Studienbotschafterin am Windeck-Gymnasium

Letzte Woche Mittwoch (18.5.) kam eine Studentin als Studienbotschafterin in unsere Klasse (9a) und informierte uns über das Physikstudium am KIT (Karlsruher Institut für Technologie). Ihre Präsentation bestand aus zwei Teilen, einigen Experimenten zur Infrarotstrahlung (Wärmestrahlung) und dem Studium an sich.

In unserer Physikdoppelstunde hatte die Studienbotschafterin Luisa zu einem genauen Verständnis der Wärmestrahlung unsererseits eine Wärmebildkamera dabei. Bei dieser wird die Infrarotstrahlung verschiedenfarbig dargestellt (Falschfarben). Blau steht dabei für Kälte und weiß/rot für Wärme. Auch erzählte sie uns, dass alle Gegenstände, die eine Temperatur über dem absoluten Nullpunkt haben, Infrarotstrahlung abgeben. Je wärmer sie sind, desto mehr Infrarotstrahlung geben sie ab (Planck’sches Strahlungsgesetz), weswegen die Sonne die größte Strahlungsquelle in unserem Sonnensystem ist.
Infrarotstrahlung kann, wie jede andere Strahlung auch, transmittiert (Übergang von Strahlung durch ein Objekt), reflektiert (Zurückwerfen von Strahlung) und/oder emittiert (Aussenden von Strahlung) werden. Da das sehr viel Theorie war, machte Luisa nach diesen Erklärungen mit uns neun Experimente mit der Wärmebildkamera, um uns das Ganze näher zu bringen. Im Folgenden werde ich nun die vier meiner Meinung nach interessantesten Versuche beschreiben.
Im zweiten und dritten Versuch (beide hängen zusammen) stellte sich jeweils ein Schüler mit einer Plexiglasscheibe oder einem undurchsichtigen Müllsack vor sich hin und wurde von einem anderen Schüler durch dieses Objekt mit der Wärmebildkamera beobachtet. Interessant war, dass man den Schüler durch die Plexiglasscheibe mit der Kamera nicht sehen konnte, durch den Müllsack aber schon. Das heißt also, dass bei diesen Gegenständen die Transmission und Reflektion anders als bei anderen Strahlungen wirken. So wirken diese bei der Lichtstrahlung genau andersherum, wie bei der Infrarotstrahlung. Dass Infrarotstrahlung manchmal transmittiert wird und manchmal nicht, liegt an der unterschiedlichen Oberflächenbeschaffenheit der beiden Gegenstände. Dabei transmittierte die glatte Plexiglasoberfläche schlechter als die raue Oberfläche des Müllsack.
Beim fünften Versuch wurde ein Stein auf ein Stück Holz fallen gelassen. Dieses erwärmte sich dadurch an der Aufschlagsstelle schlagartig. Hier konnten wir also eine Energieumwandlung von kinetischer zu thermischer Energie beobachten. Somit konnten wir hier den Energieerhaltungssatz nachweisen. Dieser besagt, dass Energie nicht verloren gehen kann, sondern nur umgewandelt wird.
Beim achten Versuch legte ein Schüler seine Hände gleichzeitig auf eine Platte aus Holz und eine aus Metall. Durch die Kamera konnten wir beobachten, dass sich die Metallplatte deutlich schneller erwärmte als die Holzplatte. Das resultiert aus der unterschiedlichen Wärmeleitfähigkeit der beiden Materialien. Diese gibt die Fähigkeit eines Materials an Wärme aufzunehmen oder abzugeben, sie also weiterzuleiten.
Als letzter Punkt zur Wärmebildkamera wurden uns verschiedene Anwendungsmöglichkeiten für diese vorgestellt. So kann man die Wärmedämmung von Häusern überprüfen, Glutnester nach einem Brand erkennen (diese befinden sich manchmal in Decken oder Wänden) oder die Temperaturen von Kabeln messen, um einem Kabelbrand vorzubeugen und kaputte Stellen in einem Stromkreis zu finden (diese erwärmen sich oft stark). Besonders faszinierten mich aber die Anwendungsmöglichkeiten dieser Technologie in der Medizin. So kann man mit der Wärmebildkamera Durchblutungsstörungen und Verspannungen erkennen. Auch ist es möglich anhand der Temperatur bestimmter Körperregionen Gefühle zu erkennen, auch wenn hierbei die Temperaturunterschiede nur marginal sind.

Nach dieser ausführlichen Vorstellung der Wärmebildkamera berichtete Luisa uns schlussendlich über das eigentliche Physikstudium. Zuerst erklärte sie uns, wie das Studium abläuft: Man geht nicht nur zu Lehrveranstaltungen zu theoretischer und praktischer Physik, sondern auch zu solchen über Mathematik und den eigenen Nebenfächern. Ebenso bekommt man jede Woche neue Übungsblätter, welche bewertet werden. Diese können unterschiedlich lange dauern, wie wir durch Nachfrage einer Schülerin erfuhren, von fünf bis 40 Stunden. Dafür werden die Arbeitsblätter allerdings auch in Gruppen bearbeitet, damit man sich gegenseitig unterstützten kann. Des Weiteren werden die Semester von Praktika begleitet, die sich auch besonders um den Bereich computergestützte Datenauswertung drehen. Luisa hob besonders hervor, dass man während der Abschlussarbeiten an unterschiedlichen Forschungsprojekten teilnehmen kann. Auch erzählte sie uns vom großartigen Miteinander während dieser einzelnen Phasen, weswegen ihr das Studium viel Spaß bereitet.
Die Voraussetzungen für das Physikstudium sind Neugier, Interesse an der Wissenschaft und ein mathematisches Grundverständnis. Auch sollte man keine Angst vor Abstraktion haben und ein gewisses Durchhaltevermögen besitzen. Dieses sei besonders wichtig, da die ersten Semester sehr anstrengend und eher langweilig seien. Dafür werde es später deutlich besser, da man dann das nötige Handwerkszeug besitze, um spannendere Aufgaben zu bearbeiten.
Sie lobte die tolle Atmosphäre am KIT, die gute Lage dieser Universität und die vielen dort ansässigen Hochschulgruppen z.B. in den Bereichen Sport und Politik. Es gibt sogar eine Gruppe, die Rennwagen baut und mit diesen gegen andere Universitäten antritt.
Nach dem Studium gibt es ihrer Erklärung nach zwei Optionen. Die eine wäre eine Lehre (um anderen Physik beibringen zu können) und die andere wäre die Forschung. Dabei gibt es die Forschung an der Universität, z.B. in den Bereichen Optik, Elementarteilchen und Biophysik, oder die private Wirtschaft. Die private Wirtschaft teilt sich in die Bereiche Entwicklung neuer Produkte oder die Anwendung von im Studium nebenbei Erlerntem auf. Das nebenbei Erlernte ist z.B. in den Bereichen IT (Datenmengenanalyse) und Banken/Versicherung (Erstellung von Simulationen) nützlich.
Zu guter Letzt wies Luisa uns noch auf weitere Informationsangebote, wie z.B. Schülerlabore hin.

Mir hat der Besucher der Schülerbotschafterin sehr gefallen. Der Vortrag war sehr informativ und spannend gehalten, sodass man gerne zugehört hat. Auch war er sehr klar strukturiert und zusätzlich habe ich viel zum Physikstudium und zur Wärmelehre erfahren, was ich vorher noch nicht wusste. Durch die praktischen Versuche hat Luisa die Begeisterung für die Physik geweckt und ich werde ein Physikstudium wahrscheinlich für meine weitere Laufbahn in Erwägung ziehen.

Ein Text von Noah Ulrich

Zwei Wochen Azoren – eine Expedition

Schüler macht eine 2-wöchige Expedition auf die Inselgruppe Azoren. Teilweise während der Schulzeit.

Am Anfang stellte meine Physiklehrerin Frau Prudlik Master-Mint, ein Jugendforschungsinstitut aus Heidelberg, mit dem wir ja auch Partnerschule sind, der Klasse vor und zeigte, was man so alles an Expeditionen machen kann. Bei der Delfin- und Walforschungsexpedition auf die Azoreninsel Pico fühlte ich mich direkt angesprochen. Ich wollte trotz, dass ich wusste, dass es auf gar keinen Fall ein Urlaub, sondern eher ein Arbeiten unter Zeitdruck sein würde, dabei sein. Mir sprudelten schon förmlich Ideen aus dem Kopf, was man alles untersuchen und mit welchen Methoden man diese durchführen könnte. Doch als erstes musste ich mich dort mehrseitig bewerben. Nachdem ich mich dann, glücklicherweise erfolgreich, beworben hatte, musste ich Sponsoren finden, da das ganze Projekt fast 2500 € + Ausrüstung wie Laptop und weiteres kostete. Außerdem war mindestens ein Firmen- Sponsor vorgeschrieben.

Um diese Aufgabe bewältigen zu können habe ich in Heidelberg bei Master MINT eine Schulung besucht.

Da diese ganze Expedition darauf ausgelegt ist, wie bei den Forschungs-Reisen von ausgebildeten Wissenschaftlern zu verlaufen, müssen auch alle Aufgaben einer normalen Forschungsreise erledigt werden. In der Forschung geht auch nichts ohne Geld von Sponsoren oder Stiftungen, da niemand die großen Summen selbst finanzieren könnte. Die Sponsorensuche war für mich am Anfang eine sehr große Herausforderung, denn ich musste zu wild fremden Menschen hin gehen und sie überreden mir, den sie gerade einmal eine halbe Stunde kannten, Geld zu geben, damit ich meine Expedition durchführen konnte. Mit der Zeit legte sich dieses „Bühnenfieber“ aber zum Glück ein bisschen, da ich jetzt genau wusste, was ich sagen konnte und welche Unterlagen ich brauchte.

Mit meinen 15 Sponsoren

Kohlers Engel, Eberhard-Schöck-Stiftung, Volksbank Bühl, Bernhard Friedmann- Stiftung, Autohaus Friedmann, Förderverein Windeck – Gymnasium, Stadt Bühl, Gecco Geschenke und Lifestyle, UTV AG, Fensterbau Hahn, Fartaczek, Steuerberatung, Malerbetrieb Ehreiser, Optiker Link, Malerfachbetrieb Bernd Donath, Naturheilpraxis Berger

schaffte ich es jedoch den kompletten Geldbetrag zu decken.

Das war aber noch nicht alles. Als Vorbereitung mussten noch einige Aufgaben bewältigt werden wie zum Beispiel:

Erste-Hilfe-Kurs, RSA (Rettung – Schwimm – Abzeichen) Silber beim DLRG, Computer Kurse in Excel / PowerPoint / Word und Schnorchel-Kurs beim DLRG

 

Dann ging es endlich richtig los und die Spannung stieg. Denn bald fuhr ich nach Heidelberg, um die anderen Teilnehmer kennen zu lernen und am selben Tag in den Flieger zu steigen.

In Heidelberg setzten wir uns dann die Ziele für die einzelnen Themengebiete, denn es gibt außer Wale und Delfine als Thema auch noch Flora und Klima, Fauna und MKS.

MKS ist eine Abkürzung für „Mensch Kultur Sprache“. In diesem Themengebiet führten wir zum Beispiel Befragungen durch, wie zufrieden die Bewohner mit den Lebensstandards auf Pico sind und was sie von dem Umstieg von „Wale Hunting“ zu „Whalewatching“ halten.

Im Flieger bemerkten wir dann auch schon, dass wir uns für unsere kleine Gruppe von 9 Leuten, die von ganz Deutschland zusammengewürfelt war, viel zu viele Ziele gesetzt hatten. Diese mussten wir nun alle in einem Fließtext zu jedem Thema so definieren, dass beim täglichen Wechsel der Gruppen keine Ungenauigkeiten durch beispielsweise andere Formulierungen bei Umfragen entstehen. Nach 32 Stunden mit nur sehr wenig bis gar keinem Schlaf kamen wir dann, trotz einiger Schwierigkeiten mit Flugverspätungen, auf unserer Insel Pico und an unserem Hotel an. Durch diese Flugverspätungen, verpassten wir aber leider unsere Fähre und mussten die Überfahrt nun mit einem kurzfristig organisiertem Speedboat wagen. Dies war ziemlich heikel, denn unser Gepäck drohte durch die stark aufspritzenden Wellen nass zu werden.

Im Hotel angekommen kristallisierte sich dann ziemlich schnell der Alltag heraus. Morgens ging es um 8 Uhr nach dem Frühstück auf das Speedboat um dort mit einem Unterwassermikrofon und vielen weiteren technischen Geräten, wie Ph -Wert und Salzgehalt Bestimmungsgeräten und Unterwasserkameras sowie einem GPS Gerät, um die Geschwindigkeit der Delfine zu messen, Daten zu erheben. Eine Ausfahrt dauerte ca. 3 Stunden, manchmal machten wir auch 2 pro Tag.

Auf unseren Ausfahrten mit dem Speedboat wurden wir von dem Meeresbiologen Roland Edler aus dem Zoo Duisburg begleitet, der uns die verschiedenen Delfin- und Walarten sowie andere Meerestiere erklärte. Wir haben 5 verschiedene Delfinarten, wie zum Beispiel die Streifen- und Fleckendelfine sowie gemeine- und Rundkopfdelfine gesehen. Außerdem haben wir 2 Walarten, darunter auch den in diesen Breitengraden sehr seltenen Nördlichen Entenwal, von dem noch nie eine Unterwasseraufnahme gemacht worden ist und der nur 5 bis 10 m vor uns abtauchte, sichten können.

Es war ein unglaubliches Erlebnis die Delfinschulen mit bis zu 100 Tieren zu beobachten, zu zählen, ihre Geschwindigkeiten und Atempausen zu dokumentieren, sowie ihren Sprüngen zu zusehen. Wir konnten auch auf 2 Ausfahrten mit Delfinen schwimmen und schnorcheln, was echt soll war. Wir mussten dabei allerdings stets auf Portugiesische Galeeren achten. Portugiesische Galeeren sind Quallen, die schon bei einer leichten Berührung gefährliche bis tödliche Verletzungen herbeiführen können.

Leider sahen wir aber auch Müll wie Geisternetze, Kanister und Plastikmüll, den wir dann aus dem Meer fischten. Einmal fanden wir sogar ein Seifenspender aus China, der wohl durch die Strömungen den ganzen Weg einmal quer durch den Indischen- und dann nochmal durch den halben Atlantischen Ozean getrieben wurde.

Nach der Ausfahrt ging es direkt danach wieder an den Hafen zur Tauchschule. Die, die einen Tauchkurs machten hatten Unterricht. Ich konnte direkt tauchen gehen da ich den Schein schon hatte. Bei unseren Tauchgängen konnten wir eine faszinierende Unterwasserwelt bestaunen. Dort sahen wir Einsiedlerkrebse, viele Fische und haben auch die Bekanntschaft mit einer Moräne, sowie einem 2 Meter großen schwarzen-Manta-Rochen gemacht.

Als wir dann am späten Nachmittag endgültig ins Hotel kamen hatten wir immer noch unseren Stapel an Datensätzen unerledigt auf dem Tisch liegen, weil wir bis dahin keine Zeit hatten sie auszuwerten und zu verarbeiten.

Es hieß also jeden Tag dann mit vollem Tempo an die Arbeit.

Die Datensätze mussten in die richtigen Tabellen eingetragen werden, die Flora und MKS Gruppe musste noch Befragungen durchführen, die Daten dann ausgewertet und veranschaulichende Diagramme daraus erstellt werden. Jeden Abend musste eine Präsentation über den Fortschritt und die neuen Erkenntnisse in jedem Thema mit der Anforderung einer GFS angefertigt werden.

Nachdem wir dann alle unsere Präsentationen vorgestellt hatten, war es meistens zwischen 23 Uhr abends und 3 Uhr morgens.

Am nächsten Morgen ging es dann wieder um 7:30 Uhr zum Frühstück und ein neuer Tag mit ähnlichem Ablauf folgte.

Während unseres Aufenthalts besuchten wir noch eine Lavahöhle, ein Volksfest auf der Insel und einige von uns auch ein Walmfangmuseum.

Die 2 erfahrenen Scouts an unserer Seite begleiteten uns die ganze Reise hinweg. Sie standen uns mit Rat und Tat zur Seite, gaben Hilfestellungen und sparten auch nicht mit Kritik, um uns zu besseren Ergebnissen zu treiben. Es war ein ganz anderes Lernen, als man es von der Schule gewohnt ist.

Die Zeit war zwar sehr anstrengend, hat aber extrem viel Spaß gemacht und unsere Truppe hatte von der ersten Stunde an einen sehr guten Zusammenhalt. Wir haben uns alle sehr gut verstanden und es war eine schöne Erfahrung, dass ein gemeinsames Ziel uns zu Höchstleistungen bringen und trotzdem gute Stimmung untereinander herrschen kann.

Abschließend kann man die Expedition als lehrreich, anstrengend, aber auch spannend und spaßreich bezeichnen. Ich habe 8 neue Freunde gefunden und werde dieses Erlebnis nie wieder vergessen.

In der Nachbereitung muss ich jetzt noch 3 Vorträge halten. wurde ich von der ABB interviewt.

Ein 4. Vortrag wird höchstwahrscheinlich am Tag der offenen Tür im Windeck-Gymnasium stattfinden.

 

Autor: Simon Müßig 9a

49. IPhO – Internationale PhysikOlympiade 2018

Astronomischer Abend

Lukas Rapp: Neunter bei Physik-Olympiade

Lukas Rapp, Landessieger der Physik-Olympiade

Die Schulgemeinschaft gratuliert Lukas Rapp, Klasse 12, zur erfolgreichen Qualifikation für die Bundesrunde der Internationalen Physik-Olympiade. Als Landessieger der Gymnasien Baden-Württemberg bestreitet Lukas Rapp gemeinsam mit 53 weiteren Teilnehmern diese Entscheidungsrunde, die aus einem einwöchigen Auswahlseminar an einem Forschungszentrum, dem Lösen von theoretischen und experimentellen Problemen unter Klausurbedingungen, entsprechenden Seminaren zur Vertiefung der physikalischen Kenntnisse sowie Exkursionen und Vorträgen besteht. Dazu wüschen wir ihm viel Glück und gutes Gelingen!