Physik in und außerhalb der Schule
Beitrag des Schülers einer 10. Klasse:
Im Rahmen des Physikunterrichts waren wir auf einer Exkursion zum Max-Planck-Institut für Quantenoptik unter dem Motto Laserphysik.
Nach einer anfänglichen Einweisung in das Thema Lasertechnik und deren Verwendung, durften wir selbst Versuche mit Lasern im Labor durchführen, unter anderem zur Bestimmung der Wellenlänge eines Laserlichtes oder zur Übertragung von Musik über einen Laserstrahl.
Außerdem hörten wir einen Vortrag über die Optimierung und Verkleinerung von sogenannten „free-electron lasers“, welche gerade ein großes Projekt am Max-Planck-Institut ist.
Ferner wurden wir durch aktuelle Labors des Instituts geführt und bekamen einen Einblick in die Arbeit und die Technik der dort arbeitenden Wissenschaftler.
Alles in allem, war der Tag sehr interessant.
Im Rahmen der Projekttage hatten wir die Möglichkeit uns ein Projekt selbst auszusuchen.
Und auf welche Idee kommt man als 15 jähriges Mädchen? Wir wollen die Erdrotation nachweisen! Also haben wir zu dritt (komischerweise haben wir keine weiteren Interessierten gefunden) beschlossen, ein sogenanntes ,,Foucaultsches Pendel‘‘ zu bauen.
Nach ersten Recherchen entstand folgender Plan:
Das Prinzip ist eigentlich einfach: Ein schweres Gewicht wird an ein langes Seil gebunden (Pendel) und dann angestoßen. Das Pendel sollte im Idealfall mehrere Stunden in Bewegung sein, damit ein deutliches Resultat sichtbar ist. Da die Erde sich in dieser Zeit zwar weiter dreht, das Pendel allerdings nicht seine Schwingrichtung verändert, scheint es so, als ob sich die Pendelrichtung verändert. Am Nordpol ,,dreht sich das Pendel‘‘ in 24 h um 360°, in München allerdings nur um 270°.
In der Praxis sah es aber nicht so einfach aus.
- Unser Pendel wäre nicht lange genug geschwungen, da wir keinen Raum finden konnten dessen Decke hoch genug ist. Deshalb trieben wir unser Pendel mit einer Parametrischen Anregung an (Motor, der das Seil nach dem Schiffschaukelprinzip in Bewegung hält).
- Leider stellten wir fest, dass der Motor unserer Physiksammlung bei geringer Drehzahl zu wenig Kraft aufbringen konnte.
- Die Suche nach alternativen Motoren (Bohrmaschinen, E-Bikes, Rasenmäher, …) war auch nicht sehr erfolgreich. Um eine Lösung für das Problem zu finden, holten wir uns Unterstützung von unseren Familien/Lehrern und bauten eine Umsetzung an den Motor, um dessen Kraft zu erhöhen.
- Aufgrund fehlender Materialien und selbstgebauter „Pappe-Sperrholzplatten-Zahnrädern“ stellte sich die Konstruktion als sehr instabil (aber kreativ) heraus.
Wegen all dieser Probleme konnten wir zwar nicht wie geplant die Erdrotation nachweisen, das Pendel allerdings einige Minuten mithilfe der Anregung durchschwingen lassen.
Obwohl wir unser ursprüngliches Ziel nicht erreicht haben, hat es uns trotzdem viel Spaß gemacht und wir haben einiges gelernt.
Die Projektteilnehmerinnen Elke, Tabea und Celina
„Hochspannend und luftleer“ waren die Experimente, die die Physiklehrer am Tag der offenen Tür vorführten. Schaumküsse wuchsen, Nägel wurden geschweißt und erzeugte Blitze vergrößerten sich vor den staunenden Augen der verblüfften Kinder und Eltern.
Anhand zahlreicher selbst durchgeführter Experimente konnten die zukünftigen 5.-Klässler selbst die Magie der Physik spüren. Lichtreflexion und -brechung, Stromfluss, Haftreibung und sogar die Wirbelstrombremse konnte jeder selbst ausprobieren und erforschen.
