PHYSIKKURSE FÜR SCHULKLASSEN

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Moderne Spektroskopie im Dienste der Materialforschung: Wie schützt Sonnencreme unsere Haut?

Was ist Licht? Warum brauchen wir Sonnenschutzmittel? Wie effizient blockiert Sonnencreme schädliche Strahlung?

In diesem Workshop lernen die SchülerInnen Schritt für Schritt die Funktionsweise eines Spektrometers anhand einer alltäglichen Anwendung, der Sonnencreme, kennen.
Sie erforschen moderne Spektroskopiegeräte und untersuchen mit ihnen die Eigenschaften elektromagnetischer Strahlung.

Während des Workshops haben die Teilnehmer die Möglichkeit,:

  • die Prinzipien der Welleninterferenz zu entdecken und Lichtmaxima und -minima experimentell zu messen,
  • ein eigenes DIY-Spektrometer zu konstruieren, um Absorptions- und Emissionsspektren verschiedener Gaslampen zu beobachten,
  • ein eigenes Sonnenschutzmittel aus natürlichen Inhaltsstoffen herzustellen und den Lichtschutzfaktor durch Messung der Absorptions- und Transmissionsspektren verschiedener Wellenlängen zu bestimmen.

Am Ende des Workshops erhalten die SchülerInnen einen Überblick über die Konzepte der modernen Spektroskopie und ihren praktischen Anwendungen.

Dieser ganztägige Workshop eignet sich für Klassen von der 3. bis zur 1. Klasse (SchülerInnen im Alter von 16 bis 19 Jahren).

Vorkenntnisse zu den folgenden Themen können für die Teilnehmer hilfreich sein: Grundlegendes Verständnis von Wellenlängen.


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Hightech Forschung für bessere Solarzellen: Scheint die Sonne auch in unseren Laboren?

Solarenergie ist überall um uns herum, aber wie können wir sie nutzen? Wie funktioniert eine Solarzelle? Wie können wir ihre Effizienz messen und Alltagsgegenstände mit Strom versorgen?
In diesem Physik-Workshop entdecken die SchülerInnen die aktuelle Solarzellenforschung und erfahren, warum es verschiedene Solarzellentechnologien gibt.

Während des Workshops führen die SchülerInnen praktische Experimente durch, indem sie:

  • eine Farbstoffsolarzelle herstellen und um den Bau der leistungsstärksten Zelle konkurrieren,
  • die Lichtintensität einer Quelle kalibrieren und den Einfluss der Temperatur mit wissenschaftlichen Geräten untersuchen,
  • Laser und LEDs verwenden, um die grundlegende Funktionsweise eines Halbleiters zu beschreiben,
  • Solarmodule parallel und in Reihe schalten, um eine gewisse Spannung und Stromstärke zu erreichen und bestimmte Gegenstände mit Strom zu versorgen.

Dieser Workshop vermittelt den Schülerinnen und Schülern ein tieferes Verständnis zum Thema Solarenergie und Solarzellentechnologie, und macht sie mit den aktuellen und zukünftigen Herausforderungen in diesem Forschungsbereich vertraut.

Der ganztägige Workshop eignet sich für Klassen von der 2. bis zur 1. Klasse (SchülerInnen im Alter von 17 bis 19 Jahren).

Vorkenntnisse zu folgenden Themen sind für die Teilnehmer von Vorteil: Strom, Spannung, Leistung in Stromkreisen, Elektronenorbitale und Schalenmodell.


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CO₂ und Albedo im Kontext des Klimawandels

Was ist die Physik hinter der globalen Erwärmung? Wie und warum wird die Erde immer heißer?

In diesem Workshop erfahren die Schülerinnen und Schüler mehr über CO2 und den Albedo- und Treibhauseffekt im Zusammenhang mit dem Klimawandel. Sie entdecken die Eigenschaften der Infrarotstrahlung, die Möglichkeiten, sie einzufangen, und ihre Beziehung zum Treibhauseffekt.

In diesem Workshop erforschen die SchülerInnen durch praktisches Experimenten:

  • sichtbares und infrarotes Licht
  • die Wärmestrahlung und Wärmekapazität,
  • den Albedo-Effekt,
  • verschiedene Bereiche der Physik, Umweltwissenschaft, Technik und Biologie.

Nach diesem Workshop werden die SchülerInnen ein besseres Verständnis der verschiedenen physikalischen Prozesse haben, die die globale Erwärmung beeinflussen.

Dieser halbtägige Workshop eignet sich für Klassen der 4. bis 1. Klasse (SchülerInnen im Alter von 15 bis 19 Jahren).

Er kann mit anderen Workshops zu den Themen Energie und Nachhaltigkeit kombiniert werden.

Vorkenntnisse zu den folgenden Themen sind für die Teilnehmer von Vorteil: Grundlegendes Verständnis des Lichtspektrums und der Wellenlängen.


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Erneuerbare Energien

Energie ist allgegenwärtig, aber wir erleben sie selten direkt.

Wie viel Energie verbrauchen wir? Wie wirkt sich unser Lebensstil auf die Menge an Energie aus, die wir benötigen? Könnten erneuerbare Technologien den gesamten Energiebedarf in Luxemburg decken?

In diesem Workshop suchen die SchülerInnen nach Antworten auf diese Fragen, indem sie eine Selbsteinschätzung ihres eigenen Energieverbrauchs vornehmen und praktische Experimente zu diesem Thema durchführen.
Die Teilnehmer werden:

  • ihren täglichen Energiebedarf berechnen und lernen, das Problem der Energiebilanz anhand der von ihnen erstellten Daten zu lösen,
  • den Unterschied zwischen Leistung und Energie kennenlernen,
  • das Potenzial von Solar-, Wind-, Biomasse- oder von Menschen betriebenen Technologien einschätzen,
  • die Landfläche ermitteln, die die oben genannten Technologien zur Deckung ihres Energiebedarfs beanspruchen würden,
  • ihren eigenen Energieverbrauch mit dem anderer Menschen vergleichen und diskutieren, ob Luxemburg zu 100% auf erneuerbare Energien umsteigen könnte.

Am Ende des Tages werden die SchülerInnen in der Lage sein, die während des Workshops aufgeworfenen Fragen mittels ihrer eigenen Untersuchungen zu beantworten.

Dieser halbtägige Workshop eignet sich für Klassen von der 5. bis zur 1. Klasse (SchülerInnen im Alter von 14 bis 19 Jahren).
Er kann mit anderen Workshops zu den Themen Energie und Nachhaltigkeit kombiniert werden.

Dieser Workshop wurde von einem Forscherteam der Abteilung für Physik und Materialwissenschaften der Universität Luxemburg im Rahmen des Projekts Energy4Life entwickelt.
Entdecken Sie den Workshop und die Forscher, die ihn entwickelt haben, in diesem Video.

Weitere Informationen über dieses Projekt finden Sie auf der speziellen e4l-Website.


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Ich habe die Kraft! : Können Energiespeicher eine schwankende kraftversorgung regulieren?

Jedes Mal, wenn wir unser Telefon aufladen, den Herd benutzen oder den Fernseher einschalten, verbrauchen wir Energie, aber wie können wir sicherstellen, dass wir immer die Energie zur Verfügung haben, die wir gerade benötigen? Wie schwankt unser Energiebedarf im Laufe eines Tages/Jahres? Welche Faktoren beeinflussen die Relevanz einer Methode zur Deckung unseres Energie- und Strombedarfs?

In diesem Workshop lernen die SchülerInnen die Themen Energiemanagement und Energiespeicherung kennen.
Sie führen eine Reihe von praktischen Experimenten durch, um herauszufinden, wie grundlegende Konzepte der Physik (wie Kraft, Arbeit, Energie und Leistung) mit wichtigen Problemen des realen Lebens in Bezug auf Energiebedarf und -speicherung zusammenhängen.

Während der Aktivitäten werden die SchülerInnen:

  • die Prinzipien der Pumpspeicherung entdecken, bei der überschüssige Energie in potenzielle Energie umgewandelt und bei Bedarf in Strom umgewandelt wird,
  • an einem Elektroauto-Rennn teilnehmen, mit dem Ziel, verschiedene Stromversorgungsmethoden zu vergleichen (z. B. Sonnenkollektoren, Batterien, Kondensatoren),
  • die wichtigsten Faktoren für eine effiziente Speicherung und Nutzung von Energie erforschen,
  • einen Einblick in die Herausforderungen des realen Energiemanagements mittels eines im Scienteens Lab entwickelten Brettspiels erhalten.

Im Laufe dieses Workshops werden die SchülerInnen ein Bewusstsein für aktuelle und zukünftige Herausforderungen entwickeln, welche im Zusammenhang mit dem Energie- und Leistungsmanagement stehen, sowie mögliche Lösungsansätze für diese Herausforderungen diskutieren.

Dieser halbtägige Workshop eignet sich für Klassen von der 3. bis zur 1. Klasse (SchülerInnen im Alter von 16 bis 19 Jahren).
Er kann mit anderen Workshops zu den Themen Energie und Nachhaltigkeit kombiniert werden.

Vorkenntnisse zu folgenden Themen sind für die Teilnehmer von Vorteil: Potenzielle Energie (im Gravitationsfeld), Strom, Spannung, Leistung in Stromkreisen.


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Erwachsenengruppen - Nachhaltigkeit

Wie viel Energie verbrauchen wir? Beeinflusst unser Lebensstil die Menge an Energie, die wir benötigen? Könnten erneuerbare Technologien den gesamten Energiebedarf in Luxemburg decken?

In diesem Workshop für Erwachsenengruppen können die TeilnehmerInnen mit Hilfe von praktischen Experimenten nach Antworten zu diesen Fragen suchen. Am Ende des Tages werden sie in der Lage sein, diese Fragen durch ihre eigenen Untersuchungen zu beantworten.

Die TeilnehmerInnen führen die folgenden Aufgaben durch:

  • Diskutieren über den Klimawandel in Luxemburg,
  • Berechnung ihres täglichen Energiebedarfs und Erlernen der Lösung des Energiebilanzproblems anhand der von ihnen erstellten Daten,
  • Vergleich ihres eigenen Energieverbrauchs mit dem anderer Menschen und eine Diskussion darüber, ob Luxemburg zu 100% auf erneuerbare Energien umsteigen könnte,
  • Bewertung des Potenzials von Solar-, Wind-, Biomasse- oder von Menschen betriebenen Technologien.

Bitte kontaktieren Sie scienteens.physics@uni.lu, um die Organisation Ihres Workshops und die damit verbundenen Kosten zu besprechen.

Weitere Informationen zu diesem Projekt finden Sie unter e4l-website.


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