Rückblick "Physik für Schülerinnen"

Jenseits des Lichts – Mikroskopieren mit Elektronen

Die Elektronenmikroskopie ist eine wichtige physikalische Methode, die angewandt wird, wenn Strukturen untersucht werden, die kleiner als die Lichtwellenlänge sind, d.h. kleiner als einige hundert Nanometer. In der medizinischen und biologischen Forschung werden damit Zellen und Zellorganellen untersucht. Die Teilnehmerinnen lernten die Methoden der Elektronenmikroskopie kennen, präparierten eigene biologische Proben und mikroskopierten diese.

Photovoltaik – Nachhaltige Energieerzeugung aus Sonnenlicht

Die direkte Erzeugung von Strom aus Sonnenlicht mit Solarzellen ist eine der wichtigsten Technologien zur nachhaltigen und klimafreundlichen Energieversorgung. In dem Projekt wurden die Grundlagen der Photovoltaik behandelt und anschließend einfache Solarzellen selbst gebaut. In diesen Farbstoffsolarzellen wurden einfache Fruchtsäfte, wie z.B. Himbeersaft, verwendet, um aus Licht elektrische Energie zu gewinnen. Die so hergestellten Solarzellen wurden anschließend unter einem Solarsimulator vermessen und die Leistungsfähigkeit verglichen.

Quanten entdecken

In diesme Projekt konnte die Teilnehmerinnen in die faszinierende Welt der Quanten eintauchen. Es wurden die Eigenschaften der kleinsten Lichtteilchen, den sogenannten Photonen, erkundet, um ihr seltsames Verhalten zu entdecken: Denn manchmal verhalten sich diese Photonen wie Teilchen und ein anderes Mal benehmen sie sich wie Wellen. Außerdem wurde gezeigt, wie uns die merkwürdigen Eigenschaften der Quantenmechanik helfen, sichere Nachrichten zu senden und/oder sogar sehr schwache Magnetfelder zu entdecken!

Wie funktioniert ein Laserpointer?

Licht hat viele Eigenschaften: Farbe (Frequenz), Helligkeit (Intensität), Strahlgröße, Ausbreitungsrichtung, usw. Die meisten dieser Eigenschaften ändern sich bei der Lichtausbreitung oder beim Übergang zwischen zwei Materialien. Anders verhält es sich aber mit der Frequenz, also der Farbe des Lichts: Ein roter Laserstrahl bleibt ein roter Laserstrahl – oder etwa nicht?

Im Workshop konnten die Teilnehmerinnen einen grünen Laserpointer auseinandernehmen und feststellen, dass sich dahinter tatsächlich ein roter Laser verbirgt! Grün wird er erst in einem speziellen Kristall, indem das spektakuläre Phänomen der nichtlinearen Frequenzverdopplung stattfindet. Diesen spannenden Effekt konnte unter Verwendung professioneller Laborgeräte untersucht werden sowie gezeigt, wie man Lichtwellen dazu bringt, im Gleichschritt zu laufen.