Physik
Physik an der Dahlmannschule
Physik ist an der Dahlmannschule ein in allen Klassenstufen sehr beliebtes Fach. Der Fachunterricht in Physik beginnt bei uns in der 6. Klasse und wird dann durchgehend bis zur 9. Klasse unterrichtet. Danach bieten wir in der Oberstufe regelmäßig Physik als Profil gebendes Fach an. Jedes Jahr erzielen Schülerinnen und Schüler der Dahlmannschule hervorragende Leistungen im Fach Physik und erhalten als Anerkennung eine Auszeichnung der Deutschen Physikalischen Gesellschaft.
Ausstattung
Die Dahlmannschule verfügt über drei sehr gut ausgestattete Fachräume für Physik, von denen einer gerade (2014) neu eingerichtet wurde. Alle Fachräume enthalten eine Vielzahl von Schülerübungssätzen, die ein eigenständiges Durchführen von Experimenten in kleinen Gruppen in allen Jahrgangstufen ermöglichen. Ebenso gehören Laptops und Beamer zur Standardausstattung unserer Physikräume.
Vor Kurzem wurde ein komplettes Messwerterfassungssystem im Klassensatz angeschafft. Mit Lichtschranken, Ultraschall-Bewegungssensoren, Spannungs-, Strom-, Beschleunigungs-und Temperatursensoren lassen sich unzählige Experimente in kleinen Gruppen durchführen.
Experimente
Im Unterricht experimentieren die Schülerinnen und Schüler überwiegend selbstständig. Dadurch gewinnen sie ein vertrautes Verhältnis zu physikalisch-technischen Geräten und erhalten einen motivierenden Zugang zur Naturwissenschaft Physik.
Durch die folgenden Fotos lässt sich ein erster Eindruck gewinnen.
Optik: Schüler untersuchen mithilfe eines Erde-Mond-Modells die Mondphasen.
Elektrizitätslehre: Schüler untersuchen mithilfe der Steckbretter kombinierte Reihen- und Parallelschaltung.
Aber nicht nur mithilfe der Physiksammlung werden Experimente realisiert. Sondern auch durch eigene Selbstbauten der Schüler, die mit nach Hause genommen werden dürfen und zum eigenständigen Experimentieren einladen.
Optik: Schüler experimentieren mit selbst gebauten Lochkameras
Magnetismus: Schüler testen einen selbstgebauten Elektromotor
Wettbewerbe
Alle Schülerinnen und Schüler, ob groß oder klein, verbindet in der Physik ein gemeinsamer schulinterner Physikwettbewerb, der von Herrn Holdt und Herrn Wild seit etlichen Jahren durchgeführt wird und der sich einer sehr großen Beliebtheit erfreut. Die Abbildung unten zeigt die Aufgabenstellung des Schuljahres 2013/14.
Außerdem holt die Fachschaft Physik in regeläßigen Abständen Professoren der Universität Kiel an die Dahlmannschule, die im Rahmen des Projekts „Uni kommt zur Schule“ interessante Vorträge und Experimente halten bzw. vorführen.
Ratten-Kraftwerk gebaut
Degu-Kraftwerk
In der Zeit vor Weihnachten 2015 habe ich (Christian Lange; zu der Zeit Schüler des neunten Jahrgangs) für den Physik-Unterricht ein „Degu-Kraftwerk“ gebastelt. Degus sind Nagetiere aus der Gattung der Strauchratten. Ihre Ausmaße sind etwa mit denen einer Ratte vergleichbar.
Das Problem
Mit Herrn Schütze als Physiklehrer hatten wir gerade das Thema Energieversorgung Deutschlands, wir haben ein Beispiel zur Stromversorgung Deutschlands mit Hamstern durchgerechnet und haben festgestellt das es unmöglich wäre Deutschland nur mit „erneuerbaren Energien“ aus Hamstern zu Versorgen. Da unsere Rechnungen aber nur auf wagen Annahmen beruhten und wir es alle interessant fanden das ganze einmal praktisch durchzuspielen, boten sich meine Degus als Hamster-Ersatz sehr gut an.
Der Käfig
Das Kraftwerk
Also habe ich ein paar Steckkastenteile mit nach Hause genommen und sie mit Flügelschrauben am Käfig meiner Degus befestigt. Auf der Halteplatte hatte ich einen kleinen Generator montiert, den ich über ein Gummiband mit dem Laufrad verbinden wollte. Allerdings konnte man das Gummiband nicht gut über Kreuz laufen lassen, was aber nötig gewesen wäre um die zwei Achsen mit einander zu verbinden. Also habe ich die Welle des Generators durch eine weitere Platte auf die gleiche Stellung mit der des Rades gebracht, diese machte die Konstruktion allerdings um einiges wackeliger, da die Steckkastenteile aus Kunststoff bestanden.
An den Generator schloss ich dann das Gummi und ein DMM (Digitalmultimeter) an, mit dem ich sowohl die elektrische Stromstärke I als auch die elektrische Spannung U messen konnte. Das Gummiband führte zur Welle des Laufrades. Damit war der Versuchsaufbau abgeschlossen!
Endgültiger Aufbau (das Rote im Bild ist das Rad)
Ursprünglicher Aufbau
Die Messung
Nun beobachtete ich die Degus etwa vier Wochen lang. Doch ich stellte schnell fest, dass die Tiere nur relativ wenig elektrische Energie erzeugten. Die Unwirtschaftlichkeit dieses Modells hatte ich nach der Rechnung für ein Hamsterkraftwerk schon vermutet. Die gemessenen Werte schwankten um U=1V und I=0,2A! Somit ergab sich für mein Kraftwerk eine durchschnittliche Leistung von P=U*I=1V*0,2A=0,2W. Die erzeugten 0,2 Watt reichten aber nicht aus, oder waren nur zu kurz anliegend, als dass man eine kleine LED damit hätte betreiben können. Zum Vergleich: Eine handelsübliche Glühbirne benötigt eine Leistung von 40 bis 60 Watt.
Ein freundlicher Degu
Um eine schwache Glühbirne zu betreiben müssten also 40W:0,2W=200 meiner Degus konstant an ihrem Limit laufen. Um ganz Deutschland zu versorgen, benötigte man 15.000.000.000.000 Ratten im aktiven Dienst...
Christian L., E-Phase
Physik-Wettbewerb der DMS 2016
Der DMS-Physikwettbewerb 2016
Wer konstruiert einen Papierflieger mit mindestens 25cm Spannweite, der möglichst weit fliegt?
Regel
In unserem Wettbewerk sind die folgenden Regeln einzuhalten:
- Als Baumaterial sind DINA4-Papier (ca. 80 g/m2), handelsüblicher Klebstoff, Bindfaden und transparentes Klebeband erlaubt.
- Die Verwendung anderer Materialien oder vorgefertigter Bausätze ist nicht erlaubt.
- Die Spannweite des Flugzeugs muss mindestens 25 cm betragen.
- Das Gesamtgewicht des Fliegers darf maximal 50 g betragen.
- Jeder Teilnehmer/jede Teilnehmergruppe darf während des Wettbewerbs nur einen Papierflieger benutzen.
- Das Flugzeug wird von einer auf dem Boden stehenden Person abgeworfen.
- Der Flug muss innerhalb eines 8m breiten Korridors erfolgen.
- Verlässt ein Flugzeug den Korridor oder fliegt gegen ein Hindernis (Lampe, Decke…), wird der Wurf bis dorthin gemessen.
- Beim Übertreten der Startmarkierung wird der Wurf ebenfalls mit 0m gewertet.
- Es stehen jedem Teilnehmer/ jeder Gruppe drei Versuche zur Verfügung.
- Gewertet wird der weiteste Versuch.
- Sieger ist der Teilnehmer/die Gruppe mit der größten Weite.
Preise
- Es gibt Preise im Gesamtwert von 200 €.
- Neben den Preisen für die weitesten Flüge gibt es einen Preis für den kreativsten Flieger.
Der sechste Jahrgang in der Phänomenta
Am Freitag, 7.7.2017, fuhren zum Abschluss des ersten Schuljahres mit Physikunterricht alle vier sechsten Klassen der Dahlmannschule gemeinsam mit dem Physikprofil der E-Phase nach Flensburg in ein buntes Mitmachlabor - der Phänomenta.
Mit drei Bussen machten wir uns auf den Weg nach Flensburg. Dort angekommen war es die Aufgabe die physikalischen Experimente auszuprobieren und zu versuchen sie zu verstehen. Während besonders die 6. Klassen von den interaktiven Ausstellungsstücken beeindruckt waren, konnten sich die Schüler aus der Oberstufe schon fast alle Experimente erklären. Stundenlang konnte an 180 spannenden Experimenten geforscht und gespielt werden.
Dank an Frau Wieck, die das alles für über 140 Schülerinnen und Schüler organisiert hat.
Text: Daniel Schmidt
Physik-Wettbewerb 2017: Der Wettkampftag
Schnell, schneller, ...
Am Dienstag vor den Weihnachtsferien fanden die langersehnten Wettfahrten der Luftballon-Autos statt. Was für ein Rennen!
Dieses Mal fand unserer traditionsreicher Physik-Wettbewerb in der Aula statt, da die Sporthalle für die JAF-Vorbereitung gesperrt war.
Und die beiden Initiatoren, Herr Holdt und Herr Wild, waren wie immer mit ganzem Einsatz und eigenen Fahrzeugen dabei.
Der 6. Jahrgang in der Phänomenta
6. Klassen: Besuch der „Phänomenta“ in Flensburg
Kurz vor den Osterferien war der 6. Jahrgang mit seinen Physik- und Klassenlehrern in Flensburg, um das „Science Center Phänomenta“ zu besuchen.
In der interaktiven Ausstellung gab es wieder eine Menge interessante Experimente aus verschiedenen Bereichen der Physik zu entdecken – selber auszuprobieren, zu testen, zu fragen, was dahintersteckt, das war das Motto. Da kam jeder auf seine Kosten.
Wir danken der Fachschaft Physik für den unterhaltsamen und lehrreichen Ausflug!
Bericht und Fotos: Sigrid Gröhn
Besuch im DESY
Ausflug der Physikkurse (Q1) nach Hamburg zum DESY (Deutsches Elektronen-Synchrotron)
Am 14.01.2019 fuhren alle Physikkurse des Q1-Jahrganges nach Hamburg zum DESY, dem Deutschen Elektronen-Synchrotron.
Morgens ging es, bei einer Temperatur von 2 Grad Celsius, um 8:10 Uhr los. Mit dem Bus fuhren wir direkt bis zum DESY. Die Fahrt dauerte knapp 2 Stunden.
In Hamburg gab es eine nette Begrüßung auf die ein 70-minütiger Vortrag zum Thema Elektronenbeschleuniger und das DESY folgte. Dieser war sehr informativ und spannend gestaltet.
Auf den Vortrag folgte eine zweistündige Führung über das Gelände des DESY, durch die Experimentierhallen und die Gänge der Elektronenbeschleuniger. Das weitläufige Gelände beherbergt ca. 2.000 Mitarbeiter und jährlich etwa 3.000 Gastwissenschaftler.
Zunächst gingen wir etwa 200 Meter in den Tunnel des Beschleunigers HERA. Wir sahen den Elektronenbeschleuniger und seine verschiedenen Bestandteile. Diese wurden und dann direkt vor Ort an Exponaten erklärt. Eine weitere Station waren die Detektoren für die verschiedensten Experimente.
Anschließend wurden wir durch die Experimentierhalle „Max von Laue“. Dort wurde etwas über Freie-Elektronen-Laser erzählt. In der Westhalle waren weitere Exponate und 3D-Modelle des Geländes. Die Rückfahrt verlief ohne Probleme. Wir waren um ca. 15:00 Uhr zurück am Bad Segeberger ZOB.
Allgemein wurde uns sehr informativ und spannenden gezeigt und erzählt wie die Elektronenbeschleuniger funktionieren. Es war ein sehr schöner Ausflug mit den beiden Kursleitern, Herrn Hoenig und Herrn Holdt.
Bericht: Philipp Alexander Stamp (Q1b)
Konstrukteur von morgen!
23kg - von 200 Gramm Papier gehalten!
Ein Schüler aus unserem Forscherzweig nutzte die Zeit des Lockdowns für eine freiwillige Projektaufgabe.
Es sollte ein 60cm hoher Turm aus maximal 200 Gramm Papier konstruiert werden, der möglichst stark belastet werden kann.
Daniel Hellmer aus der 5c nahm sich dieser Herausforderung an und baute einen besonders traghfähigen Turm, der problemlos mit 23 kg und mehr belastet werden konnte. Eine starke Konstrukteursleistung!
Fotos und Bericht: S. Holdt