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Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik in der Region Mittlerer Neckar
Die Thementage II wenden sich an interessierte Schülerinnen und Schüler der Oberstufe. Interessante naturwissenschaftliche Themen werden an mehreren Tagen untersucht, dabei steht das eigene Experimentieren im Vordergrund. Alle Bereiche sind so aufgebaut, dass notwendige theoretische Grundlagen in einem Seminar erarbeitet werden, um danach im Schülerlabor eigene Untersuchungen durchzuführen zu können. Die Themen sind vorrangig aus Bereichen, die in der Schule nicht oder nur kurz behandelt werden, aber zu den Inhalten des Bildungsplans passen. Für Experimente stehen moderne Messinstrumente und hochwertige Experimentieraufbauten zu Verfügung.
Fragen gerne per E-Mail an maerkl@mine-mint.de.
Thema I: Warum fliegt ein Flugzeug?
Wie kann der Airbus A380 mit einer Gesamtmasse von 560 Tonnen starten? Warum können Düsenjets auf dem Kopf fliegen? Durch welche Veränderungen an der Karosserie können die Autos von morgen energiesparender fahren?
Diese und weitere interessante Fragen zum Thema Strömungen, Bernoulli-Effekt, Auftrieb und Fliegen werden wir an der Universität Stuttgart durch eigenständige Versuche unter anderem mit einem Windkanal beantworten. Zuvor werden an einem Nachmittag die Grundlagen wiederholt und gemeinsam erarbeitet.
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Thema II: Impuls und Drehimpuls – Wie gehört das zusammen?
Ein geradeaus fahrendes Auto hat einen Impuls, ein sich drehender Kreisel einen Drehimpuls. Aber wie passen die beiden wichtigen physikali-schen Größen zusammen? Welche Gemeinsamkeiten gibt es? Was ist anders?
Diese Gemeinsamkeiten und Unterschiede werden wir anhand interessanter Versuche an der Universität Stuttgart genauer betrachten und erforschen. Diese auch für das Abitur wichtigen Zusammengänge können selbst erfahren werden. Viele weiterführende Fragen des Alltags wie beispielsweise die Pirouettendrehung beim Eiskunstlauf können nach diesem Tag im Schülerlabor leicht beantwortet werden.
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Thema III: Laserlicht hat komische Eigenschaften
Leuchtet man mit einem Laser durch einen schmalen Spalt passiert etwas Erstaunliches:
Hinter dem Spalt gibt es Stellen, an denen das Laserlicht komplett verschwindet, daneben leuchtet es hell? Wie kann man sich das erklären? Wohin geht das Licht? Und iwe unterscheidet sich rotes, grünes und violettes Laserlicht?
Diese Eigenschaften von Laserlicht werdet ihr nach einem Nachmittag theoretischer Grundlagen selbstständig entdecken und erforschen.
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Thema IV: Automatisierungstechnik
Wie funktionieren die Abfüllmaschinen in einer Joghurtfabrik? Woher weiß der Roboter bei der Automobilherstellung, wo die Tür angebracht werden soll? Wann muss ein Förderband stoppen? Wie können Vorgänge automatisiert und beschleunigt werden?
Mit Hilfe des MecLab-Systems der Esslinger Firma Festo werden wir die Grundlagen der Automatisierungstechnik verstehen und eigene Produktionsstraßen aufbauen. Diese müssen dann noch so programmiert werden, dass sie funktionieren. Die Programmierung werden wir anhand aufeinander aufbauender Szenarien kennenlernen, so dass am Schluss eigene Ideen umgesetzt werden können. Nachdem wir drei Tage am Modell gearbeitet haben, besuchen wir die Firma Festo in Esslingen, um uns reale Automatisierungstechnik anzuschauen.
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Thema V: Experimente der Atom- und Quantenphysik
Wie ist Graphit im Innersten aufgebaut? Wie liegen die Moleküle zueinander? Wie kann man den Aufbau sichtbar machen? Warum leuchtet Wasserstoffgas unter Hochspannung lila? Wie funktioniert ein Laser?
Nach einem Nachmittag der theoretischen Grundlagen werden wir das Schülerlabor der Experimenta Heilbronn besuchen. In diesem werden u.a. ein Stickstoff-Laser aufgebaut und Graphit unter dem Rastertunnelmikroskop betrachtet. Es kann dabei selbstständig an sehr teuren Versuchen geforscht und experimentiert werden.
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