EXPEDITION LICHT

Das Schülerlabor „Lights for Living“

Fertige Schaltung

soll den Unterricht der Mittelstufe 7. – 9. Schuljahr in einen theoretischen und praktischen Bereich aufteilen. Von Licht sind wir dauernd umgeben. Die Sonne, die Lampen, das Handy, der Fernseher, alles Lichtquellen in unserem Leben. Mit einer wunderschönen Farbenvielfalt, ähnlich dem Regenbogen, kann man Licht und damit auch gleichzeitig etwas Stimmung erzeugen.

Mit verschiedenen Leuchtdioden, auch in der Abkürzung LED´s genannt, wollen wir experimentieren und uns eine eigene Beleuchtung bauen, die variabel verstellbar in den Farben leuchtet und auch mischten kann. Staunen bleibt nicht aus. Ganz einfach wird aus verschiedenen Elektronikteilen ein Farbwechsler zusammengelötet. Aber zuerst muss etwas Theorie vermittelt werden, genauso wie etwas Sicherheit.

Auf einer kleinen Experimentierplatine wird die Schaltung aufgelötet. Die Farbenmischung der einzelnen unterschiedlichen LED´s wird über einen Druckknopfschalter ermöglicht. Das kleine Netzgerät versorgt die Schaltung mit entsprechender Spannung.

Selbstverständlich können die in einem Kunststoffkästchen untergebrachten Elektronikbauteile mit nach Hause genommen werden. Die LED´s wurden von der Fa. Osram gesponsert.

Anschließend wurden das Elektronik- und Physiklabor besichtigt.

Schlagwörter:

Luminezens, Infrarotstrahlung, Halbleiter, Lichtausbeute, Spektralfarben, Anode, Kathode, Photonen, monochrom

Projektpartner

Stadtteilschule Poppenbüttel

Weitere Informationen

1-2 jährlich, Anmeldungen erforderlich, 5. Schulklassen, ca. 4 Stunden

www.haw-hamburg.de/gruendungsservice;

www.hh-stadtteilschule-Poppenbüttel.hamburg.de

Bilderquellen:

Werner Krassau

Ihr kennt doch bestimmt alle diese Sterne die,

Kind am Objekt

wenn man sie im Licht “aufgeladen” hatte im dunklen Leuchten, oder?

Ab dem 2. Lebensjahr werden Kinder spielerisch an das Thema „optische Technologien“ und deren physikalische Phänomene herangeführt. Aus dem Kinderzimmer kennen viele Kinder die Orientierungslichter für die Steckdose, in der Nähe vom Bett um das Kinderzimmer sanft zu beleuchten. Den Kunststoffen werden fluoreszierende Farbstoffe wie Fluorescein, Eosin oder Rhodamin B beigemengt.

Sterne mit Licht aufladen

Auch verschiedene Sternenbilder werden so von Kindern auf großes dunkles Papier geklebt mit einer Lampe beleuchtet. Anschließend in einem verdunkelten Raum dann präsentiert. Das Thema „leuchtende Sterne“ steht hier im Mittelpunkt des Vormittages.

Auch Acrylglasstäbe sind gute Lichtleiter. Die Beleuchtung der Schnittfläche allein führt allerdings nicht zum Leuchten des anderen Endes. Die Schnittkanten leuchten nur dann sehr hell, wenn Licht über die Außenfläche aufgenommen wird. Mit normalen Taschenlampen wird hier experimentiert. Auch verschiedene Sternenbilder werden von den Kindern auf großes dunkles Papier geklebt und mit einer Lampe beleuchtet. Anschließend in einem verdunkelten Raum dann präsentiert. Das Thema „leuchtende Sterne“ steht hier im Mittelpunkt des Vormittages.

Weitere Hinweise für Eltern:

Auf einem Elternabend werden Beachtungs- und Gefährdungshinweise (Erhitzungen, Nähe zum Kinderbett, elektrische Felder) zum Gebrauch und der Verwendung durch den Projektinitiator gegeben.

Schlagwörter:

Taschenlampen, Licht, fluoreszierende Kunststoffe, Optik,

Projektpartner

KITA Rabenhorst

Rabenhorst 11

22391 Hamburg

Weitere Informationen

2-3 Stunden Vormittags, 1 – 2 x jährlich, Kinder 2-6 Jahre

www.kitas-hamburg.de/kitas/

Bilderquellen:

Werner Krassau, 18 Frames

44 Kinder des Kindergarten „Uns Kinnerstuv“ der Arbeiterwohlfahrt sind begeistert von den Beispielen und Experimenten mit Licht, Optiken und Taschenlampen.

Kinder mit Glaserfasern

Selbst ein Overheadprojektor dient den Kindern als Versuchsobjekt. Aber das interessanteste war doch der selbst hergerichtete dunkle Raum. Hier war es doch „kruselig“ ohne Beleuchtung. Aber mit den Lichtleitfasern oder einer speziellen Lampe wurde der Raum in bunte Farben getaucht. Extra von Zuhause mitgebrachte Taschenlampen aller Art wurde für die Experimente genutzt.

Durchblick

Durch die Beleuchtung von Glasfasern an der Schnittfläche führt zum Leuchten des anderen Endes. Die Schnittkanten leuchten sehr hell, wenn Licht aufgenommen wird. Die Kinder beleuchteten auch die mit fluoreszierenden Farbstoffe hängenden Sterne.

Die Kinder wurden von den Pädagogen auf den Experimentiertag vorbereitet und an das Thema „Licht im Dunkeln“ spielerisch herangeführt.

Schlagwörter:

Lupen, Taschenlampen, Licht, Spektralfarben, LED, Optiken

Projektpartner

AWO Kita „Uns Kinnerstuv“

Weitere Informationen

2 Stunden Vormittags, 1 – 2 x jährlich

http://www.kita.de/kita/, www.tibb-ev.de

Bilderquellen:

Werner Krassau

Naturwissenschaften und Technik zum Anfassen – Licht und Beleuchtung –

Lichtexperimente

Mit der Herbst-Hochschule verfolgt die HAW Hamburg das Ziel, Schülerinnen den Zusammenhang zwischen Naturwissenschaften und Technik zu veranschaulichen

„Als Licht wird der Teil des elektromagnetischen Spektrums bezeichnet, der im Auge eine Hellempfindung hervorruft.“ Lichtstrahlung hat zum einen bei ihrer Ausbreitung den Charakter einer periodischen Schwingung und breitet sich im homogenen Medium linear aus. Zum anderen hat Licht den Charakter eines Teilchens (Lichtquant, Photon), welches in Wechselwirkung mit anderer Materie tritt (Absorption). Das Praktikum setzt sich nicht nur mit den verschiedenen Lichtquellen (Sonne, Glühlampe, Halogenlampe, Neonlampe etc.) auseinander sondern beschreibt auch gleichzeitig neue Konzepte in der Wahrnehmung von Wohlbefinden. Gestalterische Elemente und Farben sind noch einfachere Anforderungen. Zusätzlich spielen die Helligkeitsverteilung und Farbwiedergabe eine Rolle für neue innovative Konzepte in der Beleuchtungstechnik. An Beispielen kann die Schülerin mit verschiedenen Möglichkeiten experimentieren.

Der Schnuppertag 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.
Das Labor wird für drei verschiedene Altersgruppen/ Jahrgänge angeboten:

• für Leistungskurse Physik oder Profile mit naturwissenschaftlichem Schwerpunkt

• für die Klassen 9 und 10

Schlagwörter:

Spektrum, Licht, Wellenlänge, Interferenz, Beugung, Lichtenergie, Farben

Projektpartner

Alle Hamburger Schulen

Weitere Informationen

1 Tag; Wiederholung jährlich;

Schnuppertage für 9. und 10. Klassen

www.haw-hamburg.de/Schulcampus

Bilderquellen:

HAW Hamburg

Naturwissenschaften und Technik zum Anfassen – Physik –

Schülerinnen am Informationstag

Mit der Herbst-Hochschule verfolgt die HAW Hamburg das Ziel, Schülerinnen den Zusammenhang zwischen Naturwissenschaften und Technik zu veranschaulichen. In ersten Modul Physik an der Fakultät Design, Medien und Information liegt der Schwerpunkt auf naturwissenschaftlichen Grundlagen (u.a. Mathematik, Elektrotechnik, Physik, Informatik). Der zweite Teil des Moduls Physik ist geprägt von audio-visuellen Medien: Video-, Licht- und Tontechnik, Lichtdesign mit LED´s sowie Nachrichtentechnik.

Ein Auszug aus der Veranstaltung:

Schwingungen und Wellen

Dämpfung, erzwungene Schwingung, Resonanz, Überlagerung
- Wellen, Wellenfronten, Reflexion,
 Beugung, Interferenz

Optik

Brechung, Dispersion
-Abbildungsgesetze
, optische Geräte
-Interferenz, Beugung, Polarisation
-Laser, Holographie
-Farbenlehre, Farbkoordinaten,
-Farbtemperatur

Der Schnuppertag 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.
Das Labor wird für drei verschiedene Altersgruppen/ Jahrgänge angeboten:

• für Leistungskurse Physik oder Profile mit naturwissenschaftlichem Schwerpunkt

• für die Klassen 9 und 10

Schlagwörter:

Lichttechnik, Resonanz, Interferenz, Optik, Laser, Holografie, Beugung, Schwingungen

Projektpartner

Alle Hamburger Schulen

Weitere Informationen

1 Tag; Wiederholung jährlich;

Schnuppertage für 9. und 10. Klassen

www.haw-hamburg.de/Schulcampus

Bilderquellen:

HAW Hamburg

Schülerlabor Signalverarbeitung in Theorie und Praxis

Schülerin im Labor

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

Ganz selbstverständlich nehmen heute gerade Schüler und Schülerinnen 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, diese Schnuppertage und das Fachgebiet Signalverarbeitung unter der Berücksichtigung naturwissenschaftlicher Fragestellungen aus dem Bereich der Physik einmal genauer unter die „Lupe“ zu nehmen.
In diesem Schülerlabor im Labor für Signalverarbeitung wird das Thema “Aus Zahlen werden Töne” unter folgenden Fragestellungen mit den Schülern und Schülerinnen 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?

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

• Glasfaser zur Übertragung von Daten

• Lichtwellenleiter (LWL) und Photonen (Lichtteilchen)

Der Schnuppertag 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.
Das Labor wird für drei verschiedene Altersgruppen/ Jahrgänge angeboten:

• für Leistungskurse Physik oder Profile mit naturwissenschaftlichem Schwerpunkt

• für die Klassen 9 und 10

• für Wahlpflichtkurse oder AG’s im naturwissenschaftlichen Bereich

Schlagwörter:

DVD, MP3-Player, Mobiltelefon, Fernsehen, WLAN, Lichtwellenleiter, Photonen

Projektpartner

Hochschule für angewandte Wissenschaften Hamburg, Hamburg, alle Hamburger Schulen

Weitere Informationen

1 Tag; Wiederholung jährlich;

Schnuppertage für 9. und 10. Klassen

www.haw-hamburg.de/Schulcampus

Bilderquellen:

HAW Hamburg

Kindergarten „Die Stifte“ auf dem Weg zu Naturwissenschaftler. Die 40 Kinder des neugegründeten hochschuleigenen Kindergartens „Die Stifte“ erhalten einen ersten Einblick in den naturwissenschaftlichen Hochschulalltag. Natürlich experimentell und spielerisch.

Schon bei der Einführung in das Thema wurde mit spielerischen Elementen (Laserpointer) gezeigt, wozu eine Laserdiode eine Optik und eine Batterie in der Lage ist. Danach wurde es noch interessanter. Die „Kids“ durften selbstständig mit verschiedenen Lichtquellen und Optiken hantieren. Wissenschaftliche Mitarbeiter unterstützten sie dabei und erklärten die Funktionsweise. Die Kindergartenkinder der „Stifte“ waren von den physikalischen Phänomenen begeistert. Immer mehr sollte gezeigt werden. Am begehrtesten waren die realen Praxisbeispiele aus dem Alltag. Mitgebrachte Gegenstände aus dem Kindergarten wurden mit unterschiedlichen Lichtquellen angestrahlt und unter dem Mikroskop betrachtet. Marvin hatte unterwegs zur Hochschule ein Kastanienblatt aufgesammelt und mitgebracht. Auch hier war der Blick durch ein Mikroskop sehr begehrt. Im Anschluss konnten noch die Labore bestaunt werden. Studenten erklärten den „Kids“ auf einfacher und spannender Art ihre Versuche.

Schlagwörter:

Spektrum, Brennweite, Monookular, Mikroskope, Licht, Strahlung, , Phänomene

Projektpartner

Kita „Die Stifte“

Stiftstrasse 69

20099 Hamburg

E-Mail: kita-stiftstrasse@studierendenwerk-hamburg.de

Weitere Informationen

2x jährlich, Anmeldung erforderlich

www.haw-hamburg.de

Bilderquellen:

HAW Hamburg

Der Kindergarten „Die Campus-Kinder“ sind auf dem besten Weg die Natur kennenzulernen. 25 Kinder im Alter von 5-6 Jahren erhalten die ersten Einblicke in den naturwissenschaftlichen Alltag. Natürlich mit kindergerechten Experimenten, pädagogisch aufbereitet und spielerisch durchgeführt.

Kann die Sonne eine Wurst mit Licht grillen? Kann man mit Licht schreiben? Was ist ein Mikroskop? All diese Fragen beschäftigten die Kinder schon im Vorfeld des Besuches. Durch die Pädagogen des Kindergartens wurden die Kinder behutsam vorbereitet.

Die Einführung in das Thema wurden von Studierenden des 1. Semesters spielerisch und mit viel Witz erklärt.

Anschließend konnten die schon aufgeregten Kinder selbstständig mit verschiedenen Mikroskopen und Lichtquellen ihre selbst, aus der Erde des Kindergartenspielplatzes, mitgebrachten Würmer und Käfer beobachten. „Man sind die Groß“: war die Antwort. Natürlich wurden auch kleine physikalische Phänomene gezeigt. Ein kleiner Optikbaukasten war der Renner des Tages. Mit ihm waren die Stunden viel zu schnell zu Ende. Schade. Bis zum nächsten Mal. Im Anschluss konnten bei gereichten Süßigkeiten noch die Labore bestaunt werden.

Schlagwörter:

Phänomene, Licht, Optik, Spektrum, Brennweite, Mikroskope, Strahlung

Projektpartner

Kita „Die Campus-Kinder“

Alexanderstr. 1

20099 Hamburg

Weitere Informationen

2x jährlich, Anmeldung erforderlich

www.haw-hamburg.de; www.campus-kinder.de

Bilderquellen:

HAW Hamburg

Die Vorschularbeit ist in dem Kita integriert in verschiedene Hausprojekte wie z.B. Ökologie im Kindergarten, Licht und Schatten, Experimente mit optischen Phänomenen.

Kind im Forschungsraum

Forschungsraum mit Experimenten

Jedes Team stellt für die Gruppe, entsprechend den Bedürfnissen der Kinder und den notwendigen Fördermaßnahmen, ein Projektprogramm für ca. 6 Wochen zusammen. In diesen Hausprojekten werden auf unterschiedliche Art und Weise und mit einer Vielfalt von kreativen Möglichkeiten die Kinder animiert mitzumachen.

Forschungsraum mit Experimenten

In dem Hausprojekt –Experimente mit optischen Phänomenen- erfahren die Kinder so physikalische Zusammenhänge ganzheitlich, können über ein fortlaufendes Angebot und tägliche Wiederholungsmöglichkeiten Handlungsketten nachvollziehen und verstehen. Jedes Kind soll auf seinem Niveau und in einem individuell angemessenen Zeitrahmen ausreichend Raum haben sich selbst zu erproben und im Zusammenspiel mit Freunden seine Fähigkeiten neu entdecken.

Aus dem Inhalt des „Lichtkoffers“ werden verschiedene Experimente durchgeführt. Der Koffer beinhaltet kleine Taschenlampen, Glasprismen, Lupen, Spiegel, Wachskerzen, Pustefixkonzentrat, Becher, LED, Glühlampen uvm.. Verschiedene Lernkästen mit unterschiedlichen Inhalten stehen in der Lernwerkstatt bereit und können jederzeit, nach der Projektphase genutzt werden.

Schlagwörter:

Taschenlampen, Prismen, Spiegel, Kerzen, LED, Glühlampen

Projektpartner

tibb e. V. RV Nord, junge Technologien in der beruflichen Bildung

Weitere Informationen

1-2 Stunden Vormittags, 1 – 2 x jährlich je nach Altersstufe

www.eva-kita.de/cmain/Kitas; www.tibb-ev.de

Bilderquellen:

Werner Krassau, 18 Frames

Schülerinnen und Schüler des Oberstufenprofils „Technik, Medien und Wirtschaft“ des Gymnasiums Farmsen (Teil des Oberstufenverbunds Wandsbek) haben vom 22.2.-1.3.2011 drei verschiedene Experimente im Institut bearbeitet:

Schülerinnen und Schüler des Gymnasiums Farmsen bei der Durchführung des Versuchs „akusto-optischer Effekt“

1. Akusto-optischer Effekt:

Dieser grundlegende physikalische Effekt, der durch die Wechselwirkung einer Schallwelle in einem festen oder flüssigen Medium mit einer Lichtwelle zustande kommt, findet in sogenannten akusto-optischen Modulatoren (AOM) Anwendung. Diese ermöglichen es, die Wellenlänge von Laserlicht zu modulieren sowie Licht auf Zeitskalen von einigen hundert Nanosekunden zu schalten. Da akusto-optische Modulatoren sowohl in der modernen Kommunikationstechnologie als auch in modernen Experimenten zur Quantenoptik am Institut für Laser-Physik sind Bezüge zu aktueller optischer Technik sowie zur Grundlagenforschung gegeben. Für den Schülerversuch werden ein Ultraschallgeber sowie eine Flüssigkeit (Wasser oder Alkohol) und ein roter Diodenlaser verwendet. Es wurden Beugungserscheinungen des Lichts beobachtet und vermessen sowie die durch den akusto-optischen Effekt hervorgerufene Frequenzverschiebung des Laserlichts sichtbar gemacht.

Ein akusto optischer Modulator, unverzichtbarer Baustein in modernen Quantengasexperimenten, nutzt den akusto-optischen Effekt aus

2. Festkörperlaser:

Ziel des Versuchs ist der Aufbau und die Justage eines Festkörperlasers bestehend aus Praseodym-YLF-Kristall, blauem Pumplaser und Resonatorspiegeln. Dazu werden Pumplaser, Laserkristall und Resonator Schritt für Schritt justiert, bis der Laser „anspringt“. Weiterhin werden im Rahmen des Versuchs grundlegende Messungen (Wellenlänge von Pumplicht und ausgekoppeltem Laserlicht, Kennlinie des Pumplasers, etc.) durchgeführt. Bei der Durchführung des Versuches wird nicht nur das bei Schülerinnen und Schülern bereits bekannte Laserprinzip anhand eines konkreten Beispiels vertieft, es werden zusätzlich grundlegende Arbeitsweisen der modernen Optik kennen gelernt.

3. Interferometrie:

Es wurden zwei verschiedene Interferometer, ein Michelson- und ein Mach-Zehnder-Interferometer aufgebaut und justiert. Im Rahmen dieses Schülerversuchs werden Messungen der Kohärenzlänge der benutzten Laser sowie der Wellenlänge des verwendeten Laserlichts durchgeführt, anhand derer sowohl Grundlagen des Wellenmodells des Lichts sowie Besonderheiten des Laserlichts verdeutlicht werden können. Des Weiteren ermöglicht der Versuch ein Verständnis für die Längenskalen im Nanometerbereich, auf denen mit Hilfe der Interferometrie Messungen durchgeführt werden können. Die theoretische Einführung und die Betreuung des Versuchs erfolgten durch Doktoranden des Instituts für Laser-Physik, wodurch ein direkter Kontakt mit Forschenden hergestellt und zusätzliche Motivation geschaffen wurde.

Die Experimente wurde von den Schülerinnen und Schülern begeistert durchgeführt und es ist geplant, die Kooperation mit dem Gymnasium Farmsen im jährlichen Rhythmus fortzuführen.

Schlagwörter:

Laser, LED, Licht-Materie-Wechselwirkung, Beugung am Gitter

Projektpartner:

Gymnasium Farmsen

Swebenhöhe 50, 22159 Hamburg, 040 645037-3, (http://www.gymnasium-farmsen.de/)

Weitere Informationen:

22.02.2011 – 01.03.2011, jährliche Wiederholung geplant

Bilderquellen:

Gymnasium Farmsen; ILP