Zeit ist relativ, Licht ist absolut
geschrieben von:
Jan-Felix Kramer
Besuch des Physik-Kurses des 13. Jahrgangs der Robert-Bosch-Gesamtschule in der Raum-Zeit-Werkstatt der Universität Hildesheim (von Sergej Eckhardt und Lena Göbel)
Am Freitag, den 16. Januar 2015 besuchte der Physikkurs des 13. Jahrgangs mit Herrn Kramer die Raum-Zeit-Werkstatt der Universität Hildesheim, wie schon die Physikkurse in den vergangenen Jahren. Das Projekt „Raum-Zeit-Werkstatt“ richtet sich an Schülerinnen und Schüler der Mittel- und Oberstufe. Geleitet wird es von Physikstudentinnen und -studenten und von Frau Kraus und Herrn Zahn.
Nachdem sich die fünf Studentinnen und Studenten kurz vorgestellt haben und uns erzählten, dass sie derzeit ihren Master in Physik und zum Teil auch in Mathematik auf Lehramt machen, bekamen wir einen kurzen Einblick in verschiedene Bezugssysteme und in die Relativitätstheorie von Albert Einstein. Anschließend wurde unser Kurs in zwei Gruppen aufgeteilt, wobei jede Gruppe verschiedene Aspekte des Hauptthemas bearbeiten sollte.
Die erste Gruppe beschäftigte sich mit der Schwerelosigkeit sowie den Gravitationswellen und deren Bedeutung im Weltall. Im Bereich der Schwerelosigkeit führten die Schülerinnen und Schüler Experimente im Gebiet der Gravitation durch und bauten sogar ihr eigenes Gravimeter, ein simples Holzstäbchen mit zwei sich abstoßenden Ringmagneten, womit man die Schwerkraft messen bzw. die Schwerelosigkeit im freien Fall beweisen kann. Nach weiteren Experimenten zum freien Fall sowie einem Versuch mit James Bond im Fahrstuhl, welcher von seinen Feinden ins All befördert wurde, widmeten sich die Schüler den Gravitationswellen. Dazu bekamen sie Texte, die sie Bildern, Frequenzen und auch Tönen zuordnen sollten. Nachdem die Schülerinnen und Schüler ihr Verständnis hierzu aufgebaut hatten, sortierten sie unterschiedlich verformte Mandalas, um ein besseres Verständnis zu erlangen, inwiefern sich Gravitationswellen ausbreiten. Danach wurde mit einem Ultraschall-Interferometer experimentiert, da so ein Gerät (wenn man statt Ultraschall Laserlicht verwendet) die Möglichkeit bietet, Gravitationswellen zu messen. Mithilfe von einem Ultraschallsender, Reflexionsflächen als auch einem halbdurchlässigen Spiegel (bzw. in diesem Fall einer Plastikfolie) und einem Empfänger konnte man sich sozusagen Gravitationswellen auf dem Oszilloskop anzeigen lassen.
Die zweite Gruppe beschäftigte sich mit Einsteins spezieller Relativitätstheorie, der Zeitdilatation (Zeitdehnung) und mit fast lichtschnellen Flügen. Anhand eines Bahnhofs und zwei Zügen konnten sie schnell feststellen, dass die Geschwindigkeit relativ ist, da es immer auf den Beobachter und dessen Bezugssystem ankommt, wie schnell sich einer der Züge bewegt. Dabei gibt es allerdings eine Ausnahme: die Lichtgeschwindigkeit. Diese ist absolut und bewegt sich dementsprechend immer nur maximal mit einer Geschwindigkeit von c = 299.792.458m/s. Danach begaben sich die Schülerinnen und Schüler in ein Raumschiff (natürlich nur anhand einer Computersimulation), welches sich auf dem Hildesheimer Marktplatz befindet. Mit verschiedenen Geschwindigkeiten ließen sie nun dieses Raumschiff beispielsweise auf das Knochenhauer Amtshaus zufliegen, wobei sie feststellten, dass sich das Gebäude bei hoher Geschwindigkeit optisch wölbte, bzw. größer und kleiner wurde. Zu diesem Effekt stellten sie außerdem einige Berechnungen an, die das Gesehene noch untermauerten. Dass Zeit ebenso wie die Geschwindigkeit relativ ist, klingt im ersten Moment merkwürdig, da uns diese meistens wie etwas Absolutes erscheint. Dennoch stimmt dies, was die Schülerinnen und Schüler ebenfalls mit Hilfe einiger Experimente und Berechnungen feststellen konnten. Ein Beispiel dafür ist die Lichtuhr. Wenn diese in Bewegung ist, geht sie nach, im Verhältnis zu einer ruhenden Uhr.
Am Ende kamen die beiden Gruppen zusammen und präsentierten, was sie in den jeweiligen Gruppen gemacht haben und zu welchen Erkenntnissen sie gelangten. Im Anschluss gab es eine Feedback-Runde zum ganzen Projekt und wir nannten Aspekte, die gut gelungen oder ausbaufähig waren.
Zusammenfassend fand der Physikkurs das Projekt sehr interessant und lehrreich. Zudem hat es allen Spaß gemacht und man konnte den Studentinnen und Studenten viele Fragen stellen, auch bezüglich des Studiums und des Studentenalltags. Wir bedauerten jedoch, dass wir nur ein Themenbereich in der vorgegebenen Zeit bearbeiten konnten. Ansonsten war es ein sehr spannender Tag in der Universität Hildesheim.
