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 wirksam ist sie, um schädliche Strahlung zu blockieren? In diesem Workshop lernen die Schülerinnen und Schüler anhand einer alltäglichen Anwendung mehr über Licht und Wellenlängen. Sie verwenden moderne Spektroskopiegeräte, um zu erforschen, wie elektromagnetische Strahlung funktioniert. Anschließend stellen sie nach einem einfachen Rezept ihre eigene Sonnencreme aus natürlichen Zutaten her und testen, wie wirksam sie schädliche UV-Strahlung abhält.

Die Teilnehmer führen drei Hauptaufgaben durch:

  • Entdeckung der Prinzipien der Welleninterferenz und experimentelle Messung von Lichtmaxima und -minima
  • Bau eines eigenen DIY-Spektrometers zur Beobachtung der Absorptions- und Emissionsspektren verschiedener Gaslampen
  • Testen ihres natürlichen Sonnenschutzmittels durch Messung der Absorptions- und Transmissionsspektren für verschiedene Wellenlängen

Dieser ganztägige Workshop eignet sich für Klassen von der 11. bis zur 13. Klasse, also für Schüler im Alter von 15 bis 19 Jahren.

Vorkenntnisse zu den folgenden Themen können für die TeilnehmerInnen nützlich sein: Grundlegendes Verständnis von Wellenlängen


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

Wie funktioniert eine Solarzelle? Wie kann man ihre Effizienz und Leistung mit einem Sonnensimulator messen? Während dieses Physik-Workshops haben die Schüler/-innen die Möglichkeit, die Antworten auf diese spannenden Fragen zu entdecken. Sie erhalten ein besseres Verständnis für die aktuelle Forschung zu Solarzellen und erfahren, warum es verschiedene Solarzellentechnologien gibt.

Während des Workshops lernen die Schüler durch praktische Experimente:

  • Eine Farbstoffsolarzelle herzustellen
  • Das Testen des Kurzschlussstroms und der Leerlaufspannung einer Solarzelle
  • Die Effizienz verschiedener Solarzellen mit einem Sonnensimulator zu messen
  • Die Lichtintensität zu kalibrieren und den Einfluss der Temperatur auf die Effizienz mit wissenschaftlichen Geräten zu untersuchen. (nur für ganze Tage)
  • Die Verwendung verschiedener Laser, um die Wechselbeziehung zwischen einer LED und einer Solarzelle kennen zu lernen und
    die Emissionsfarbe einer LED nur anhand ihrer Absorptionseigenschaften vorherzusagen (nur für ganze Tage)

Am Ende des Tages werden die Ergebnisse aller Gruppen diskutiert, und die TeilnehmerInnen finden heraus, welche Gruppe die beste selbstgebaute Solarzelle hergestellt hat.

Der Workshop wird in zwei Formaten angeboten, entweder als ganzer Tag oder als halber Tag.
Ganztägiger Workshop für Klassen von der 12. und 13. Klasse (Schüler/-innen zwischen 16 und 19 Jahren).
Halbtags-Workshop für die 11. Klasse (Schüler/-innen im Alter von 15 Jahren).

Vorkenntnisse zu den folgenden Themen können für die Teilnehmer von Vorteil sein: Strom, Spannung, Leistung in Stromkreisen. Plus, Effizienz und Elektronenorbitale für den ganztägigen Workshop.


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CO2 Workshop

In diesem Workshop lernen die Schüler über CO2 im Zusammenhang mit der globalen Erwärmung. Sie entdecken verschiedene Möglichkeiten, die CO2 Konzentration zu messen und nachzuweisen, und erforschen seine Rolle bei natürlichen Prozessen wie dem Treibhauseffekt.

Indem sie den Schritten einer Online-Präsentation folgen und in kleinen Gruppen arbeiten, können die Schüler/-innen selbständig experimentieren, um eine Reihe von wissenschaftlichen Fragen zu beantworten. Hiermit führen Sie eine Reihe von Experimenten durch, z. B. zum Albedo-Effekt, zur Wärmestrahlung und zu CO2. Diese Aktivitäten ermöglichen es den Teilnehmern, verschiedene Bereiche der Physik, Umweltwissenschaft, Technik und Biologie zu entdecken.

Dieser halbtägige Workshop eignet sich für Klassen von der 10. bis zur 13. Klasse, also für Schüler im Alter von 14 bis 19 Jahren.

Er kann mit anderen Workshops zum Thema Energie und Nachhaltigkeit kombiniert werden.


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Erneuerbare Energien

Wie viel Energie verbrauchen wir? Beeinflusst unser Lebensstil die Menge an Energie die wir benötigen? Könnten erneuerbare Technologien den gesamten Energiebedarf in Luxemburg decken? Während dieses Workshops suchen die Schüler/-innen nach Antworten, indem sie einen Selbsteinschätzungsprozess und praktische Experimente durchführen. Am Ende des Tages werden sie in der Lage sein, diese Fragen durch ihre eigenen Untersuchungen zu beantworten.

Die Teilnehmer/-innen führen die folgenden Aufgaben durch:

  • Bewertung des Potenzials von Solar-, Wind-, Biomasse- oder von Menschen betriebenen Technologien.
  • Berechnung ihres täglichen Energiebedarfs und Erlernen der Lösung des Energiebilanzproblems mit ihren ermittelten Daten.
  • Vergleich des eigenen Energieverbrauchs mit dem anderer Menschen und Diskussion darüber, ob Luxemburg zu 100 % auf erneuerbare Energien umsteigen könnte.
  • Sie lernen den Unterschied zwischen Leistung und Energie kennen.
  • Die Vor- und Nachteile der verschiedenen Arten von erneuerbaren Energien zu entdecken und zu lernen, dass sie Landflächen benötigen.

Dieser halbtägige Workshop eignet sich für Klassen von der 9. bis zur 13. Klasse, d.h. für Schüler im Alter von 13 bis 19 Jahren.

Der Workshop 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!

In diesem Workshop lernen die Schülerinnen und Schüler mehr über Energiemanagement, Energieeffizienz und Energiespeicherung. Sie führen eine Reihe von Experimenten durch, um die grundlegenden Konzepte der Physik wie Kraft, Arbeit, Energie und Leistung zu entdecken:

  • Wasser wird gepumpt und gespeichert, um eine kleine Turbine anzutreiben und elektrische Energie zu erzeugen.
  • Schätzung der maximalen Energieübertragung durch das System und Erörterung des ersten Hauptsatzes der Thermodynamik.
  • Konfiguration kleine Elektroautos, um die Distanz und die Geschwindigkeit zu maximieren.
  • Mit den Autos Rennen fahren und dabei nur kleine Sonnenkollektoren verwenden oder einen Superkondensator hinzufügen, um zusätzliche Energie zu speichern.
  • Ein Brettspiel mit dem Ziel spielen, die Energiequellen und die Speicherung zu verwalten, um die Nachfrage im Laufe der Jahreszeiten zu decken.

Die abschließende Diskussion besteht aus einer Reflexion über die Herausforderungen der Energiespeicherung und des Energiemanagements angesichts der aktuellen Klimakrise.

Dieser halbtägige Workshop eignet sich für Klassen von der 9. bis zur 13. Klasse, d. h. für Schüler/-innen im Alter von 13 bis 19 Jahren.

Der Workshop kann mit anderen Workshops zum Thema Energie und nachhaltige Entwicklung kombiniert werden.


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