EXPEDITION LICHT

In den Klassenstufen 5 und 6 werden die Grundlagen der

Versuchsaufbau

Strahlenoptik (Modell Lichtstrahl, Brechung, Reflexion und Bildentstehung) sowie der additiven Farbmischung (Mischung von Lichtfarben) im Physikunterricht bzw. der subtraktiven Farbmischung (Mischung von Körperfarben) im Unterricht behandelt. Diese Farben stellen eine gute Möglichkeit dar, die Komplexe Strahlenoptik inklusive der Farbmischung an einem anschaulichen Experiment zu wiederholen sowie ein technisches Verständnis für die Funktionsweise eines Projektors (Beamer) zu erlangen. Weiterhin bietet sich die Thematik für fächerübergreifenden Unterricht an. Beim Erkunden und Ausprobieren des Experiments sowie beim Basteln von Farbscheiben bietet sich für die Schüler die Möglichkeit selbst aktiv im Praktikum zu werden. Ein Rundgang schließt sich dem Praktikum an.

Thema: Strahlenoptik

Vorwissen:

Den Schülern sollte das Modell Lichtstrahl mit Brechung, Reflexion und Bildentstehung bekannt sein. Eine kurze Einführung in dieses Thema vorweg ist ausreichend.

Schlagwörter:

Bildentstehung, Brechung, Reflexion, Absorption, Licht, Spektralfarben, Beamer, Lichtfarben

Projektpartner:

Mecklenburgische Gymnasien von der 5. – 6. Klasse (wenig Vorkenntnisse)

Weitere Informationen:

1 Tag; Einmal im Jahr (Anmeldung erforderlich)

www.uni-Rostock.de/physik

Bilderquellen:

Uni Rostock

Schüler Ihr interessiert Euch für Physik – dann macht doch mal ein Praktikum bei uns!

Versuchsaufbau

Ab der 10. Klasse können wir Euch Aufgaben im Forschungsbereich, aber auch in unseren Werkstätten vermitteln, wo Ihr unser Institut kennen lernen könnt.

Praktikum: Kinetische Farben:

Farben begegnen uns im Alltag überall. Sie beeinflussen unser Verhalten im Straßenverkehr, welche Lebensmittel wir im Supermarkt kaufen, wie wir uns fühlen und was wir wahrnehmen. Farben stellen als Bestandteil unseres Sehsinns somit auch ein wichtiges Thema im Physikunterricht dar. An verschiedenen Experimenten und Bastelaufgaben soll der Schüler mit der Wirkung von Farben und ihrer Entstehung vertraut gemacht werden.

Schlagwörter:

Licht, Spektralfarben, Kinetische Farben, Schatten, Farbfilter, Beamer

Projektpartner:

Mecklenburgische Gymnasien von der 6. – 7. Klasse

Weitere Informationen:

Vom 27.09.-02.10.2011 (jährlich, Anmeldung erforderlich)

www.uni-Rostock.de/physik

Bilderquellen:

Uni Rostock

Die Schüler und Schülerinnen bekommen

Im 3 Seiten-Cave

in der Theorie und im anschließenden Praktikum für Multimediale Systeme einen ersten 3D-Eindruck in unserer virtuellen Umgebung. Hier lernen sie den professionellen Umgang und Einsatz. Das Hauptziel dabei ist das Verständnis von der Wahrnehmung von 3D-Inhalten und die Erzeugung und Interaktion mit diesen in einer virtuellen Realität. Im MMLab gibt es einen Raum mit einer dreiseitigen Großprojektion, in der man 3D-Brillen benutzt, einer sog. 3-Seiten-Cave. Daher werden Themen bearbeitet und untersucht, die es für Zuhause oder das Klassenzimmer heute noch nicht zu kaufen gibt und die, etwa in der Anschaffung, sehr teuer sind. Es wird die dafür nutzbare Hardware, d.h. Geräte mit optischen, akustischen, elektronischen und mechanischen Bauteilen erklärt und in praktischen Beispielen vorgeführt (sog. graphische Benutzeroberfläche). Alle Powerwalls erlauben eine stereoskopische Visualsierung und sind mit einem optischen Infrarot-Trackingsystem ausgestattet. Arbeitsblätter werden in kleinen Gruppen erarbeitet und ausgewertet.

Schlagwörter:

Optik, Infrarotsystemen, stereoskopisch, 3D-Brillen

Projektpartner:

Hamburger Schulen ab der 9. und 10. Klassen

Weitere Informationen:

Mehrmals im Jahr (Nach Anfrage); Anmeldung erforderlich

www.haw-hamburg.de/schulcampus

Bilderquellen:

HAW Hamburg

Steven Küster während seines Praktikums am LZH, Quelle: LZH

Innerhalb seines Schüler- praktikums hat Steven Küster aus der 9. Klasse der IGS Garbsen an einem Projekt mitgewirkt, mit dessen Hilfe Unkraut künftig auf völlig neue Weise der Kampf angesagt werden kann.

Bei diesem Vorgang fährt eine vollautomatische Anlage über ein Feld, eine Kamera erkennt das aufsprießende Unkraut und ein Laserstrahl vernichtet es anschließend. Dieses Zukunftsszenario ist Gegenstand eines aktuellen Forschungsprojektes vom Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) und dem Institut für Biologische Produktionssysteme (IPBS) der Leibniz Universität Hannover. Weiterlesen »

Linsenfertigung bei DD-Optik GmbH Quelle:DD-Optik GmbH

Was macht ein Feinoptiker?
Welche handwerklichen Fähigkeiten braucht man dafür?
Bin ich dafür geeignet?

Diese und noch viele weitere Fragen werden Schülerinnen und Schülern in ihrem einwöchigen Berufsorientierungspraktikum bei der Firma DD-Optik GmbH erläutert und erklärt.

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Titel: Prüfung von Kontaktlinsen Quelle: OPTOCRAFT GmbH

Einarbeitung in Funktionsweise und Nutzung eines optischen Messgerätes (Hardware und Software) zur Messung von Kontaktlinsen und Intra-Okular-Linsen.

Die OPTOCRAFT GmbH bietet Schülerinnen und Schülern die Möglichkeit im Rahmen ihrer Schul- oder Studienausbildung ein Betriebspraktikum zu absolvieren. Dazu steht eine begrenzte Anzahl von Plätzen pro Jahr zur Verfügung. In einwöchigen Schnupperpraktika oder auch in mehrwöchigen Projekten können die SchülerInnen und StudentInnen den Forschern einmal über die Schulter schauen und Ihnen hilfreich bei Messungen und Experimenten zur Hand gehen.

Eigeninitiative ist gefragt – Auf Anfrage des Schülers kann ein Praktikum im Rahmen der Möglichkeiten und je nach Interessenslage auf auch auf seine Wünsche hin „maßgeschneidert“ werden.

CAD- Zeichnung: Ampelmodell Quelle: Plöckl GmbH & Co. Industrieoptik KG

Aufbau einer Ampel als Tischmodell:

Die Praktikanten lernen in einem einwöchigen Schnupperpraktikum die LED-Technologie kennen und wissen danach wie diese elektrisch angesteuert werden und können den jeweils notwendigen Vorwiderstand bestimmen. Ausgehend von Konstruktionszeichnungen werden die Schülerinnen und Schüler zudem mit einfachen mechanischen Bearbeitungsverfahren vertraut gemacht und stellen die Einzelteile des Ampel-Modells selbst her. Die Plöckl GmbH & Co. Industrieoptik KG bietet Schülerinnen und Schülern, die im Rahmen ihrer Schulausbildung ein Betriebspraktikum absolvieren möchten, eine begrenzte Zahl von Praktikumsplätzen an.

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Wie aus Zahlen Töne werden oder warum wir eigentlich Musik von der CD hören können.

Dieses Praktikum für Schülerinnen und Schüler für die Klassen 9 und 10 wurde konzipiert für das Wahlpflichtfach naturwissenschaftliche Technik mit Schwerpunkt der Physik oder für AG´s im naturwissenschaftlichen Bereich.

Schülerinnen beim Auswerten Messreihen

Ganz selbstverständlich nehmen junge Leute alle die Möglichkeiten von DVD- und MP3-Playern, digitalem Fernsehen, Mobiltelefon, WLAN oder GPS in Anspruch – ohne die digitale Signalverarbeitung wäre das überhaupt nicht möglich!
Es lohnt sich also, dieses Fachgebiet einmal genauer unter die Lupe zu nehmen.

In diesem Schülerlabor im Labor für Signalverarbeitung steht die Praxis im Vordergrund. Schülerinnen und Schüler der 9. und 10. Jahrgangsstufen wird das Thema “Aus Zahlen werden Töne” unter folgenden Fragestellungen bearbeitet:

Wie werden Töne in Zahlen umgewandelt? Können auch aus selbst erdachten Zahlen Töne werden? Und wie klingen die dann? Und wie viele Zahlen benötigen wir mindestens? Wie sehen die Zahlen für Sprache und Musik aus?

Messaufbau im Labor „Signallverabeitung“

Wie können wir diese Zahlen auf dem Computer darstellen und verarbeiten?

Im ersten Teil des Moduls “Signalverarbeitung” lernen die Schüler und Schülerinnen die physikalischen Prinzipien von elektromagnetischen, mechanischen und akustischen Feldern sowie deren Interaktionen (Magnetik-Mechanik, Elektrostatik-Mechanik, Piezoelektrizität). Insbesondere werden innovative Konzepte der Nachrichtenübertragung vermittelt wie Lichtwellenleiter, Infrarot – Übertragung und im zweiten Teil werden die Grundlagen von modernen Simulationswerkzeugen besprochen. Durch die Kombination von Theorie und praktischer Simulation ist die Schülerin bzw. der Schüler in der Lage, moderne Sensoren, Regelungs- und Mess-Systeme, Aktoren und Sensor-Aktor-Systeme im Bereich der Technik und Medizin zu erkennen.

Die Veranstaltung besteht aus einem Theorie-Teil (Vorlesung mit Script) und einem praktischen Teil, in dem das Gehörte ausprobiert werden kann. Dieses bildet im Kleinen das Prinzip der HAW Hamburg ab, Gelerntes durch praktische Übung besser zu verstehen und zu festigen.

Schlagwörter:

DVD- und MP3-Player, Mobiltelefon, GPS, Sensoren, Aktoren, Mess-Systeme, Lichtwellenleiter, Infrarot-Übertragung

Projektpartner:

Schulen in und um Hamburg

Weitere Informationen:

Oktober 2010 (2-3 Tage); Jährlich wiederkehrend

www.haw-hamburg.de; www.schulcampus-haw-hamburg.de

Bilderquellen:

HAW Hamburg Andrea Kupke

Per Computer wird der CO2-Laser über das dicke Stahlblech gesteuert. Zischend brennt sich der Laserstrahl ins Metall, Funken sprühen, Schwefelschwaden entweichen.

Schüler bei der Probenvorbereitung

Zehn Oberstufenschüler in Begleitung ihres Physiklehrers Burkhard Bukowski, der Sophie-Barat-Schule belagern das Lasersystem. Welches der Blechstücke gehört jetzt zum ersten und welches zum zweiten Versuch? Das Praktikum wird immer mit mehreren kleinen Gruppen durchgeführt. In Vorträgen werden die Schüler und Schülerinnen über die Grundlagen der Laserphysik von Mitarbeitern der Firma Rofin Sinar unterrichtet. Dann führt es weiter über den Bau von Strahlquellen für unterschiedliche Anwendungszwecke. Danach werden den Schülern und Schülerinnen der Unterschied zwischen einer linear und zirkular polarisierten Strahlung erklärt. Hier gibt es gravierende Unterschiede. Aber warum ist das so? Mit ein paar Powerpointfolien und Erläuterungen zur Polarisation, Einfallswinkel und Bewegungsrichtung der Schmelzflüssigkeit hilft der Applikationsleiter den Schülern auf die Sprünge. Es müssen in vorbereiteten Messwerttabellen die Werte eingetragen und Schneidkurven eingezeichnet werden.

In der Produktionshalle

Eine abschließende Besichtigung der Produktionsstätten für Co₂ – und Festkörperlaser rundet das Bild ab. Auf einer Ausstellungsfläche überzeugen sich die Schüler von der Bandbreite der Anwendungen, vom Rofin Metallschriftzug bis zu scharf gezackten Sägeblättern.

Schlagwörter:

Lasersysteme, Co₂- und Festkörperlaser, Reflexion, Absorption, Wellenlängen, Laserparameter

Projektpartner:

Sophie Barat Schule, Hamburg

Weitere Informationen:

Laufend; Kooperation zwischen Rofin-Sinar-Laser und der Sophie-Barat-Schule (1 Tag)

www.sophie-barat-schule.de; www.rofin.de

Bildquellen:

NaT

Die Vision, elektronische Bauelemente in einem drucktechnischen Prozess herstellen zu können, gewinnt in der modernen Technik immer mehr an Bedeutung. Im Seminar für die Schüler der 11. und 12. Jahrgangsstufewerden mit Hilfe eines Home-PC-Tintenstrahldruckers elektronische Schichten verdruckt, die in organischen Leuchtdioden (OLEDs) als transparente Elektroden Einsatz finden.

Die transparente Indium-Zinn-Oxid Anode dient zur Injektion von positiven Ladungsträgern in die lichtemittierende Schicht einer Leuchtdiode. Im Experiment werden ITO-Nanopartikel in Alkohol „gelöst“ (korrekte Fachsprache: dispergiert) und in die Patrone eines PC-Tintenstrahldruckers eingebracht. Gedruckte Schichten werden auf Ihre Leitfähigkeit und Oberflächenebenheit untersucht.

Auf guten Schichten wird der Bau einer organischen Leuchtdiode versucht.

Hinweis: Die Experimente können z. T. im schulischen Umfeld durchgeführt werden.

Ansprechpartner:
Herr Prof. Dr. –Ing. Peter Wellmann

Universität Erlangen – Nürnberg, Technische Fakultät, Lehrstuhl für Werkstoffwissenschaften (Werkstoffe der Elektronik und Energietechnik)
Martensstr. 7, 91058 Erlangen
Tel: +49 (0931) 85-27635

peter.wellmann [at] ww.uni-erlangen.de