Lust auf Mars?
Die NASA rekrutiert gerade für Jobs mit Arbeitsstandort Mars. Mehr zur Marsmission hier.
Grafik: NASA; Foto: Unsplash / NASA
Schwarze Streifen
Wenn Sie auf der Suche nach einer Forschungsfrage sind, die Sie sicher beantworten können, dann hilft vielleicht dieses Foto weiter. Woher kommt der schwarze Streifen an der Wand?
Tipp: Hier geht’s ausführlichen 10-Punkte-Plan der VWA (Vorwissenschaftliche Arbeit)
Woher kommt Licht, und wohin geht es?
Spektrallinien einer LED Lampe. Wir sehen sehr gut die wenigen Energiedifferenzen, die sich als Linien (Farben) zeigen.
Licht entsteht in Lichtquellen. Genau genommen im Atom. Genaugenommen in der Hülle des Atoms. In der Elektronenhülle befindet sich ein Elektron im angeregten Zustand. Es fällt in den Grundzustand zurück. Die Energiedifferenz wird als “Lichtquant” ausgestrahlt, es gilt der Zusammenhang: E= hf, und das bedeutet: Energiedifferenz (E) = Plancksches Wirkungsquantum (h) • Frequenz des Lichtes (f)
Licht verschwindet zum Beispiel in einer schwarzen Katze. Ein Lichtstrahl trifft auf ihr Fell. Auf ein Atom ihres Fells, genau genommen: es trifft auf ein Elektron in der Hülle des Atoms. Dieses Elektron geht in einen angeregten Zustand. Das “Lichtquent” wurde absorbiert, Licht ist verschwunden, die Katze hat die Energie aufgenommen und ist wieder ein bisschen wärmer geworden. Wieder gilt der Zusammenhang: E= hf. Die aufgenommene Energie ist zur Frequenz des Lichtes proportional. je größer die Frequenz, desto größer die Energie.
Hat das auch für mein Leben Bedeutung?
Durchaus. Je höher die Frequenz des Lichtes ist, desto energiereicher ist es. Sonnenbrand durch UV-Licht (Ultraviolett). Die Frequenz des UV-Lichtes ist so hoch, dass die Energie ausreicht, um ein Elektron aus seiner Hülle herauszuschlagen. Das Atom wird dadurch ionisiert. Wenn sich dieses Atom im Erbgut eines Lebewesens befindet, kann es dadurch verändert werden. Hautkrebs kann ausgelöst werden.
Und was ist Licht eigentlich?
Licht ist eine elektromagnetische Welle, so wie Radiowellen, nur mit einer höheren Frequenz. Die Netzhaut in unseren Augen ist für diese Frequenzen empfindlich. In der Quantenphysik spricht man auch davon, dass Licht aus einem Strom von Teilchen besteht, den “Photonen”. Es sind sogenannte – unteilbare – Energiequanten, die die Energieportionen E=hf tragen. Man spricht insgesamt vom “Welle-Teilchen-Dualismus” von Licht. Manche Experiment kann man gut erklären, wenn man annimmt, dass Licht eine Welle ist (Interferenzen), manche kann man gut erklären, wenn man annimmt, dass Licht aus Teilchen besteht (Photoelektrischer Effekt).
Immer noch interessiert?
Eine Episode der Physikalische Soiree beschäftigt sich mit dem Licht, seinen Eigenschaften, und wie man das Licht kennenlernen kann. Link zum Gespräch.
Was ist ein Wettersturz?
Schnelle Wetteränderungen. Temperaturen, die schnell sinken. Ein Wettersturz bahnt sich an. Was ist ein Wettersturz?
Wie wird dem Pfeil im Dartspiel die richtige Eigenrotation verliehen?
Meine persönliche Forschungsfrage. Bearbeitet von Franz Eschner im Rahmen eines Semesterschwerpunkts zum Thema “Erfindungen”. Wie wird dem Darts-Pfeil die richtige Eigenrotation verliehen?
Autor: Eschner, 09.05.2015
- Wie lautet meine Frage?
- Wie wird dem Pfeil im Dartspiel die richtige Eigenrotation verliehen?
Das gerüttelte Maß
Tipp: Hier geht’s ausführlichen 10-Punkte-Plan der VWA (Vorwissenschaftliche Arbeit)
“Das gerüttelte Maß” ist etwas, womit sich eine Menge beschreiben lässt. Werden Kaffeebohnen in eine Dose gefüllt, kriegt man ein bisschen mehr rein, wenn man die Dose rüttelt, damit sich die Körner “zusammensetzen”. Um wie viele Prozent unterscheidet sich das “gerüttelte Maß” vom “Normalmaß” ohne Rütteln? Ist das bei Kaffe, Reis, Mehl, Kichererbsen, Hirse gleich? Eine Forschungsfrage.
Die folgenden Punkte würden den Rahmen einer Arbeit dazu bilden, die man zum allergrößten Teil selbst machen könnte.
- Beobachtung beschreiben. Kaffeebohnen umfüllen.
- Beziehung zu Bekanntem herstellen: “Das gerüttelte Maß” ist bekannt und gibt es auch schon woanders.
- Frage formulieren: “Wie viel mehr Bohnen passen in die Dose, wenn man sie rüttelt”?
- Experiment durchführen.
- Antwort verfassen. “Wie viel mehr” kann eine Differenz (in Bohnen) sein, oder ein Quotient (in Prozent). Das Ganze sollte auch anschaulich (qualitativ) dargestellt werden (“ein bisschen mehr”, “etwa ein Zehntel mehr”).
- Was bedeutet die Antwort? Diskussion der Ergebnisse und mögliche Begründungen.
- Was könnte man nun mit diesem Wissen sonst noch fragen? (Andere Stoffe, Anwendungen, Theorie dahinter, wo geht das nicht)
- Mögliche Wiederholung von Punkt 4 mit anderen Stoffen, Bestätigung oder Widerlegung der bisherigen Erkenntnisse.
- Schluss: Schöne Erklärung der Beobachtung aus Punkt 1 mit nun begründeter Empfehlung es in Zukunft auch weiter bzw. nicht mehr so zu machen.
- Präsentation und Veröffentlichung. Pressemitteilung!
Was sind gute Forscher/innen?
Forscher sind Menschen mit bestimmten Eigenschaften. Man hört immer wieder, dass jemand ein guter Forscher ist. Was aber ist ein guter Forscher? Interessante Aspekte auch für die Betrachtung gleicher Voraussetzungen unterschiedlicher Geschlechter – fanden viele Studierende einer Schule, die sich mit dieser Frage auseinandergesetzt haben. Hier exemplarisch drei Antworten auf drei Fragen.
1) Was ist ein „guter Forscher“?
Ein guter Forscher muss großes Interesse für seine Arbeit aufbringen, er muss komplett in die Materie eintauchen. Ich denke, es ist auch wichtig, eine Sache von allen Seiten zu beleuchten und nicht nur schwarz-weiß zu denken, um diese vollkommen zu verstehen. Ein guter Forscher sollte auch den Mut haben, eine unpopuläre Meinung zu vertreten, um seine Erkenntnisse zu beweisen verteidigen.
2) Was ist eine „gute Forscherin“?
Auf die Arbeit bezogen muss eine gute Forscherin genau die gleichen Kriterien erfüllen, wie ein guter Forscher. Lange Zeit aber war der Forscherberuf allein Männern vorbehalten, die Stellung der Frau hat es nicht erlaubt, sich mit Wissenschaft zu beschäftigen. Auch heute noch ist unsere Gesellschaft so aufgebaut, dass es für eine Frau sicher schwerer ist, Anerkennung als Forscherin zu erlangen und sich in dem Beruf durchzusetzen, da sie sicher mit vielen Vorurteilen zu kämpfen hat.
3) Warum glauben Sie, stehen hier dazu zwei Fragen?
Zuerst konnte ich mir nicht erklären, warum hier zwei Fragen stehen. Männer und Frauen sind gleich, warum sollten sie also unterschiedliche Voraussetzungen mitbringen müssen, um gute Forscher zu sein? Wahrscheinlich stehen hier zwei Fragen, damit man sich überlegt oder dass einem klar wird, dass es gerade in der Wissenschaft für Frauen schwerer ist, dasselbe Ansehen und dieselben Chancen wie Männer zu haben.
(M.)
Forschungsfragen – die ersten Ideen
Tipp: Hier geht’s ausführlichen 10-Punkte-Plan der VWA (Vorwissenschaftliche Arbeit)
“Welche drei Hauptwörter würden am häufigsten vorkommen, wenn ich jeden Tag vor dem Zubettgehen einen “random” Textabsatz schreiben würde?” #sophie
Wenn Schülerinnen gebeten werden, fünf Fragen an die Natur – an die Umwelt – aufzuschreiben, sind das im Idealfall die Fragen, die sie sich wirklich stellen, oder im nicht so idealen Falle jene Fragen, auf die sie glauben, dass sie eine gute Note bekommen. In jedem Fall ist das Ergebnis interessant.
In einem weiteren Schritt werden die Schüler/innen gebeten, die Fragen nach “Machbarkeit in diesem Semester” zu überprüfen. Eine Checkliste zu diesem Schritt gibt es hier.
Hier aber ist nun eine Liste der spannenden, unverfälschten “ersten Fragen”. Sie entstand im Rahmen des Fernstudienunterrichts “Physik” am Abendgymnasium Wien 2015. man könnte jede von ihnen zu einer vollständig machbaren Forschungsfrage entwickeln.
Schalter
Da könnte man etwas untersuchen: welche Schalter gibt es, und was machen sie eigentlich?
Pferdegeschirr
Wer schon einmal einen Hund an der Leine gehabt hat, der ordentlich zieht, kennt, wie er dabei aussieht. Er stemmt sich mit den vier Beinen in den Boden und wirft seinen ganzen Körper gegen die Leine nach vorne zum Boden. Bei Zugtieren wird dieses Ziehen ausgenutzt, zum Beispiel beim Pferd. Dazu braucht es kein Halsband, an der die Leine befestigt ist, das würde sie würgen, sondern ein sogenanntes “Geschirr”.
Strümpfe und Socken
Eng anliegend sind sie, die Strümpfe und Socken, und das dürfte schon einmal einen Grund haben. Insgesamt Schutz und Isolation vor Wärmeverlust, das war der Wunsch der Erfinder, aber ob es solche namentlich gibt, ist anzuzweifeln. Von der Herstellung her sind Socken und Strümpfe eine Herausforderung – und viel Expertise liegt da durchaus auch in Österreich. (mehr …)
Ist Ihr Rot auch mein Rot?
Vorhängeschloss
Vorhängeschlösser laden wohl dazu ein, auch ohne Schlüssel wieder geöffnet werden zu wollen. Das gelingt nur wenigen, obwohl es Verein gibt, in denen die Kunst des Schlösserknackens gelehrt wird. Im allgemeinen aber braucht es einen Schlüssel, um das Schloss aufzumachen.
Goretex
Goretex ist ein Markenname. Er bezeichnet ein Gewebe, das für Wasserdampf durchlässig ist, für Wasser aber nicht. Das Wort “atmungsaktiv” fällt in diesem Zusammenhang oft.
Fernsteuerung
Kräne werden per Fernsteuerung bedient. Fernseher natürlich. Kleine Autos und Schiffe. Drohnen. Fernsteuerungen trennen die Menschen von ihren Maschinen, und sind doch dazu da, um sie mit ihnen zu verbinden. Dieser scheinbare Widerspruch ist leicht aufzulösen. Sie sind praktisch und ermöglichen viele weitere Einsatzgebiete für bestehende Erfindungen.
