Im Rahmen unserer Projektwoche vom 18. bis zum 24. Juni tauchte der Workshop 28 in die faszinierende Welt der elektromagnetischen Wellen ein. Im diesem Workshop erforschten Schüler aus der 7., 8. und 10. Jahrgangsstufe die Entstehung, Ausbreitung und Wirkungen von elektromagnetischen Wellen in der Natur und Technik.
Zu Beginn beschäftigten wir uns mit der Frage, was Wellen überhaupt sind. Im nächsten Schritt stellten wir einen Vergleich zwischen Wasserwellen und elektromagnetischen Wellen an. Ein wichtiger Bestandteil unseres ersten Projekttages war das Experimentieren mit Mikrowellen. Dabei untersuchten wir die Eigenschaften elektromagnetischer Wellen. Besonders spannend war das Experiment zur Bestimmung der Wellenlänge. Dazu wurde eine Tafel Schokolade in einem Mikrowellenherd leicht erhitzt. Die stehenden Wellen erzeugten unterschiedlich stark geschmolzene Bereiche. Durch die Messung der Abstände zwischen den geschmolzenen Bereichen bekamen wir eine gute Vorstellung von der Wellenlänge der Mikrowellen.
Etwas Fingerfertigkeit bedurfte es beim Basteln eines CD-Spektrometers. Die Ergebnisse können sich durchaus sehen lassen. Mit einem Lichtbündel, das durch das CD-Spektrometer fällt, kann man das Licht in seine farbigen Bestandteile zerlegen.
Im nächsten Abschnitt des Projekttages beschäftigten wir uns mit ultravioletter (UV) Strahlung und ihre Bedeutung in der Praxis. Geldscheinprüfer und UV-Detektoren wurden ausführlich getestet.
Zu guter Letzt behandelten wir Infrarotstrahlung (IR). Die Wärmebildkamera wurde für verschiedene Experimente genutzt. Es zeigt sich auch, dass verschiedene Handykameras auch etwas IR sehen können.
Am zweiten Projekttag dreht sich alles um die faszinierende Welt der Radiowellen (Hertzsche Wellen) und ihre Anwendung in der Kommunikationstechnik. Zunächst erfuhren die Schüler, wie Heinrich Hertz die Radiowellen nachweisen konnte. Wir bauten dazu einen einfache Sender und einen Empfänger auf, die es uns ermöglichten, die Funktionsweise der Radiowellen zu verstehen. Der Sender bestand aus einem einfachen Dipol, der elektromagnetische Wellen erzeugte. Unser Empfänger war ebenfalls ein Dipol, an dem ein Spannungsmessgerät angeschlossen war.
Im nächsten Schritt haben wir einfache Detektor-Radios gebaut. Leider konnten wir aber kein Radio hören, da die Störquellen rund um unsere Schule viel zu stark waren. Schade. Funktioniert hat aber der Empfang von TV-Satellitensignalen. Es war interessant, zu sehen, wie wir durch unsere eigene Antenne Signale empfangen konnten, die zuvor über Tausende von Kilometern aus dem All auf die Erde gesendet worden waren.
Der letzte Teil des Projekttages war besonders spannend, weil wir einen Handy-Detektor bauten. Mit diesem Detektor konnten wir die Radiowellen nachweisen, die von Handys und anderen drahtlosen Geräten abgestrahlt werden.
Nachdem wir an den ersten beiden Tagen bereits die Grundlagen der Funktechnik kennengelernt hatten, stand am dritten Tag der Amateurfunk im Vordergrund. Zu Beginn wurden wir von Herrn Billig und Herrn Magnus vom Ortsverein Weimar herzlich begrüßt und bekamen eine Einführung in das Thema. Danach konnte jeder, der wollte, mit einem echten Funkgerät Kontakt aufnehmen. Die Aufregung war groß, als wir tatsächlich eine Antwort erhielten!
Am vierten Tag unseres Projekts stand ein ganz besonderes Highlight auf dem Programm: der Besuch der Thüringer Landessternwarte in Tautenburg. Schon die Anreise war von Vorfreude geprägt – schließlich hatten wir uns in den vergangenen Tagen intensiv mit Themen rund um Naturwissenschaft und Technik beschäftigt, und nun sollten wir einen Ort besuchen, an dem echte Forschung betrieben wird. Unser Dank gilt dem VDI Thüringen für die Finanzierung des Busses.
Als wir an der Sternwarte ankamen, wurden wir herzlich von Herrn Dr. Drabent, einem Mitarbeiter des Instituts, empfangen. Nach einer kurzen Einführung in die Geschichte und Bedeutung der Sternwarte erfuhren wir spannende Fakten über die Astronomie und aktuelle Forschungsprojekte. Besonders beeindruckend war, dass hier mit einem der größten Teleskope Deutschlands gearbeitet wird. Das Hauptteleskop hat einen Spiegeldurchmesser von 2 Metern!
Wir durften das Teleskop sogar aus nächster Nähe besichtigen. Der riesige, drehbare Kuppelbau, in dem es untergebracht ist, erinnerte einige von uns an ein Raumschiff. Der Mitarbeiter erklärte uns anschaulich, wie das Teleskop ausgerichtet wird und wie Licht aus dem All aufgefangen und analysiert werden kann. Dabei wurde uns klar, wie viel Technik, Mathematik und Geduld hinter jeder astronomischen Entdeckung steckt.
Ein weiteres Highlight war die Vorstellung von LOFAR – dem „Low-Frequency Array“. Dabei handelt es sich um ein internationales Radioteleskop-Netzwerk, an dem auch die Landessternwarte Tautenburg beteiligt ist. Wir lernten, dass LOFAR keine klassischen Teleskope mit Spiegeln nutzt, sondern aus vielen einzelnen Dipol-Antennen besteht, die gemeinsam Radiowellen aus dem All empfangen. Die Station in Tautenburg ist Teil eines europaweiten Verbunds und ermöglicht es Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern, das Universum in einem völlig anderen Frequenzbereich zu erforschen – zum Beispiel, um Signale von Pulsaren oder weit entfernten Galaxien zu analysieren.
Am letzten Tag unseres Projekts drehte sich alles um das Thema: Radioastronomie. Nach den vorherigen Tagen, in denen wir bereits viele theoretische und praktische Einblicke in Astronomie, Technik und Funktechnik erhalten hatten, war dieser Abschlusstag der krönende Höhepunkt – vor allem, weil wir diesmal wieder selbst richtig aktiv werden durften.
Zu Beginn erhielten wir von Frau Dr. Ouazi aus Berlin eine kurze Einführung in die Grundlagen der Radioastronomie. Danach ging es praktisch zur Sache: In kleinen Gruppen begannen wir, eigene Antennen für Radiowellen zu bauen. Dazu mussten auch an Bauteilen gelötet werden – eine Tätigkeit, die für viele von uns neu war, aber nach kurzer Übung erstaunlich gut funktionierte. Mit ruhiger Hand und unter Anleitung unserer Betreuerin entstanden so Schritt für Schritt zwei Antennen.
Nachdem die Antennen fertig montiert waren, führten wir im Freien erste Tests durch. Unser Ziel: Die Richtcharakteristik der selbstgebauten Antennen zu bestimmen. Dazu drehten wir die Antenne schrittweise und maßen die Signalstärke in verschiedenen Winkeln. So konnten wir genau nachvollziehen, aus welcher Richtung die stärksten Radiowellen empfangen wurden. Die dabei entstandenen Diagramme halfen uns, die theoretischen Eigenschaften unserer Antennen praktisch zu überprüfen – und die Ergebnisse waren erstaunlich genau!
Insgesamt war unser letzter Projekttag ein gelungener Abschluss einer spannenden Woche voller Entdeckungen. Wir haben nicht nur viel über Funk, Astronomie und Technik gelernt, sondern auch erfahren, wie faszinierend es ist, selbst ein Stück Forschung aktiv mitzugestalten.
Herr Koch (Workshopleiter)