Physik

Unter dem Motto „Noch 24 Experimente bis Weihnachten“ findet auch in diesem Jahr wieder der Physik-Adventskalender statt. Beim Wettbewerb „Physik im Advent“ geht es darum, jeden Tag mit Haushaltsgegenständen kleine Experimente durchzuführen. Aus vier Antwortmöglichkeiten muss anschließend die richtige ausgewählt werden. Unter den besten Teilnehmer*innen werden auch Preise verlost.

Nach der 6. Stunde wurde der Physikraum deswegen für einige Teilnehmende zur Experimentierfläche. So musste man in diesem Jahr z. B. herausfinden, ob eine leere oder eine teilweise mit Wasser gefüllte Brotdose leichter kippt. Bei einem anderen Experiment wurde durch Abbrennen eines Streichholzes (und z. B. das anschließende Abkühlen der Luft) in einem Glas ein Unterdruck erzeugt, sodass ein Luftballon in ein Glas gezogen wurde. An diesem konnte man das Glas später sogar hochheben. Nicht immer klappen die Experimente jedoch im ersten Versuch: Bevor das Glas am Luftballon hochgehoben werden konnte, sind so einige Ballons durch die Streichholzflamme zerplatzt.

Am Montag, den 22.04.2024 machte sich die 5b auf den Weg nach Bielefeld, um im experiMINT Schüler*innenlabor einen Workshop zum Thema „Kreative Brückenkonstruktionen“ zu besuchen.

Im Rahmen dieses Workshops bekamen die Schüler*innen einen kleinen Einblick in die Arbeitsweise von Ingenieur*innen: Nachdem zuerst Eier so „verpackt“, gepolstert und gesichert wurden, dass sie möglichst einen Sturz aus 3 m Höhe überstehen sollten, ging es in Kleingruppen darum Brücken zunächst zu entwerfen und anschließend zu bauen. Nach einer kurzen Einführung in verschiedene Brückenarten, bekamen die Gruppen vorgefertigte Holzklötze und Seile, um aus diesen Materialien möglichst stabile Brückenkonstruktionen zu entwerfen. Diese sollten einen vorgefertigten „Fluss“ überspannen und durften diesen auf keinen Fall berühren.

Bei diesem Vorhaben war es manchmal gar nicht so einfach, sich in den Teams auf eine Konstruktion zu einigen. Am Ende entstanden aber in den sieben Gruppen jeweils fertige Brücken, die selbstverständlich im Anschluss auch auf ihre Tragfähigkeit hin geprüft wurden: Während jede Brücke zunächst eine Masse von mindestens 13 kg tragen konnte (was laut Aussage der Workshopleiterinnen alles andere als selbstverständlich war), hielt die stabilste Brücke sogar einer Masse von 80 kg stand. So konnten am Ende alle Gruppen stolz auf ihre Ergebnisse sein.

Zum Abschluss der Qualifikationsphase stand für den Leistungskurs Physik noch einmal ein Experiment an, das man so nicht täglich im Unterricht findet: Mithilfe von Trockeneis wurden Nebelkammern gebaut, mit denen sich die Existenz von Elementarteilchen in unserer Umgebung nachweisen lässt. Dazu wird mithilfe von Trockeneis eine Bodenplatte so sehr gekühlt, dass sich zuvor in der Kammer verdunsteter Alkohol als übersättigter Dampf am Boden absetzt. In diesem Dampf erzeugen die Elementarteilchen durch Ionisation von Luftatomen und anschließende Kondensation des Dampfes charakteristische Spuren, die im Licht von Taschenlampen beobachtet werden konnten.

Anhand dieser Spuren ließen sich Elektronen (Photoelektronen sowie Beta-Strahlung), Myonen und Alpha-Teilchen beobachten. Diese Teilchen sind entweder Bestandteil der Höhenstrahlung oder Folge von radioaktiven Zerfällen, die auch in unserer Umgebung immer wieder natürlich stattfinden

Am 24.10.2023 machte sich die 9c auf die Suche: Jedoch nicht nach dem kürzesten und schnellsten Weg zur Uni Bielefeld, wo der Schultag verbracht werden sollte, sondern nach Schwarzen Löchern! Im Rahmen eines Workshops, organisiert durch die Wissenswerkstatt Bielefeld sowie die Universität ging es darum, Fragen aus dem Bereich der Astronomie zu beantworten: „Welche Farbe haben Galaxien?“, und eben: „Wie finden wir Schwarze Löcher?“.

Nach jeweils kurzen Einführungsvorträgen über die dahinterstehenden physikalischen Grundlagen ging es dann ans Werk: Am Computer wurden in großen Datenbanken von Bildern verschiedenster Teleskope unterschiedliche Galaxien untersucht. Dabei zeigte sich, je nachdem, ob man die Galaxie z. B. im sichtbaren Licht, Röntgen- oder Infrarotlicht betrachtet, ein gänzlich anderes Bild, sodass Rückschlüsse über die Form, aber auch das Innenleben der Galaxien gezogen werden konnten. Wo entstehen Sterne? Was befindet sich im Zentrum der jeweiligen Galaxis? In welche Richtung zeigen die „Jets“ eines Schwarzen Lochs? Derartige Fragen konnten von den Schüler*innen beantwortet werden. Dabei wagte man auch immer einen Blick in die Vergangenheit, denn das Licht der Himmelskörper ist teilweise Millionen von Jahren unterwegs, bevor es von der Erde oder dem Weltraum aus fotografiert werden konnte. Begleitet wurde die Klasse von ihren Lehrkräften Frau Lüders und Herrn Schälte.

Die Daten, mit denen auch die 9c gearbeitet hat, sind übrigens im Internet frei zugänglich: Unter https://sky.esa.int/esasky/, einer Seite der Europäischen Weltraumorganisation, kann sich jeder selbst auf die Suche nach Galaxien und schwarzen Löchern begeben und erkunden, wie diese bereits mit unterschiedlichen Teleskopen fotografiert wurden.