Kleine Partikel und unendliche Weiten

Naturwissenschaftliche Workshops an der Universität Hildesheim
Wie schon in den Vorjahren hat die Robert-Bosch-Gesamtschule auch dieses Jahr Schülerinnen und Schülern des elften Jahrgangs die Möglichkeit gegeben, durch naturwissenschaftliche Exkursionen zur Universität Hildesheim einen motivierenden Einblick in sogenannte MINT-Themen zu bekommen.
Die Schülerinnen und Schüler des elften Jahrgangs konnten sich dazu im Januar für zwei verschiedene naturwissenschaftliche Workshops an der Universität einschreiben, und zwar zu den Themen Relativitätstheorie und Nano-Technologie.
Im Folgenden lesen Sie nun Erfahrungsberichte von Schülerinnen und Schülern, die an diesen Workshops teilgenommen haben.

NanoScience

Schüler und Schülerinnen des 11. Jahrgangs der Robert-Bosch-Gesamtschule haben am 25. und 26. Januar 2018 an der Universität Hildesheim zum Thema NanoScience diskutiert und Versuche durchgeführt. Aber was ist NanoScience eigentlich?
In der Nanowissenschaft dreht sich alles um Nanopartikel, also die Teilchen, die kleiner als 100 Nanometer sind. Um diese Dimension etwas zu verdeutlichen: Ein Nanometer verhält sich zu einem Meter in etwa so wie der Umfang einer Ein-Cent-Münze zum Umfang der Erde. Bei solch kleinen Teilchen beeinflusst die Größe des Partikels maßgeblich die Eigenschaften des vorhandenen Stoffes. Ohne NanoScience würde es so etwas Praktisches wie wasserabweisende Stoffe gar nicht geben.
Um uns Schülern diese faszinierende Welt etwas näher zu bringen, haben wir sie mit einigen Versuchen selbst entdeckt, so wie mit der magnetische Knete oder dem chemischen Sonnenuntergang.
Einblicke in chemische Laborarbeit
Als erstes bekamen wir eine Sicherheitseinführung. Daraufhin bekamen wir Schutzbrillen und Kittel, diese mussten wir immer im Labor tragen. Es folgte ein erster Experimentierzirkel, 7 Experimente insgesamt. Die Experimente waren „Fraktale erzeugen mit Silberelektrolyse und Gleichstrom“ sowie der „Nanoigel“, ein Gemisch, in dem Nanopartikel vorhanden sind, welche auf Magnetismus reagieren. Ein weiteres Experiment war der „chemische Sonnenuntergang“, bei dem mit Hilfe eines Overheadprojektors eine chemische Reaktion in Form von Licht sichtbar wurde. Eine Mittagspause folgte und im zweiten Experimentierzirkel wurde von uns mithilfe von Wechselstrom Nanosilber hergestellt. Das Nanosilber wird sichtbar, wenn man mit einem Laserpointer in das Becherglas mit der Nanosilber-Lösung leuchtet. Das letzte Experiment, worauf wir den Tag lang hingearbeitet hatten, war, eine Petrischale zu präparieren mit Bakterienkulturen und drei verschiedenen Flüssigkeiten: Nanosilber, Silberchlorid und Leitungswasser. Am Ende des ersten Projekttages wurde uns ein Video über eine Nanosilber-Waschmaschine gezeigt, womit wir uns auf den nächsten Tag vorbereiteten.
Als wir am Donnerstag also alles ein bisschen besser verstanden hatten, konnten wir uns am Freitag mit den Problemen, die NanoScience mit sich bringt, beschäftigen. Viele Dinge, die bei „normaler“ Größe gelten, sind in der Größenordnung der Nanotechnologie ganz anders. So auch bei einer Waschmaschine der Marke Samsung, die durch Nanosilber eine bessere Waschleistung erzielen soll. Während eines Planspiels, in dem wir in Kleingruppen verschiedene Interessengruppen wie den BUND, Samsung oder den Verbraucherschutz vertreten haben, diskutierten wir über die Vor- und Nachteile der Waschmaschine. Es war unglaublich zu sehen und zu verstehen, was für Gefahren solche winzig kleinen Teilchen mit sich bringen können. Dazu kommt noch, dass die Nanotechnologie kaum erforscht ist und es viele Dinge gibt, die man über die verschiedenen Elemente in der Größenordnung noch gar nicht weiß.
Nach zwei Tagen in der Universität haben wir alle eine Menge über NanoScience gelernt, insbesondere, dass dieses Forschungsgebiet revolutionär sein kann, und dass in vielen alltäglichen Gebieten, wie zum Beispiel Medizin. Gerade deswegen ist es überaus wichtig, weiter zu forschen und so viel wie möglich über NanoScience in Erfahrung zu bringen.

Raumzeitwerkstatt

Der Projekttag zum Thema „Relativitätstheorie“ begann für uns Schüler und Schülerinnen des 11. Jahrgangs um 8 Uhr vor der Universität. Dort wurden wir abgeholt und nach einer kurzen Einführung in zwei Gruppen aufgeteilt.
Die eine Gruppe, in der wir uns befanden, beschäftige sich zuerst mit der Lichtablenkung, wo uns anfangs das Verhalten von Geodäten (die kürzeste Verbindung zwischen zwei Punkten) auf gekrümmten Flächen näher gebracht wurde, in diesem Fall handelte es sich um einen Globus, von welcher Oberfläche wir auch ein Sektormodell gebaut haben. Ebenfalls erstellten wir ein Sektormodell vom schwarzem Loch, um uns die Geodäten anzugucken, welche die Lichtablenkung erklären. Danach haben wir an dem Computer eine Simulation des schwarzen Lochs gesehen, mit welcher wir experimentieren durften, indem wir die Größe und Position verändert haben. Die Simulation des schwarzen Lochs zeigt beim Bewegen mehrere in einer Reihenfolge auftretende Phänomene. Die schwarzen Löcher sind für die Lichtablenkung zuständig, weshalb wir die Sterne, die hinter einem schwarzen Loch liegen, nicht an ihrer richtigen Position sehen können, sondern immer versetzt. Diese Information haben wir mithilfe von Aufgaben in einem Übungsheft festgehalten.
Nach einer kurzen Pause haben die Gruppen gewechselt und wir uns mit dem Teilthema „Fast lichtschnelle Flüge“ beschäftigt, wo wir damit angefangen haben, über relative und absolute Geschwindigkeiten zu sprechen. Daraufhin sind wir mit einem Flugsimulator mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeit über den Hildesheimer Marktplatz geflogen. So konnten wir die Effekte, welche sich bei so großen Geschwindigkeit zeigen, nahezu hautnah erleben. Außerdem haben wir uns mit der Zeitdilatation (Zeitdehnung) beschäftigt, dazu haben wir eine Lichtuhr aus Personen mithilfe von Bollerwagen und einer Tafel nachgestellt. Des Weiteren haben wir die Zeitdilatation noch berechnet. Nach dem Feedback für die Beteiligten des Projekts wurden wir entlassen. Der Workshop war lehrreich und hat uns außerhalb des Unterrichts einen spannenden Einblick in die Relativitätstheorie gegeben.