Experimente – gebaut von Schülerinnen und Schülern

Schülerinnen und Schüler des Neigungsfaches Physik 2010 am Immanuel-Kant-Gymnasium  Leinfelden-Echterdingen haben in der Zeit nach dem schriftlichen Abitur Experimente gebaut, die man im Unterricht und am Tag der offenen Tür einsetzen kann. Diese werden im Folgenden vorgestellt.

Rubens'sches Flammenrohr

Zu diesem Experiment gibt es ein Video zum Download (H.264) oder bei youtube.com .

Rauchringkanone "Fog Blaster"

Der Fog-Blaster besteht aus einer Regentonne aus deren schmalen Ende ein mittelgroßes Loch geschnitten, sodass ca. die Hälfte der Tonnenunterseite entfernt ist. Die Plastikplane wird auf der gegenüberliegenden Seite des ausgeschnittenen Loches über die Tonne gespannt und dient somit als leicht dehnbarer und luftdichter Deckel. Wenn man sich jetzt vor den Fog-Blaster stellt und eine zweite Person währenddessen auf die Plastikplane schlägt, spürt man einen kurzen kräftigen Luftzug. Dieser Luftzug ist stark genug um sogar eine Kerze in 5–10 m Entfernung zu löschen. Um das ganze jedoch interessanter zu gestalten, füllt man mit Hilfe einer Nebelmaschine Nebel in die Tonne, um so die austretende Luft sichtbar zu machen. Wenn man jetzt auf die Plane schlägt, kann man sehen, wie vorne ein Nebelring aus der Öffnung schießt.

Zu diesem Experiment gibt es ein Video zum Download (H.264) oder bei youtube.com .

Klick-Klack-Spiel mit Billardkugeln

Zu diesem Experiment gibt es ein Video zum Download (H.264) oder bei youtube.com .

Metronome auf der Schaukel

4 Metronome, die auf das gleiche (oder annähernd gleiche) Tempo eingestellt sind werden auf eine Schaukel gestellt, sodass die Schwingungsebene aller Metronome parallel zueinander ist ("Die Metronome zeigen in die gleiche Richtung.") und nacheinander in Schwingung versetzt. Die Schaukel beginnt wie ein Pendel zu schwingen, die Metronome schlagen nach kurzer Zeit im Gleichtakt, obwohl kein Eingriff von außen stattfindet. Die Metronome sind nun durch die Schaukel gekoppelt, das heißt, sie sind miteinander verbunden und können sozusagen "Informationen über ihr Tempo und ihre Phase austauschen". Die einzelnen Schwingungen der Metronome überlagern sich. Die Bewegung eines jeden einzelnen Metronoms trägt zu einer "größeren Schwingung" bei, die sich aus der Summe der einzelnen Schwingungen ergibt. Diese größere Schwingung treibt das große Pendel, die Schaukel an, auf der die Metronome stehen. Die Schwingung der Schaukel treibt wiederum die Metronome so an, dass ein zu schnelles, also vorgehendes Metronom gebremst und ein zu langsames Metronom beschleunigt wird; die Metronome werden synchronisiert. Durch diese wechselseitige Abstimmung entsteht eine gemeinsame Schwingung, bei der die Metronome im gleichen Tempo und in Phase schwingen. Die Schwingungen der Metronome sind also kohärent.

Zu diesem Experiment gibt es ein Video zum Download (H.264) oder bei youtube.com .

Stärkebrei

Das Gemisch in der Wanne bzw. auf dem Lautsprecher ist ein Stärke-Wasser-Gemisch. Die langkettigen Kohlenhydratmoleküle der Stärke haben die Fähigkeit Wassermoleküle einzulagern, wodurch die Stärke quillt. Durch Druckeinwirkung wird das eingelagerte Wasser wieder "herausgepresst" weshalb der Kleister, den man auch als Nicht-Newtonsches Fluid bezeichnet, sich für kurze Zeit wieder festigt. Deshalb ist es möglich, durch ständige mechanische Einwirkung über den Stärkekleister zu laufen oder Figuren zu formen.

Zu diesem Experiment gibt es ein Video zum Download (H.264) oder bei youtube.com .

Elektromagnet