Die „Jugend forscht“ in der Physik
Klopfende Spechte, digitale Regenbögen, geheimnisvolle Sandmuster und neue Einsichten in den Mikrokosmos: Die Preisträger der Sparte Physik im Bundeswettbewerb „Jugend forscht“ 2012 überzeugten mit ausgefallenen Experimenten.
Sie sind die Forscherinnen und Forscher von morgen: Knapp 11.000 Mädchen und Jungen haben sich an der diesjährigen Runde des bereits 1965 ins Leben gerufenen Wettbewerbs beteiligt, der in zwei Altersgruppen ausgetragen wird; von Schülerinnen und Schülern bis 14 Jahre sowie Jugendlichen von 15 bis 21 Jahren. Auf sieben Fachgebieten (Biologie, Chemie, Physik, Technik, Geo-/Raumwissenschaften, Arbeitswelt sowie Mathematik/Informatik) treten die Teilnehmer zunächst auf regionaler Ebene an, qualifizieren sich für die Landeswettbewerbe, bevor es dann um Platzierungen auf Bundesebene geht. Die Preisgelder werden traditionell von Firmen und Wissenschaftsorganisationen zur Verfügung gestellt; nachdem die Max-Planck-Gesellschaft jahrelang die Biologiesparte unterstützte, stiftet sie nun seit 2012 alle Preise im Physikbereich im Wert von insgesamt 50.000 Euro.
Abb.: Fabian Manuel Kabus entwarf ein Softwareprogramm zur Generierung von virtuellen Regenbögen. (Bild: Jugend forscht)
Bei Bundessieger Timm Piper (16) aus Bullay war die Jury beeindruckt von seinem Verständnis der Mikroskopie-Grundlagen und der konsequenten Umsetzung seiner Ideen. Die neue Beleuchtung, die Phasenkontrast mit Hell- und Dunkelfeld kombiniert, hat der Gymnasiast bereits zum Patent angemeldet – Stefan Hell, Direktor am Max-Planck-Institut für biophysikalische Chemie und ausgewiesener Mikroskopie-Fachmann in der Max-Planck-Gesellschaft muss sich auf Konkurrenz gefasst machen.
Der 2. Preis beim Bundesfinale in Erfurt ging an Tobias Schemmelmann (18) vom Hans-Thoma-Gymnasium Lörrach und Lorenz Eberhardt (17) vom Kant-Gymnasium in Weil am Rhein, die sich am Schülerforschungszentrum Dreiländereck „phaenovum“ fanden und das Rätsel des Holzspechts lösten: Mit einer Hochgeschwindigkeitskamera filmten sie die Bewegung des Spielzeugvogels, der an einer senkrechten Stange klopfend hinunterrutscht. Sie identifizierten die einzelnen Phasen, entwarfen eine detaillierte physikalische Theorie der Reibungs- und Stoßprozesse und bewiesen filmisch deren Stimmigkeit.
In die Sauna zog es Jonas Kölzer und Nico Hofeditz von der Wilhelm-von-Oranien-Schule im hessischen Dillenburg: Die 19-Jährigen entwickelten eine kostengünstige Apparatur, um Temperaturen zwischen 10 und 30 Grad Celsius mittels Schallpyrometrie schnell und exakt zu bestimmen – ein Verfahren, das bislang in Brennkammern genutzt wurde und ihnen den dritten Platz einbrachte.
Abb.: Tobias Schemmelmann und Lorenz Eberhardt sicherten sich einen zweiten Platz in der Sparte Physik. (Bild: Jugend forscht)
Wie kommen die Sandrippel zustande, die man bei Ebbe am Strand vorfindet, entstehen sie bei jeder Flut neu und wovon hängt der Abstand der Rippel ab? Markus Pohlmann und Florian Renneke (beide 19) vom Gymnasium St. Mauritz in Münster eroberten Platz vier für die Beantwortung dieser Fragen. Dazu hatten sie eine Art Wellensimulator gebaut – ein Aquarium, das von einem Motor hin-und herbewegt wird und dessen Boden mit Sand bedeckt ist. Unter anderem stellten sie fest, dass die Rippel mit der Zeit in die Höhe wachsen und dabei immer weiter auseinander rücken. Den fünften Platz verbuchte Fabian Manuel Kabus (17) vom Scharnhorstgymnasium Hildesheim für seine Simulation von Regenbogen. Seine Software berechnet nicht nur wie das Sonnenlicht durch Wassertröpfchen in seine Farbbestandteile ausgespalten wird, sondern animiert aus den Ergebnissen auch einen virtuellen, verblüffend realitätsnahen Regenbogen, der um die für unser Auge normalerweise nicht sichtbaren UV- und Infrarotanteile erweitert ist.
MPG / PH
