-wuerzburg.de/?p=Laseroptiklabor

Ansprechpartner
StR Christian Lorey,
OstR Dr. Matthias Krapf
Naturwissenschaftliches Labor für Schüler am FKG e.V.
Friedrich-Koenig-Gymnasium
Tel.: +49 (931) 45361-0
E-Mail: labor@fkg-wuerzburg.de

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.

Ein einfacher Versuchsaufbau zu den Grundprinzipien der Optik - eine leere Röhre und eine mit Zerstreuungslinse simulieren die "Wand" und das "Spionagewerkzeug" (Bild: Goldberg-Gymnaasium)

Mit einer Spende verschiedenster Optik-Komponenten durch die HEBO Spezialglas GmbH konnte bei den P-Tagen am Goldberg-Gymnasium in Sindelfingen eine zusätzliche Versuchsstation zur Optik angeboten werden: Der „Spion“.

Eingepackt in eine Geschichte konnten an der Station die Schülerinnen und Schüler durch zwei Pappröhren sehen, eine ohne optische Komponenten und eine mit einer starken Zerstreuungslinse. Die Röhre ohne Optik simulierte eine 20 cm dicke Wand, die aus Sicherheitsgründen nur ein einfaches Loch mit etwa 4 cm Durchmesser hat, durch das man die Außenwelt beobachten kann. Die „Nachwuchsspione“ konnten nun zum Vergleich durch beide Röhren schauen und zeichneten anschließend auf, was mit und ohne Linse gesehen werden konnte. Auf diese Weise konnten sie die Strahlenoptik praktisch nachvollziehen.

Marcus Heuschmid und Frank Bock, die Geschäftsführer von HEBO Spezialglas, übergeben Optik-Komponenten für Schulexperimente an Photonics BW (Bild: Photonics BW)

Die P-Tage sollen intensives, handlungsorientiertes Lernen fördern und finden am Vormittag über mehrere größere Zeitblöcke hinweg statt. Der Stundenplan und das 45-Minuten-Raster werden aufgehoben, damit der Tag sachgemäß geplant werden und die Lerngruppen sich einen ganzen Vormittag lang einem Thema gründlich widmen können. Goldberg-Gymnasium Sindelfingen, HEBO Spezialglas GmbH

Kontakt:

Richard Bühler
Goldberg-Gymnasium Sindelfingen
kurbuehler@t-online.de

Mit diesem Projekt soll der Forschergeist in den Nachwuchskräften von morgen entfacht werden und physikalische Phänomene durch Optik für diese begreifbar gemacht werden.

Zeit:
in Absprache zwischen Physiklehrer und Physikalischem Institut frei wählbar

Umfang:
ca. 12 Std.

Teilnehmerzahl:
Kleingruppe von 3-4 Schülern
Projektpartner
Schüler ab 8. Jahrgangsstufe
Bezirksjugendring Oberfranken  www.bezirksjugendring-oberfranken.de/

Ansprechpartner
Herr Dr. Wolgang Richter
Universität Bayreuth
Tel.: +49 (921) 55-4004
E-Mail: wolfgang.richter@uni-bayreuth.de

Entdecke die Welt der Physik!; Bildquelle: PT-DESY

Entdecke die Welt des Lichts oder die unendlichen Weiten des Weltalls. Erforsche wie man Strom aus der Wüste gewinnt, oder wie Laserstrahlung Teilchen beschleunigt. Dies und Vieles mehr kannst du auf dem YouTube Kanal von Welt der Physik herausfinden.

Die Welt der Physik steckt im Weltall und im Atom, in den Stoffen und im Licht, im Leben und in der Technik. Entsprechend vielseitig sind die Welten, für die die Physik Erklärungen liefert. Herzlich willkommen beim Erkunden dieser Welten!

Projektpartner
Schulen aus der Region

Weitere Informationen
http://www.youtube.com/WeltDerPhysik

Ansprechpartner
Dr Kube Jens
PT-DESY, Notkestraße 85,
22607 Hamburg
Tel.: +49 (40) 8998 2434
E-Mail: jens.kube@desy.de

Die Schülerinnen und Schüler der 12. Klasse des Technischen Gymnasiums erforschen die Inhalte des TRUMPF Laser-Koffers.(Bild: Photonics BW)

Eva Rosenthal von Photonics BW (links) und die 12. Klasse des Technischen Gymnasiums bei der Übergabe des TRUMPF Laser-Koffers.(Bild: Photonics BW)

Ein Koffer mit zahlreichen Musterteilen und Informationsbroschüren zum Thema Lasermaterialbearbeitung bietet nun den Schülerinnen und Schülern an der Jörg-Zürn-Gewerbeschule in Überlingen einen Zugang zu dieser modernen und äußerst vielseitigen Fertigungstechnologie. Der Koffer ist eine Spende der TRUMPF Gruppe in Ditzingen, den Photonics BW im Rahmen der Initiative „Die Innovationsliga“ am 2. Mai 2011 an die Jörg-Zürn-Gewerbeschule übergab.
Die Blechteile in dem Lernkoffer zeigen verschiedene Fertigungsverfahren und Anwendungen der Blechbearbeitung mit und ohne Laser anhand von Musterteilen. Zu jedem Musterteil werden Informationen zu Material, möglichen Anwendungen, Besonderheiten und Fertigungsablauf. Eine ergänzende CD zeigt Bilder, Videos und technische Dokumente zu den Daten verschiedener Werkzeugmaschinen und die Anwendungsmöglichkeiten des Werkzeugs Laser.
Manfred Baumann, stellvertretender Schulleiter und Techniklehrer nahm den Koffer entgegen: „Als Schule freuen wir uns sehr über diese Spende. Die Musterteile veranschaulichen unterschiedliche Bearbeitungsmethoden für Bleche und die multimedialen Informationen über die Lasermaterialbearbeitung werden wir mit Interesse nutzen.“
Die Schüler der 12. Klasse des Technischen Gymnasiums untersuchten die Inhalte des Koffers interessiert und nutzten die Gelegenheit, Frau Rosenthal von Photonics BW zur Lasertechnik und den Berufsmöglichkeiten in den Optischen Technologien zu fragen.

Kontakt:

Eva M. Rosenthal
Photonics BW e.V.
Kompetenznetz Optische Technologien in Baden-Württemberg
Carl-Zeiss-Straße 1
73447 Oberkochen
Tel.: 07364 / 207874
innovationsliga@photonicsbw.de

Dr. Christoph Runde vom Virtual Dimension Center (VDC) mit Dr. Andreas Wierse und Martin Zimmermann von der Visenso GmbH bei der Eröffnung des C3-Labs vor der VDC – Powerwall (Bild: VDC Fellbach)

Schüler des Friedrich Schiller Gymnasiums in Fellbach beim Unterricht mit Cyberclassroom; (Bild: VDC Fellbach)

Das VDC Fellbach eröffnete am 11. März 2011 in seinen Räumen ein C³-Lab, ein dreidimensionales Lernlabor für Schüler und Schülerinnen. Das C³-Lab am VDC Fellbach besteht aus einer „Powerwall“, auf deren Projektionsfläche zwei Projektoren mit Hilfe von Weitwinkelobjektiven ein Stereobild projizieren, und ist damit auch für größere Gruppen geeignet. Die Inhalte werden durch eine speziell von Ingenieuren, Mathematikern und Naturwissenschaftlern entwickelte Software erzeugt und mit einem Interaktionsgerät auf Basis eines Wii-Controllers erfahren.

Neben der 3D-Technik an sich können die Schülerinnen und Schüler mithilfe des virtuellen Klassenzimmers ganz verschiedene Themen vor allem aus den sogenannten MINT (Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik)-Fächern dreidimensional erfahren und mit ihnen interagieren. Beispiel Chemie: Die Brownsche Molekularbewegung wird als regellose Teilchenbewegung in der virtuellen Realität im dreidimensionalen Raum verdeutlicht. Die Geschwindigkeiten der Teilchen bei verschiedenen Aggregatzuständen und die gegenseitigen Auswirkungen der Teilchenbewegungen aufeinander können visualisiert werden. Im Mathematikunterricht lassen sich mit dem Cyber-Classroom Punkte, Geraden und Ebenen im dreidimensionalen Raum setzen, verschieben und betrachten oder in der Biologiestunde der Aufbau des Außen-, Mittel- und Innenohrs anhand eines 3D-Modells erläutern.

Aufgrund der 3D-Technik im Cyber-Classroom können die Schülerinnen und Schüler direkt mit dem Lernstoff interagieren und sich intensiv mit ihm auseinandersetzen. Sie können selbst Module für das dreidimensionale Lernen entwickeln. Hierzu steht den bundesweit vorhandenen Labs ein Paket an Richtlinien zur Verfügung, das technische und praktische Hinweise für die Weiterentwicklung der Module gibt.

Das VDC Fellbach bietet Schulen die Möglichkeit, den normalen Unterrichtsverlauf mit der 3D-Methode zu unterstreichen. Die Räumlichkeiten des VDC Fellbach stehen den Lehrkräften jederzeit nach Absprache kostenfrei zur Verfügung. Diese bieten ausreichend Platz für Schulklassen und die Schüler erleben auf ei-ner 2,80m x 2,20m Powerwall den Unterricht in 3D. Alternativ kann der Unterricht mit CYBERCLASSROOM wie gewohnt in den Räumlichkeiten Ihrer Schule stattfinden. Die benötigte Technik wird den Schulen vor Ort zur Verfügung gestellt.

Gefördert wird das C³-Labor am VDC von der Dr. Karl Eisele und Elisabeth Eisele Stiftung Fellbach, die es sich zum Ziel gesetzt hat, junge Menschen für Naturwissenschaften zu begeistern. Die VISENSO GmbH, Visualisierungs- und Virtual Reality (VR)-Experte aus Stuttgart, hat den Cyber-Classroom auf Basis seiner industriellen Virtual Reality-Softwarelösung COVISE für den Bildungsbereich entwickelt.

Kontakt:

Dr.-Ing. Christoph Runde
VDC Fellbach
0711 / 58 53 09 – 11
Christoph.Runde@vdc-fellbach.de

Weitere Informationen:

Pressemeldung des VDC

Meldung in den Stuttgarter Nachrichten

In der ExperimentierKüche, dem gemeinsamen Schülerlabor der Deutsche Telekom Stiftung und des Deutschen Museums Bonn, experimentieren Schüler mit Farben.

Die ExperimentierKüche ist das gemeinsame Schülerlabor der Deutschen Telekom Stiftung und des Deutschen Museums Bonn. Hier wird graue Theorie zum farbigen Ereignis. Wieso erzeugt eine silberne CD farbige Lichtreflexe? Neben den physikalischen Grundlagen der Farbigkeit steht die chemische Trennung von Gemischen im Mittelpunkt. Die Ergebnisse einer Untersuchung von verschiedenen Farbstoffen, in deren Verlauf die Schüler auch erfahren, welche Speisefarben sich zum Eierfärben eignen, ermöglichen die Analyse einer unbekannten Farbprobe.

Farbenfroh – Die Welt der Farben

Der Workshop zeigt den Schülern

• den Unterschied zwischen farbigem Licht und farbigen Gegenständen,

• die Farbenpracht von Rotkohlsaft,

• wie Säuren, Laugen und Entfärbungsmittel auf verschiedene Farbstoffe wirken

• und ermöglicht so die Identifikation der Farbstoffe einer unbekannten Farbprobe.

Teilnehmer: Schüler ab der Klassenstufe 9

Kosten: 70 Euro plus Museumseintritt pro Teilnehmer. Für Hauptschulen kostenfrei.

Dauer: 1,5 Stunden

Kontakt:

Deutsches Museum Bonn, Frau Dr. Kirsten Bohnen, Tel. 0228/302 – 213,  Email: info @ deutsches-museum-bonn.de

Verspiegeln einer Glaskugel mit Silbernitrat im Chemielabor - nicht nur für Kinder

Das Projekt verbindet zwei Aspekte: auf einem Rundgang wird über die Selbstbeobachtung und Beobachtung der Künstler sowie über und Entdeckung des Individuums in der Renaissance anhand des Porträts reflektiert. Dabei kommt auch der Spiegel als wichtiges Hilfsmittel zur Sprache. Im Labor werden Glaskugeln geblasen und mit Silbernitrat verspiegelt.

Kontakt:

Weserrenaissance-Museum Schloß Brake Lemgo

www.wrm.lemgo.de

Dr. Britta Reimann; Tel. 05261 – 945014; Email: reimann.wrm @ t-online.de

Dr. Michael Geffert erklärt den Kindern im Deutschen Museum Bonn, wie ein Fernrohr funktioniert.

Vorbei an Sternen und Planeten erwartet die Kinder eine Entdeckungsreise durch das Weltall. Wir bringen ihnen die Welt der Sterne mit vielen Bildern nahe und lassen sie auch selbst zu Wort kommen. Nebenbei lösen sie spielerisch kleine Rätsel der Himmelskunde. Der Kindervortrag findet ausschließlich in den Museumsräumen statt, aber zu Hause können die Kinder dann hoffentlich das Gelernte beim Blick in den Nachthimmel anwenden.

Der Workshop ist in 2 Teile gegliedert: Im ersten Teil führt man die Besucher durch die Geschichte der Astronomie und den technischen Entwicklungsverlauf astronomischer Instrumente bzw. Beobachtungsstationen. Diese beginnt bei den Bildern zum altertümlichen STONEHENGE und den ALTEN GRIECHEN, verläuft über die Astronomiegeschichte des Mittelalters sowie der KOPERNIKANISCHEN WENDE und endet bei den aktuellsten Würfen der Wissenschaft, wie dem VLT in Chile oder dem HERSCHEL-WELTRAUMTELESKOP.

Im zweiten Teil sollen sich die Kinder in eine Sternwarte oder ein Planetarium mitten im Deutschen Museum Bonn versetzt fühlen, sich zurück lehnen und einen Ausflug ins Universum zu fernen Planeten, Sternen und Galaxien unternehmen, die Leinwand wird zum Teleskop!

Teilnehmer: Kinder von 6 bis 12 Jahren

Dauer: 1,5 Stunden

Kosten: 50 Euro plus Museumseintritt pro Teilnehmer

Kontakt:

Deutsches Museum Bonn, Frau Sophie Kratzsch-Lange, Tel. 0228/302 255, Email: info @ deutsches-museum-bonn.de