Tipp: Hier geht’s ausführlichen 10-Punkte-Plan der VWA (Vorwissenschaftliche Arbeit)
Forschungsfragen sind Fragen an die Natur und Umgebung, die Sie selbst beantworten könne. „Wie“-Fragen funktionieren immer, „warum“-Fragen nie. Sie werden schnell bemerken, dass Sie ihre erstgewählte Frage rasch anpassen werden. Warum?
Tipp: Hier geht’s ausführlichen 10-Punkte-Plan der VWA (Vorwissenschaftliche Arbeit)
Forscherinnen bleiben nie alleine. Einerseits reden sie schon während ihrer Arbeit an den Forschungsfragen über das was sie tun, andererseits schreiben sie ihre Ergebnisse auf. Wie aber schreibt man eine Forschungsarbeit?
Der Wiener Hochstrahlbrunnen macht an Blauer-Himmel-Tagen die Besucher nass, wenn der Wind eine feine Gischt durch die Gegend weht. Diese Gischt macht in Zusammenarbeit mit der Sonne einen schönen Regenbogen. Warum?
Das Polarlicht wird am besten in Polarregionen studiert. Schon früh wurden also Expeditionen zu den Polen der Erde geschickt, um Forschungsstationen zu errichten. So auch nach Finnland. Man forschte über die Entstehung des Nordlichts.
Feedback ist eine gute Möglichkeit, Präsentationen zu verbessern. Die Analyse der Präsentation steht dabei im Vordergrund, nicht die Bewertung im Sinne einer Note. Nach welchen Punkten könnte man bei mündlichen Präsentationen vorgehen?
Worum geht es?
Licht entsteht, wenn Elektronen von einem energetisch angeregten Zustand in einen energetisch niedrigen Zustand kommen. Da Licht auch und vor allen bei Sternen entsteht, kann man durch die Analyse des Lichts von Sternen auf deren atomare Zusammensetzung schließen. Eine Möglichkeit der Analyse, ohne dort gewesen zu sein. Wenn man das Sonnenlicht durch ein Prisma zerlegt, sieht man Regenbogenfarben, und einige Stellen bleiben frei – das kontinuierliche Spektrum wird von schwarzen Linien durchzogen.
Was ist die genaue Frage?
Woher kommen die schwarzen Linien im Regenbogenspektrum der Sonne? Warum fehlen an ganz bestimmten Stellen des kontinuierlichen Spektrums ganz bestimmte Farben?
Was gäbe das für Konsequenzen?
Energien im Atom sind quantisiert. Nur ganz bestimmte Werte (Farben) können auftreten.
Voraussetzung und historischer Hintergrund
Die schwarzen Linien im Regenbogenspektrum der Sonne wurden zuerst vom deutschen Physiker und Optiker Joseph von Fraunhofer beobachtet. Joseph Balmer erklärte sie später. Noch später entdeckten Physiker namens Lyman, Paschen, Bracket und Pfund, dass es bei anderen Frequenzen elektromagnetischer Wellen, die von der Sonne kommen, ebenfalls schwarze Linien gibt – im unsichtbaren Bereich.
Das Experiment von Fraunhofer
Fraunhofer spaltete das weiße Sonnenlicht mit Hilfe eines Spektrums (Glasblock, geschliffen) in Regenbogenfarben auf. Dies funktioniert, weil die unterschiedlichen Frequenzen (Farben) im Lichtgemisch in Glas unterschiedliche Geschwindigkeiten haben, und ein Glasprisma diese Anteile ihrer Geschwindigkeit nach auffächert. Und: es sind da schwarze Linien.
Das Ergebnis
Balmer formulierte rechnerisch, dass schwarze Linien im Spektrum der Sonne vorkommen müssen. Allgemein weiß man heute, dass das Elektron im Wasserstoff der Sonne in einen angeregten Zustand kommen kann, in dem er passende Energie aufnimmt. Passende Energie kommt von den Lichtstrahlen der Sonne selbst. Nicht von allen, sondern nur von der passenden Farbe. Und diese Farbe fehlt dann im Spektrum.
Auswirkungen
Man kann durch die Spektralanalyse von Licht auf das Vorhandensein bestimmter Atome schließen. (Absorptionsspektrum). Andererseits kann man Gase erhitzen, und sie strahlen dann genau jene Bereiche als Licht ab, die sie im kalten Zustand „verschlucken“ (Emissionsspektrum).
Noch immer interessiert?
Wikipedia Stichwort: Fraunhoferlinie
In Comics sind jede Menge physikalischer Umstände gezeichnet dargestellt: Nehmen Sie Ihr Lieblingscomic zur Hand und sehen es sich einmal unter dem Gesichtspunkt „wo ist Physik“ an.
Zeichnen Sie auf ein Blatt Papier Beispiele, wie in Comics folgende physikalischen Begebenheiten dargestellt werden:
Ihre Zeichnungen müssen nicht unbedingt gut und perfekt sein – Sie sollten jedoch das Wesentliche selbst durch Ihre Hand gezeichnet darstellen.
Die Neue Zürcher Zeitung (NZZ) bringt einmal pro Woche am Mittwoch eine dreiseitige Forschungsbeilage heraus: „Forschung und Technik“. Auf diesen Seiten werden aktuelle und spannende Forschungsergebnisse vorgestellt. Die Themen kommen vorwiegend aus dem Bereich der Naturwissenschaften, der Medizin und der Technik. In einer Presseschau stellen studierende die interessantesten Inhalte einer solchen Ausgabe vor. Wie das geht, steht hier.
Leben könnte es außerhalb der Erde auf extrasolaren Planeten geben. Wie man solche Planeten findet, welche bisher gefunden wurden, und was sonst noch in diesem Bereich interessant ist, wird auf dieser Website zusammengestellt: http://exoplanet.eu/
Interessant sind unter anderem folgende Fragen:
Diese Fragen wären in einer selbst zusammengestellten Arbeit sicher eine interessante Aufgabe und spannende Herausforderung.
Bei Vollmond sieht man es besonders gut: Der Mond ist rund. Keine Ecken, keine Kanten. Warum ist der Mond so rund?
(mehr …)