Teilchen und Felder (eLab)

Programm für Oberstufenkurse

Dauer des Praktikums: ca. 6,5 Stunden (9:00 Uhr bis ca. 15:30 Uhr), inkl. einer 45-minütigen Mittagspause, Anzahl der Plätze: regulär 20, max. 26

Im Mittelpunkt des Praktikums in unserem eLab stehen die Elektronen: Wie können wir sie beschleunigen, wie können wir sie ablenken? Wie können wir ihre Geschwindigkeit oder ihre Masse bestimmen? Eine Nebenrolle spielen außerdem die Myonen, die "großen Brüder" der Elektronen, die hoch oben in der Atmosphäre als Teil der sekundären kosmischen Strahlung entstehen und trotz ihrer kurzen Lebensspanne hier unten bei uns nachweisbar sind. Die folgenden fünf Experimente stehen jeweils in zweifacher Ausführung zur Verfügung:

  • Das Fadenstrahlrohr (Bestimmung der spezifischen Ladungsdichte und somit der Masse des Elektrons)
  • Die Braunschen Röhre (Untersuchung der Bewegung von Elektronen in elektrischen und magnetischen Feldern, Erzeugung von Lissajous-Figuren, Bau eines Quadrupol-Magneten zur Fokussierung des Elektronenstrahls)
  • Induktion (Untersuchung verschiedener Proportionalitäten, Bestimmung der Erdbeschleunigung mithilfe eines Fallrohrs)
  • Nebelkammer (Identifikation radioaktiver Zerfälle mithilfe einer Diffusionsnebelkammer)
  • Cosmic Rays (Nachweis kosmischer Myonen, Vermessung der Myonen-Geschwindigkeit)

 

Die eLab-Experimente werden in Zweier- oder Dreiergruppen durchgeführt. Jede Gruppe führt jeweils nur eines der fünf Experimente durch. Zur Messung und Auswertung steht an jedem Arbeitsplatz ein Notebook zur Verfügung.

Wir führen im Rahmen des Praktikums außerdem unsere Nebelkammer vor, informieren über die Forschung bei DESY und schließen die Veranstaltung in der Regel mit einer Reihe von Kurzvorträgen ab, in denen die Schülerinnen und Schüler ihr jeweilges Experiment vorstellen. Bei sehr kleinen Gruppen ist es unter Umständen möglich, das Praktikum nicht mit diesen Kurzvorträgen, sondern mit einer kurzen Führung durch die Max-von-Laue-Halle/Ada-Yonath-Halle (PETRAIII) zu beenden. Bei Interesse sprechen Sie uns bitte darauf an.

Das Angebot richtet sich an Schulklassen, die dieses Thema zur Zeit im Unterricht behandeln oder bereits behandelt haben!
Entsprechendes Vorwissen ist unbedingt nötig zur Durchführung dieses Praktikums: Die Schülerinnen und Schüler sollten bereits mit dem Verhalten elektrisch geladener Teilchen in elektrischen und magnetischen Feldern vertraut sein und die Lorentzkraft kennen. Von Vorteil kann es sein, wenn Sie außerdem das Induktionsgesetz bereits kennen. Darüber hinaus sind erste Erfahrungen im Umgang mit Excel sehr hilfreich. Bringen Sie zur Sicherung der aufgenommenen Daten sowie gegebenenfalls der Abschlusspräsentationen am besten einen USB-Stick mit. 

Materialien zum Herunterladen

Jede/r Teilnehmer/in bekommt zu Beginn des Praktikums von uns ein Laborbuch und einen Stift zur Dokumentation der Experimente. Beides darf am Ende des Praktikums mit nach Hause genommen werden.

application/pdf eLab – Braun'sche Röhre (1.3 MB)
Laborbuch zur Braun'schen Röhre
application/pdf eLab – Fadenstrahlrohr (1.8 MB)
Laborbuch zum Fadenstrahlrohr
application/pdf eLab – Induktion (661KB)
Laborbuch zum Thema Induktion
application/pdf eLab – Kosmische Strahlung (1.6 MB)
Laborbuch zum Cosmic Ray Detector
application/pdf eLab – Nebelkammer (2.0 MB)
Laborbuch zum Nebelkammerexperiment