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Experimente während der Herbstakademie 2012

Am Freitag macht ihr alle in der Zeit von 9.00 bis 12.30 Uhr Experimente an den verschiedenen Experiment-Stationen.

Eine Übersicht über die angebotenen Experimente seht ihr unten: Bitte sucht euch drei Angebot aus, die euch interessieren und kreuzt diese bei der Anmeldung an. Bei der Einteilung der Gruppen werden wir versuchen eure Wünsche zuberücksichtigen und euch die Teilnahme an einem der drei gewünschten Experimente zu ermöglichen. Leider können wir dies aber aufgrund des begrenzten Platzangebotes nicht garantieren. Eure zugeteilten Kurse hängen am Donnerstag im Gebäude der IG 1 vor dem Hörsaal HS 1/2 aus, und wurden euch ebenfalls per Mail zugesandt.

Update der Experimente: Das Institut für Materialphysik hat den Versuch "Diffusion in Metallen" mit dem Experiment "Atomsondentomographie" ersetzt.

Experimente in der Institutsgruppe 1 (IG 1)

Treffpunkt im Foyer vor dem Hörsaal HS 2

Optische Spektroskopie: Woraus besteht die Sonne?	Herr Lipinsky
Das bekannteste Absorsptionsspektrum sind wohl die Fraunhoferschen Linien im Sonnenspektrum. Sie entstehen, wenn das im Inneren der Sonne erzeugte Spektrum von Gasen an der Oberfläche absorbiert wird. Dass die Untersuchung von Emissions- und Absorptionsspektren auch zur Materialanalyse herangezogen werden kann, wird u.a. experimentell untersucht.	40 Plätze
Der Kreisel: mehr als nur ein Spielzeug	Herr Lipinsky
Kreiselbewegungen faszinieren jeden Betrachter, darum werden Kreisel so gerne als Spielzeug verwendet. Darüber hinaus sind die Anwendungen von Kreiseln in der Technik nicht mehr wegzudenken, etwa als Stabilisatoren im Schiffsbau oder beim Kreiselkompass. In der modernen Luftfahrt finden Kreisel zum Beispiel Anwendung als künstlicher Horizont. Im Versuch wird die Präzessionsbewegung eines Kreisels untersucht.	8 Plätze

Experimente im Institut für Kernphysik (KP)

Treffpunkt im Institut für Kernphysik, Raum 102, Wilhelm-Klemm-Straße 9

Radioaktive Strahlung: Experimente zu Eigenschaften und zum Nachweis	Herr Khoukaz
In diesem Versuch soll untersucht werden, wie verschiedene Strahlungsarten mit Materie wechselwirken. Dazu werden Versuchsaufbauten vorgestellt und in Betrieb genommen, mit welchen Alpha-, Beta- und Gamma-Strahlungsquanten nachgewiesen und gezählt werden können. So kann beispielsweise überprüft werden, wie die Strahlung einer Gamma-Quelle über verschieden dicke Kunststoff-, Aluminium- und Bleiplatten abgeschirmt werden kann oder wie Alphastrahlung in Luft "stecken bleibt". Dies gibt wichtige Informationen über die Natur dieser Strahlungsarten.	3 Plätze
Nebelkammer: Kosmische Strahlung im Schuhkarton	Herr Khoukaz
In diesem Versuch soll mit einfachen Haushalts-Materialien eine sogenannte Nebelkammer aufgebaut und in Betrieb genommen werden. Benötigt wird dazu lediglich ein Schuhkarton, Trockeneis, einige Tropfen Alkohol und eine Lampe. Mit dieser Kammer ist es möglich, z.B. Spuren der natürlichen kosmischen Strahlung direkt zu beobachten, um so ein Gefühl über die uns umgebende natürliche Strahlung zu gewinnen.	6 Plätze
Mini-PET: Ein Tomograf im Kleinformat	Herr Hannen
Die Positronen Emissions Tomografie (PET) ist ein in der Medizin eingesetztes bildgebendes Verfahren mit dem Stoffwechselprozesse im Körper sichtbar gemacht werden können. Die Funktionalität der PET Technologie wird im MiniPET Aufbau, in kleinerem Maßstab, nachgebildet. Die Basis des experimentellen Aufbaus bilden acht mit Photomultipliern ausgestattete BGO Szintillationskristalle, welche über ein Flash ADC System ausgelesen werden. Im Zentrum der Detektoren befindet sich ein Probenhalter in dem ein geeigneter Beta-Strahler positioniert wird.	3 Plätze
Nachweis kosmischer Strahlung mit Szintillatoren	Herr Hannen
Hochenergetische geladene Teilchen lassen sich besonders gut mit sogenannten organischen Szintillatoren nachweisen. Dies sind Plastikmaterialien, deren Moleküle durch die einfallende Strahlung zur Emission von Szintillationslicht angeregt werden. Das entstehende Licht wird traditionell über Photomultiplier nachgewiesen, in denen jedes Photon eine Lawine von Elektronen produziert, die dann einen messbaren Strompuls ergeben. Heutzutage werden neben Photomultipliern vermehrt Halbleitermaterialien eingesetzt, in denen intern eine Elektronenlawine ausgelöst wird. Vorteile sind die geringere Größe der Halbleiterdetektoren und die geringere benötigte Spannung. Im vorliegenden Experiment werden Myonen aus der kosmischen Höhenstrahlung mit organischen Szintillatoren nachgewiesen und die Winkelverteilung dieser Myonen vermessen.	6 Plätze
Kosmische Strahlung in der Thermoskanne	Herr Hannen
Der vorhandene Versuchsaufbau dient zum Nachweis von Myonen aus Teilchenschauern, die durch Reaktionen von hochenergetischen kosmischen Strahlen in der Atmosphäre ausgelöst werden. Als Detektor für diese Myonen dient eine mit Leitungswasser gefüllte Thermoskanne. Anstelle des Deckels ist ein Photomultiplier eingebaut. Einfallende Myonen werden in diesem Detektor über den sogenannten Cherenkov-Effekt nachgewiesen. Dabei wird durch ein geladenes Teilchen, dass sich mit sehr hoher Geschwindigkeit (> c/n) durchs Wasser bewegt, ein schwacher Lichtblitz ausgelöst, der dann nachgewiesen werden kann. Dieser Effekt ist auf dem Gebiet der Akustik vergleichbar mit dem Überschallknall eines Flugzeuges.	3 Plätze

Experimente im Institut für Didaktik der Physik (IDP)

Treffpunkt im Foyer vor dem Hörsaal HS 2

High Speed - Low Cost: Wie aus Alltagstechnologie ein eigenes Forschungslabor wird

Herr Heusler

Wie lassen sich Highspeed-Aufnahmen mit einer einfachen Digitalkamera realisieren? Wie kann man am eigenen Laptop eine Spektralanalyse durchführen? Wir zeigen, wie aus Alltagstechnologie ein eigenes Forschungslabor entstehen kann. Damit untersuchen wir verschiedene physikalische Fragestellungen, wie z.B. die Tropfenbildung bei einem dünnen Wasserstrahl, die Dynamik von rotierenden Bällen, oder klingende Gläser. Weiterexperimentieren zu Hause ist erwünscht! Mehr Informationen [pdf]

14 Plätze

Experimente im Institut für Materialphysik (MP)

Treffpunkt im Foyer vor dem Hörsaal HS 2

Flüssigkristalle - Drehen und Schalten von Licht	Herr Stolwijk
Flüssigkristalle sind heute allgegenwärtig. Flüssigkristall- oder LCD (Liquid Crystal Display) Anzeigen finden sich in Fernsehgeräten und Computerbildschirmen sowie in den Anzeigen von Mobiltelefonen, MP3-Playern, Taschenrechnern oder Armbanduhren. Trotz dieser weiten Verbreitung von Flüssigkristallen ist die Funktionsweise dieser Displays vielen unbekannt. Im Rahmen dieses Versuches wird eine Flüssigkristallanzeige angefertigt und ihre Funktionsweise getestet. Zum Vergleich untersuchen wir ebenfalls die LCD Anzeige eines Laptops.	3 Plätze
Härtung von Stahl - ein großindustrielles Verfahren im Labormaßstab	Herr Stolwijk
Die Kulturgeschichte der Menschheit ist eng mit der Entwicklung der Materialkunde verbunden. Kaum ein Schritt war in der Vergangenheit bedeutsamer als die Entdeckung, auf welche Weise man aus weichem, reinem Eisen ein Konstruktionsmaterial mit hoher Festigkeit herstellen kann. Es werden von den Teilnehmern einfache Temper- und Abschreckversuche an Fe-C-Proben durchgeführt, die eine unterschiedliche Härtung bewirken. Die zugrunde liegenden atomaren Mechanismen werden anhand von Schliffbildern am Lichtmikroskop erläutert. An diesen Experimenten wird keine(r) Teilnehmer(in) sich die Finger verbrennen.	3 Plätze
Atome zählen wie Erbsen: Atomsondentomographie	Herr Stolwijk
Die physikalischen Eigenschaften von Werkstoffen sind wesentlich durch die vorliegende Mikrostruktur bestimmt. Mit Hilfe der Atomsondentomographie ist es möglich, die atomare Zusammensetzung solcher Werkstoffe mit hoher Genauigkeit im Bereich von einigen Nanometern zu studieren. Bei der Analyse werden von einer nadelförmigen Probe einzelne Atome nacheinander kontrolliert abgetragen und vermessen. Aus den gewonnenenen Daten kann dann im Anschluss eine drei-dimensionale Karte der Atomverteilung im Computer erstellt werden. Im Experiment werden geeignete Proben aus Wolfram präpariert und im Feldionenmikroskop mit atomarer Auflösung betrachtet. In einem zweiten Teil sollen metallische Dünnschichtsysteme, die zuvor auf solche Wolframspitzen aufgebracht wurden, mit der Atomsonde analysiert werden.	3 Plätze

Experimente im MExLab Physik

Treffpunkt im Foyer vor dem Hörsaal HS 2

Daten-DJ: Licht auf Reisen und Lichtwunder Laser

Frau Niemeier

In der heutigen Zeit ist die Übertragung von Informationen mit Hilfe von Glasfasersystemen nicht mehr wegzudenken. Aber wie funktioniert das? Wir beschäftigen uns mit dem Prinzip der optischen Datenübertragung und sehen uns die Komponenten Sender, Empfänger und Übertragungsmedium genauer an. Wir untersuchen physikalische Eigenschaften und schicken in Experimenten Daten auf Reisen. Dann untersuchen wir den Sender genauer: Was kann ein Laser leisten? Wie ist er aufgebaut? Was zeichnet ihn aus?

20 Plätze

Experimente im Institut für Geophysik (GP)

Treffpunkt im Foyer vor dem Hörsaal HS 2

Geophysikalische Feldmessung: Seismische Erkundung

Herr Schmidt

Die zerstörerische Kraft von seismischen Wellen, die bei Erdbeben erzeugt werden, ist bekannt. Man benutzt wesentlich schwächere, kontrolliert angeregte seismische Wellen aber auch zur Erkundung des Untergrundes. Durch seismische Messverfahren ist es möglich, sich ein Bild der geologischen Strukturen bis in mehrere Kilometer Tiefe zu machen. Damit ist z.B. die gezielte Suche nach Rohstoffen und geeignetem Baugrund möglich. Wir werden auf einer Wiese seismische Wellen erzeugen, aus dem Untergrund kommende Wellen registrieren und ein einfaches Modell des Untergrundes ermitteln. Bitte entsprechende Kleidung zum Aufenthalt im Freien mitbringen!

12 Plätze

Experimente in der Nuklearmedizin/Medizinischen Physik (UKM)

Treffpunkt im Foyer vor dem Hörsaal HS 2

Radioaktive Spurensuche mit dem Ganzkörperzähler

Herr Kriens

Die Gefahren ionisierender Strahlung sind seit Tschernobyl und Fukushima in aller Munde. Doch wer oder was ist "verstrahlt"? Wie können verschiedene Strahlenarten gemessen werden und welche Grenzwerte sind einzuhalten? Die Teilnehmer können sich mit der Handhabung verschiedener Detektoren vertraut machen und erhalten einen Einblick in die tägliche Arbeit am Ganzkörperzähler. Wir untersuchen einen Probanden und bestimmen die Körperaktivität. In diesem Zusammenhang findet ein Vergleich der natürlichen und zivilisatorischen Strahlenexposition statt. Abschließend wird eine Einschätzung des Gefahrenpotentials verschiedener Strahlendosen vorgenommen, wie sie beispielsweise beim Verzehr kontaminierter Nahrungsmittel, Flugreisen, usw. auftreten können.

10 Plätze

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