Ein Vormittag im Desy Vakuumlabor
5z1 (2007) vor dem Desy Vakuumlabor
Die Schüler der 5. Klassen erhalten an unserer Schule 4 Stunden naturwissenschaftlichen Unterricht. Neben 2 Stunden Biologie in unserem Unterstufenraum Biologie unterrichten wir die Schüler 2 Stunden in einem unserer 3 Physikräume oder in einem unserer 2 Chemieräume. Hier werden sie geschult, naturwissenschaftliche Experimente durchzuführen und Protokolle darüber zu erstellen. So werden sie an die naturwissenschaftliche Vorgehensweise mit starker experimenteller Betonung herangeführt.
Wir versuchen auch für alle Klassen einen Experimentiertag im sogenannten Vakuumlabor bei Desy zu buchen. Hier können die Schüler in Kleinstgruppen - so wie sie es auch aus dem Experimentalunterricht her kennen - mehrere Versuche unter Vakuumbedingungen durchführen. Diese Versuche passen nahtlos in die Versuchsreihe, die wir an der Schule zum Thema Luft durchführen.
Folgende Versuche sind am Desy möglich:
Magdeburger Halbkugeln, Luftballon, Foliensprenger, Fallrohr, Klingel, Dichte der Luft, Glühdraht, Wassersäule.
Ein besonderes Experiment wird dann als krönender Abschluss des Experimentiertages durchgeführt.
Hier finden sie Impressionen über den Besuch der Schüler der damaligen 5z1 am 6. 2.2007, die von ihrer Klassenlehrerin Frau Unfug und von ihrer NaWi-Lehrerin Frau Lohmar begleitet wurden.
Luftballon
Ich fand den Versuch "Ein Luftballon im Vakuum" ganz toll.
Beim Absaugen der Luft wurde der Ballon immer größer und größer. Warum?
Die Luft im Ballon kann sich immer stärker ausbreiten, denn das Vakuum ist das Nichts. Deswegen wird der Luftdruck im Rezipienten immer niedriger und die Luft, die sich im Ballon befindet, kann sich ungehindert ausbreiten. Normalerweise begrenzt der Luftdruck im Rezipienten die Ausbreitung der Luft im Ballon und damit seine Ausdehnung.
Ein Bericht von Lukas Thiel
Fallrohr
Wenn man eine Feder und eine Metallkugel gleichzeitig in einem langen, senkrecht gehaltenen Rohr fallen lässt, so kommt die Kugel natürlich zuerst unten an.
Aber muss das immer so sein?
Die Feder besitzt eine größere Fläche als die Kugel. Daher wird sie von den Luftteilchen stärker abgebremst und verliert den "Wettflug" nach unten. Was passiert aber, wenn man die Luft mit der Vakuumpumpe aus dem Fallrohr saugt? Plötzlich fallen beide Körper gleich schnell. Da keine Luft vorhanden ist, gibt es auch gar nichts, was sie bremsen könnte.
Ein Bericht von Kalpani Wijekoon
Klingel
Am besten hat uns der Versuch gefallen, bei dem wir herausfinden mussten, ob eine Klingel im Vakuum noch zu hören ist. Die Klingel war zuerst ziemlich laut. Als wir dann die Luft abgepumpt hatten und sie wieder klingeln ließen, hörten wir sie nicht mehr. Aber wir haben gesehen, dass der Klöppel auf die Klingel schlug. Wenn Luft da ist, überträgt sie den Schall zum Ohr. Wenn kaum Luft vorhanden ist, kann sie das Signal der Klingel nicht übertragen.
Ein Bericht von Dennis Hoffmann und Romy Ingwersen
Foliensprenger
Zunächst mussten wir eine Baufolie straff über einen Rezipienten spannen und mit einem Gummiband befestigen. Dann hielten wir mit unseren vier Händen die Folie gaaanz straff.
Nach dem Anschalten der Vakuumpumpe wurde die Folie nach unten gezogen. Die Pumpe pumpte die Luft aus dem Rezipienten, so dass ein Vakuum entstand. Dadurch konnte die Außenluft die Folie nach unten drücken. Im Rezipienten war ja kaum noch Luft enthalten, so dass kein Gegendruck vorhanden war. Wir zogen mit Leibeskräften an der Folie, so dass sie nicht weiter nach unten gezogen werden konnte. Plötzlich bekam die Folie einen Riss – und wir einen großen Schreck, denn die Luft strömte mit lautem Knall durch den Riss in den Behälter.
Ein Bericht von Mareike Bey und Lilith Kuballa
Wassersäule
Wir gossen einen Standzylinder voll Wasser und stellten ihn mit der Öffnung nach unten in eine Schale. Danach füllten wir etwas Wasser in die Schale und stellten alles zusammen in einen Behälter und schlossen die Vakuumpumpe an.
Das Wasser aus dem Zylinder floss nach unten. Ganz toll war es, als wir die Pumpe abstellten und wieder Luft in den Behälter strömen konnte. Das Wasser schoss wie eine Fontäne beim Springbrunnen in den Zylinder zurück. Die Luft im Behälter drückte zunächst auf die Wasseroberfläche in der Schale. Darum konnte das Wasser nicht aus dem Zylinder entweichen. Als keine Luft mehr drückte, floss das Wasser nach unten. Strömte wieder Luft in den Behälter, drückte sie auf die Wasseroberfläche. Das Wasser wurde zurück in den Zylinder gepresst.
Ein Bericht von Lisa Griesel und Pauline Nörenberg
Glühdraht
Wir haben einen Glühdraht spiralförmig zwischen zwei Krokodilklemmen befestigt und die Klemmen mit Drähten mit einem Netzteil verbunden.
Was passierte wohl, als wir das Netzteil anschalteten und ein Vakuum erzeugten?
A. Alles explodierte
B. Der Draht glühte ganz doll
C. Der Draht zerbrach
Um eine Antwort auf diese Frage zu bekommen, solltet ihr unbedingt auch das Mitmach-Labor vom DESY besuchen. Einen Tipp könnt ihr auch von mir bekommen: Luft kühlt.
Ein Bericht von Vito Henckell-Rosas
Magdeburger Halbkugeln
Wir fanden die Versuche mit den "Magdeburger Halbkugeln" besonders spannend. Wir empfehlen euch dazu auch einen Besuch im Deutschen Museum in München, wo ihr die Original-Halbkugeln von Otto von Guericke bewundern könnt. Die beiden Halbkugeln liegen mit einem Dichtungsring fest aneinander. Aus der Kugel haben wir mit einer Vakuumpumpe Luft herausgesaugt.
Anschließend haben wir auf dem Flur versucht, die beiden Halbkugeln auseinander zu ziehen. Wir schafften es nicht! Aber viele Pferde hatten es ja auch nicht geschafft, wie uns in einem Film von der Maus gezeigt wurde. Aber zwei Traktoren mit jeweils 80 PS haben die Kugeln auseinander gekriegt. Die beiden Traktoren hatten so viel Kraft wie 160 Pferde!
Ein Bericht von Din Ibrahimovic und David Port