Low-Cost-Experimente
Am IDP werden seit vielen Jahren Low-Cost-Experimente unter Einbezug von 3D-Druck und Microcontrollern entwickelt, gemeinsam mit Lehrkräften und Studierenden beforscht und einer breiten Öffentlichkeit v.a. durch Fortbildungen und Publikationen zur Verfügung gestellt.
Sie finden die nachfolgenden sowie viele weitere Low-Cost-Experimente auf der Webseite https://physikkommunizieren.de
Smartphonelupe
Kostengünstige Materialien, einfache Handhabung und spannende Beobachtungen – diese drei Merkmale kennzeichnen die ursprünglich am Pacific Northwest Laboratory (PNNL) entwickelte Technik der Smartphone-Maxilupe. Mithilfe einer kleinen Glasperle und eines Clips aus dem 3D-Drucker lassen sich mit jedem Smartphone stark vergrößerte Abbildungen erzeugen. Je nach Durchmesser der Glasperle bzw. Kugellinse und verwendetem Aufsatz ergeben sich 100-fache (d=3mm), 350-fache (d=1mm) oder sogar 780-fache Vergrößerungen (d=3mm und d=1mm). Sämtliche Anwendungen erfolgen als Durchlichtuntersuchungen, sodass mithilfe zusätzlicher Lichtquellen für eine geeignete Durchleuchtung bzw. Hintergrundbeleuchtung der Probe zu sorgen ist.
Die Datei und weitere Informationen gibt es unter:
https://www.physikkommunizieren.de/3d-druck/smartphone-lupe/
Luftkissenscheibe
Mit 3D-gedruckten Luftkissenscheiben sind Experimente ohne Kompressor und somit ohne störende Geräuschkulisse möglich. Hierbei erzeugt ein Luftballon das nötige Luftpolster unter der Scheibe. Die von uns erstellte STL-Datei der Luftkissenscheibe hat sechs Aufnahmen für M12-Muttern, mit der die Masse der Luftkissenscheibe variabel verändert und somit Experimente zu elastischen Stößen mit Luftkissenscheiben gleicher oder unterschiedlicher Massen in der Ebene durchgeführt werden können. Die Datei und weitere Informationen gibt es unter:
https://www.physikkommunizieren.de/3d-druck/luftkissenscheibe-aus-dem-3d-drucker/
Interferometer aus dem 3D-Drucker
Auf Basis der Arbeiten der kostengünstigen Mikroskopie-Toolbox des IPHT Leibniz Institut Jena (www.nature.com/articles/s41467-020-19447-9#citeas) haben wir ein Experimentierkit mit 3D-gedruckten Teilen weiterentwickelt, mit dem eine Vielzahl von Wellenoptischer Experimente möglich sind (u.a. Michelson-Interferometer, Mach-Zehnder-Interferometer, Polarisation). Weitere Informationen, Anleitungen und Druckdateien finden sich unter der Projektwebseite o3q.de
3D-Druck für Schule und Hochschule
In dem Buch “3D-Druck für Schule und Hochschule” stellen Alexander Pusch und Nils Haverkamp Möglichkeiten vor, wie sich 3D-Druck in den naturwissenschaftlichen Unterricht integrieren lässt und beschreiben die Konstruktion von Experimentiermaterial anhand verschiedener Best-Practice-Beispiele. Anhand der ausführlichen Konstruktionsanleitungen können interessierte Lehrkräfte und auch Schülerinnen und Schüler Experimentiermaterial wie die Smartphonelupe oder die Luftkissenscheibe selber nachkonstruieren.
Das Buch ist über Springer verfügbar: