Hier finden Sie eine Übersicht über die Projekte, mit welchen sich die Schüler beim zweiten Forschungscamp beschäftigt haben. Die Projektbeschreibungen wurden von den Schülern selbst angefertigt!
Herstellung von Resonatorspiegeln |
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| Andreas Brandl | Gabelsberger Gymnasium Mainburg |
Im Projekt ging es darum, Resonatorspiegel für einen Rhodamin-Farbstofflaser herzustellen. Dabei sollte einer halbdurchlässig und einer 100% reflektierend sein. Die Spiegel wurden durch Abscheidung von Silber an eine Glasoberfläche hergestellt. Durch eine chemische Reaktion von Silberionen mit dem reduzierenden Zucker Glucose wird das Silber in den elementaren Zustand zurückversetzt und legt sich an den Oberflächen an. Nach der Herstellung wurden die Spiegel auf ihren Transmissionsgrad untersucht.
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Und es ward Licht - oder doch nicht? |
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| Markus Höfer | Hardenberg-Gymnasium Fürth |
| Johannes Melcher | Gymnasium Neutraubling |
| Moritz Wild | Werner-von-Siemens Gymnasium Weißenburg |
Nachdem wir am ersten Nachmittag noch eine Energiesparlampe und eine Glühbirne mit einem selbst gebauten Spektrometer untersucht haben, konzentrierten wir unsere Bemühungen auf die Konstruktion einer Glühbirne, mit dem Ziel, diese zu spektroskopieren.
Dazu wird ein starker Stromfluss im Glühwendel benötigt, den wir jedoch mit den uns zu Verfügung gestandenen Netzgeräten nur begrenzt erreicht haben. Um diesem Problem entgegen zu wirken, mussten wir den Durchmesser des Drahtes möglichst gering halten. Wolframdraht stand uns mit passendem Durchmesser leider nicht zur Verfügung. Durch die Oxidation des Drahtes an der normalen Luft benötigten wir eine Schutzatmosphäre. Unser Aufbau sieht daher einen Strom durchflossenen Glühdraht aus Konstantan unter einer Vakuumglocke vor, in welcher zunächst ein Vakuum erzeugt wird, das anschließend vom Schutzgas Argon ausgefüllt wird. Diese Lampe strahlte mit einer Leuchtkraft von bis zu 80 Lux. Auf Grund der schwachen Intensität, komplizierten Aufbauten, einer feinen Justierung und anderer Faktoren zeigte sich uns jedoch kein Spektrum.
Im Anschluss führten wir noch diverse andere kleine Versuche durch, z.B.: wie sich verschiedene Dinge im Vakuum verhalten.
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Datenübertragung mittels Laser |
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| Florian Kneist | Maristenkolleg Mindelheim |
| Janis Kurzawa | Maristenkolleg Mindelheim |
Versuchsaufbau:
Zwei Microcontroller "Arduino" sind per USB-Kabel mit dem PC verbunden. Jeweils ein Exemplar fungiert als Sender bzw. Empfänger. Ein Laserpointer bildet die Verbindung zwischen Sender und Empfänger. Der Empfangsteil besteht aus einem Fotowiderstand, der bei Lichteinstrahlung seinen Widerstand ändert. Die dadurch resultierende Spannungsänderung kann mit dem Arduino gemessen werden und durch ein in C geschriebenes Programm ausgewertet werden. Auf diese Weise können Binärdaten verschickt werden, die das Produkt einer Umwandlung aus Zeichen sind und wieder in jene dekodiert werden. Aufgrund der baulich bedingten abweichenden Taktraten der Bauteile war eines der Hauptprobleme die Synchronisation.
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Bau einer Messstation zur optischen Detektierung von Stäuben |
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| Dominik Kerpes | Hanns-Seidel-Gymnasium Hösbach |
| Stepan Konrad | Hanns-Seidel-Gymnasium Hösbach |
Unser Ziel war es eine Messstation zu konstruieren, die quantitativ die Staubmenge in der Luft bestimmt.
Dazu verwendeten wir nach mehreren Versuchen einen regelbaren Laser als Lichtquelle. Der emittierte Strahl wird durch eine Kammer, in der man Staubpartikel simulieren kann, geschickt und die Transmission durch einen sensiblen Lichtdetektor erfasst.
Während dem Projekt-Praktikum gelang es uns eine Luftbelastung durch Mehlstaub quantitativ nachzuweisen.
Unser Augenmerk richtet sich zukünftig auf die Verbesserung der Detektion, z.B. durch einen Lock-in-Verstärker.
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Leuchtstärke und Wirkungsgrad von Energiesparlampen |
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| Bernd Fernengel | Friedrich-Dessauer-Gymnasium Aschaffenburg |
| Johannes Herms | Feodor-Lynen-Gymnasium Planegg |
Frühere Versuche legten nahe, dass starke Magnetfelder Energiesparlampen in ihrer Helligkeit beeinflussen können.
Dies konnten wir mit unseren Versuchen bestätigen und genauer untersuchen: Die Lichtausbeute stieg um 10-20%. Leider geht damit auch ein Anstieg des Stromverbrauches einher.
Außerdem haben wir mittels kalorimetrischer Messungen den Wirkungsgrad einer Energiesparlampe ermittelt.
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Nachmodellieren einer Fata Morgana |
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| Ramona Bachus | Emil-von-Behring-Gymnasium Spardorf |
| Katharina Jungkunz | Maria-Ward-Gymnasium Nürnberg |
| Franziska Michler | Maria-Ward-Gymnasium Nürnberg |
| Bang Ying | Marie-Therese-Gymnasium Erlangen |
In unserem Projekt haben wir versucht, eine Fata Morgana nach zu modellieren.
Um eine Vorstellung zu bekommen, wie der Versuch aufgebaut werden soll, veranschaulichten wir zunächst auf Wasserbasis die Dichteunterschiede: in einem Aquarium, gefüllt mit Wasser, leiteten wir eine Spülmittelsalzlösung ein, sodass sich zwei unterschiedliche homogene Schichten bildeten. Damit konnte ein Laserstrahl deutlich abgelenkt werden und sogar die Spiegelung eines Bildes (z.B. eines Kamels) war möglich.
Dies versuchten wir auf das Naturphänomen zu übertragen, d.h. eine heiße und kalte Luftschicht treffen aufeinander. Aus praktischen Gründen nahmen wir für die kalte Schicht Stickstoff und kühlten Aluplatten damit ab. Darüber legten wir auf Heizplatten erhitzte Aluplatten, gestützt auf Holzbalken. Somit konnten sich zwei Luftschichten mit unterschiedlicher Dichte bilden und wir schafften es, einen Laserstrahl um ca. 5 cm abzulenken.=) Außerdem war immerhin ein Luftflimmern und eine leichte Verzerrung der Gegenstände zu beobachten, doch eine richtige Fata Morgana konnten wir leider nicht erzeugen. =`(
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Schwebeaggregat |
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| Joshua Scharf | Christian-Ernst-Gymnasium Erlangen |
Aus dem Projekt, einen elektrisch geladenen Tetraeder zum Schweben einer Kugel zu nutzen, wurde eine Reihe minimalistischer Expermente, die uns teils an den Grundlagen der allgemeinen Physik zweifeln ließen.
Eines ist klar, nicht jede noch so ausgeklügelte Theorie lässt sich in der Praxis umsetzen.
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Steigerung der Effizienz einer Solarzelle durch den Einsatz eines Spiegels |
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| Martin Masuch | Alexander-von-Humboldt Gymnasium Schweinfurt |
| Simon Masuch | Alexander-von-Humboldt Gymnasium Schweinfurt |
Während unseres 5-tägigen Praktikums widmeten wir uns unserem Jugend-forscht Thema.
Hierbei versuchten wir die Effizienz von Solarzellen durch den Einsatz eines Spiegels zu steigern, wobei unsere Hauptarbeit während dieser Zeit in der theoretischen Berechnung der durch den Spiegel zusätzlich erhaltenen Leistung lag. Abschließend untermauerten wir unsere Ergebnisse noch durch geeignete Versuche.
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Hydromechanische Spielereien oder: Wenn der Wasserstrahl aufs Uhrglas trifft... |
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| Philipp Metzner | Dom-Gymnasium Freising |
Der Versuchsaufbau besteht aus einem waagrecht gelagerten Uhrglas, auf das vertikal von oben ein runder Wasserstrahl fällt. Beim Aufprall wird der Impuls des Strahls umgelenkt, das Wasser tritt über die Kante des Uhrglases hinaus in den Raum, wo es der Erdbeschleunigung unterworfen eine radialsymmetrische paraboloidförmige Glocke aus einem dünnen Film bildet. Mit einer Hochgeschwindigkeitskamera wurde das Experiment nun aus verschiedenen Perspektiven gefilmt, eine Videoanalyse soll noch durchgeführt werden. Während der Aufnahmen wurden auch weitere unerwartete Phänomene beobachtet und konnten anschließend geklärt werden, z.B. das Verhalten des Wasserstrahls bei nichtrunder Ausflussquerschnittsfläche, wobei die Oberflächenspannung des Wassers ein große Rolle spielt.
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Induktionsofen, die 2. |
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| Christian Maier | Gymnasium Olching |
| (Eicke Hecht | Gymnasium Olching) |
Fortsetzung vom ersten Forschungscamp:
Wir bauen einen Ofen, der durch hohe magnetische Kräfte, hohe Wirbelströme in einem metallischen oder leitenden Werkstück erzeugt, und dadurch das Werkstück erwärmt wird. Erreicht wird dies, indem wir durch eine Spule einen hochfrequenten Starkstrom fließen lassen, der durch einen Transformator gespeist wird. Im Rahmen des Projektpraktikums haben wir uns vorwiegend mit der Ansteuerung des leistungsstarken Wechselrichters beschäftigt, das uns Probleme bereitete, die wir letztendlich lösen konnten.
Da der Induktionsofen und seine Ansteuerung uns immer noch Probleme bereitete, haben wir uns weiter mit diesem Thema beschäftigt. Eicke Hecht war diesmal nicht dabei, dafür half die Elektronikwerkstatt kräftig bei der Entwicklung der Schaltung, und machte uns auf einige Probleme aufmerksam. Letztendlich konnten wir nicht alles fertigstellen, jedoch bekamen wir die nötigen Teile, um die Schaltung zu bauen.
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Lotuseffekt |
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| Dennis Kessler | Alexander-von-Humboldt Gymnasium Schweinfurt |
| Heinrich Leicht | Alexander-von-Humboldt Gymnasium Schweinfurt |
Um die Eigenschaften des Lotuseffekts zu erforschen, haben wir verschiedene Beschichtungen hergestellt und Flüssigkeiten getestet. Dabei haben wir auf verschiedene Eigenschaften geachtet:
- Kohäsions-/Adhäsionskräfte
- Abflussgeschwindigkeit
- Rückstände von Flüssigkeiten
- Säurebeständigkeit
- Oberflächenstruktur
- Hydrophobizität
- Reinigungseffekt
- Kontaktwinkel
Ziel des Projektes ist es, die Vorteile verschiedener Beschichtungen zu kombinieren und somit eine neue Beschichtung zu entwickeln.
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