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Lesetipps:
Quarks und so (1): Die singende Flamme
Quarks und so (2): Energie aus dem Nichts
Naturwissenschaften: Übersicht





Quarks und so (3):
Die singenden Gläser und das magische Lineal








> Das Team
> Warum singen die Gläser?
> Bilder: Das Holzlineal wandert
> : Physik in der Pause
> Erklärung zum Versuch
> Warum, wer, wann und wo? + clever junior
Wer, was, wann, wo?

Die Physik-AG „Quarks und so" von Herrn Dr. Leu und Frau Dr. Armbruster hatte bereits zum vierten Mal Interessantes für die ganze Schule im Rahmen von "Physik in der Pause" vorbereitet.

Diesmal sollten die versammelten Gäste, rund 50 Personen, mehr erfahren über singende Gläser und ein magisches Lineal. Präsentiert wurde die Veranstaltung von den Schülern des WPU-Kurses.

Der Moderator war Richard Papst, der auch die "Versuchskanninchen" aussuchte, die Vermutungen zu den beiden Versuchen machen mussten:
1. Welches glas gibt die höchsten Töne von sich.
2. Was passiert, wenn man das mit einem Wolltuch geriebene Lineal an das hölzerne Metermaß heranbewegt.
(oben im Bild, v.l.: Carola Ilgen, Amrei Brameyer, Nura)
Singende Gläser
> Das dreistimmige Konzert der dünnwandigen Weingläser Gläser singen
> Benötigt werden:
Dünne Gläser gefüllt mit Wasser
Herr Dr.LeuDr. Leu: "Man benötigt dazu mehrere möglichst dünnwandige Gläser, gut geeignet sind Rotwein- oder Sektgläser. Aber Vorsicht: Je dünnwandiger ein Glas ist, desto leichter zerbricht es.


Die Gläser füllt man unterschiedlich hoch mit Wasser. Durch Reiben mit einem feuchten Finger über den Glasrand fangen die Gläser an zu schwingen und einen Ton von sich zu geben. Die Tonhöhe hängt dabei von der Menge des Wassers im Glas ab: Füllt man mehr Wasser in ein Glas, wird der Ton tiefer.

Bei der (Ton-) Schwingung bewegt sich nämlich nicht nur das Glas, sondern auch das Wasser im Glas muss mitbewegt werden. Je mehr Material schwingen muss, desto "langsamer" ist die Schwingung. Die Frequenz, das ist die Anzahl der Schwingungen pro Sekunde, wird kleiner. Und je geringer die Frequenz, desto tiefer der Ton."

Das wandernde Holzlineal
> Hier liegt das Holzlineal parallel zur Tischkante Lineal
> Hier hat sich das Holzlineal bereits eine viertel Umdrehung zurückgelegt und das ganz ohne Berührung. Nur durch die Nähe des Plastiklineals, konnte Amroi (rechts) das Holzlineal dazu bringen, sich von Plastiklineal weg zu bewegen.

Warum das so ist steht oben.
Lineal bewegt
Video
> Physik in der Pause Anklicken startet das Video
Erklärung
> Dr. Leu erläutert, wie der Versuch funktioniert:

UhrglasMan benötigt hierzu ein Holzlineal, ein Uhrglas (links), ein Plastiklineal und ein Stück Wolle. Das Uhrglas legt man umgekehrt auf den Tisch und legt das Holzlineal so darauf, dass es möglichst gerade liegt und den Tisch nicht berührt. Es sollte sich dann durch Anstoßen sehr leicht drehen lassen.

WolleReibt man das Plastiklineal an einem Stück Wolle (links) und bringt es dann in die Nähe des Holzlineal, so beobachtet man, wie das Holzlineal sich auf das Plastiklineal zu bewegt. Man kann das Holzlineal auf diese Weise in eine Drehbewegung versetzen und es mit dem Plastiklineal führen.

Wer das Experiment zuhause ausprobieren möchte, kann es statt mit einem Uhrglas auch mit der Plastikkappe eines Überraschungseis versuchen.
Wichtig aber ist, dass man wirklich Wolle verwendet, mit Baumwolle funktioniert das Experiment nicht. Alternativ kann man das geriebene Plastiklineal in die Nähe eines sehr dünnen Wasserstrahls halten.

In unserem Experiment passiert Folgendes: Durch Reiben mit einem Stück Wolle wird das Plastiklineal elektrostatisch aufgeladen, d. h. es sammeln sich elektrische Ladungen auf dem Plastiklineal an. Man kennt das beispielsweise, wenn man mit Schuhen mit Gummisohlen über einen Teppich läuft. In dem Fall lädt man sich elektrostatisch auf und bemerkt dies, wenn man an eine Türklinke fasst und dabei einen elektrischen Schlag bekommt - manchmal kann man sogar kleine Blitze sehen.

Das Holzlineal selbst ist zwar nicht elektrisch geladen (man sagt: es ist elektrisch neutral), es enthält aber elektrische Ladungen. Es gibt zwei Sorten elektrischer Ladungen: positive und negative. Bei einem elektrisch neutralen Gegenstand gibt es von beiden Sorten genau gleich viele. Positive und negative Ladungen ziehen sich dabei gegenseitig an, während sich zwei positive Ladungen gegenseitig abstoßen - dies gilt ebenso für zwei negative Ladungen.

Nehmen wir zum Beispiel mal an, dass das Plastiklineal durch das Reiben elektrisch negativ geladen wurde. Bringt man es in die Nähe des Holzlineals, richten sich die positiven Ladungen in dem Holz zu den negativen Ladungen im Plastiklineal aus. Sie werden von dem Plastiklineal angezogen (entsprechend umgekehrt richten sich die negativen Ladungen im Holz aus). Die positiven Ladungen im Holz möchten unbedingt näher an das negativ geladene Plastiklineal ran. Da sie aber aus dem Holz nicht hinauskönnen, nehmen sie das gesamter Holzlineal einfach mit: Das Holzlineal bewegt sich auf das Plastiklineal zu.

Fragen und Antworten
> Warum?
Wer?
Wann + Wo?
Clever JuniorWarum?
Physik wird von vielen Eltern und Schülern als „schweres“ Fach empfunden und gilt als eines der unbeliebtesten Schulfächer. Wir wollen die Schüler wieder für das Fach begeistern und knüpfen daher an die beliebten Experimentiershows aus dem Fernsehen an.

Wir zeigen verblüffende, spannende und lebensnahe Experimente, die zum Staunen und Experimentieren anregen sollen.
 

Wer?
Die „Quarks und so“ AG wurde zu Beginn des Schuljahres von zwei Lehrkräften im Vorbereitungsdienst (Dr. K. Armbruster, Dr. B. Leu) mit Unterstützung des Fachbereichs Naturwissenschaften der Dreieichschule gegründet. Schüler aller Altersstufen können in der AG Experimente entwickeln, die sich als Demonstrationsexperimente eignen.

Dabei werden Versuche ausgewählt, die mit einfachen Materialien verblüffende physikalische Phänomene zeigen können. Die Schüler präsentieren ihre Experimente selbst.


Wann und Wo?
Die „Physik in der Pause“-Show findet in der großen Pause entweder im Physikhörsaal oder im Pausenhof statt.

Die Information, wann und wo die nächste Pausenshow stattfindet, kann der Homepage der Dreieichschule oder den ausgehängten Plakaten entnommen werden.
(oben das Plakat "Quarks und so" zu dieser Veranstaltung)

Jan H., Webteam, 12.3. + 14.3.2007