MÜNCHEN (Deutsches Museum) und OBERPFAFFENHOFEN

MÜNCHEN (Deutsches Museum) und OBERPFAFFENHOFEN (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt)
MIT KLASSE 6A UND WAHLPFLICHTFACH PHYSIK, Mai 2015
Bahnreise nach München
Im Deutschen Museum: U-Boot für extreme Tiefen
Deutsches Museum: Walfang in früherer Zeit, mit
winzigen Ruderbooten und Harpunen
Basma ist vollständig fasziniert vom Modell eines
Passagierschiffs
Der erste funktionsfähige Dieselmotor (aus dem
Jahr 1893). Diese Motoren schufen die Grundlage
für die Deutsche Automobilindustrie.
Beim Dieselmotor wird die angesaugte Luft so sehr
verdichtet, dass sie sich erhitzt und sich dadurch
das Treibstoffgemisch von selbst entzündet
Wir lernten aber auch einiges über die Physik der
Zukunft: Hier eine neue Art von Lichtquelle, die
wahrscheinlich sogar noch besser ist, als die neuen
LEDs, nämlich die sogenannten „OLEDs“: Diese bestehen aus dünnen Schichten von organischen Substanzen, die leuchten, sobald Strom angelegt wird.
U-Bahn und deren Stromversorgung:
Dort, wo der Führer die Hand hält, verläuft die
Stromversorgung und es besteht Lebensgefahr.
Dafür benötigen die neuen U-Bahnen keine
Oberleitung mehr.
Die Blasenkammer weist die natürliche radioaktive
Strahlung nach und zeigt, dass wir einem ständigen
„Bombardement“ von radioaktiver Strahlung
ausgesetzt sind.
Foucault’sches Pendel.
Das Pendel hängt an einer 60m langen Schnur, und
schwingt daher nur sehr langsam
Da sich die Schwingungsrichtung des Pendels nicht
ändert, aber die Erde darunter im Laufe des Tages
dreht, kann man die Erddrehung nachweisen.
Eine Sammlung von faszinierenden Hologrammen
findet sich ebenso im Deutschen Museum, wie ein
altes Maschinengewehr (siehe Bild rechts)
Und woher kommt der Ausdruck „08-15“?
08-15 war die Bezeichnung für das „gewöhnliche“
Deutsche Maschinengewehr aus dem Jahr 1915
Wir lernten auch über die Entwicklung der
Pharmazie: Hier eine alte Reiseapotheke
und hier sieht man die Konstruktion neuer
Medikamente mit Hilfe eines Computers
Der Mensch mit seinem Schweiß, in Kombination
mit zwei unterschiedlichen Metallen, funktioniert
wie eine (ganz schwache) Batterie. Es entsteht
Spannung
Blitz-Entstehung bei der Hochspannungsvorführung.
Der Mann im Faraday’schen Käfig, kann gefahrlos in
seinem Käfig sitzen. Rechts neben den Blitzen sieht
man (etwas dunkel) den Faraday’sche Käfig
Wie sieht es im Inneren des Flugzeugs aus?
Oben sieht man die Sitzplätze (siehe Pfeile), unten
befindet sich der Frachtraum.
Sebastian (er möchte Pilot werden) schaut begeistert
gemeinsam mit Georg und Menas in das Cockpit eines
alten Junkers-Flugzeugs
Hier das Junkers-Flugzeug von außen
Die Ju-53 war in den 1930-er-Jahren mit 400
gebauten Flugzeugen ein großer Erfolg
Durch die neuartige Tragflächenkonstruktion, sowie
durch die Verwendung von Metall statt Holz oder
Stoff, werden Verstrebungen und Verspannungen
überflüssig
Eine alte „Messerschmid“
und das Flugzeug der Gebrüder Wright
Der Gleitflieger von Otto Lilienthal aus dem Jahr
1894. (Otto Lilienthal ist schließlich bei einem
seiner Flugversuche verstorben)
Das Wetter hat es nicht gut mit uns gemeint. Hier
sieht man die Isaar, die eindeutig extremes
Hochwasser führt.
Das Modell zeigt, unter welchen Bedingungen die
Menschen früher im Bergwerk arbeiten mussten.
Und hier sind unsere Schüler jetzt selbst im
(nachgebauten) Schacht des Bergwerks
Vor dem deutschen U-Boot aus dem 1. Weltkrieg.
Das Boot musste auf Grund der Friedensbestimmungen nach dem Krieg manöveruntüchtig
gemacht werden, was durch das seitliche
„Aufschneiden“ erreicht wurde und uns heute einen
beeindruckenden Blick in das „Innenleben“ erlaubt.
Die Mannschaftskabine des U-Bootes. Direkt unter
den Pritschen sind die großen Akkumulatoren situiert,
was sicher die Gesundheit der Matrosen stark negativ
beeinflusste.
Beim Triebwerk eines Flugzeugs
Ein Abschiedsfoto vor dem Deutschen Museum
Beim Flugsimulator im DLR (Deutsches Zentrum für
Luft- und Raumfahrt) in Oberpfaffenhofen.
Wem gelingt es, das Flugzeug sicher zu landen, ohne
nach mehreren Loopings abzustürzen?
Emilie’s Flugzeug schwebt gerade ein bisschen
schief über der Erde. Ob die Landung gelingen wird?
Basmas Flugzeug jedenfalls landet zwar etwas
ungemütlich, aber doch auf dem Rollfeld.
Gespannte Aufmerksamkeit bei der VersuchsStation „Umweltmessung“
Wenn man die Dicke der Ozonschicht auf der Erde
messen möchte, dann kann man lediglich messen,
wie viel vom Sonnenlicht auf die Erde gelangt.
Die Messung der Ozonschicht von der Erde aus ist
aber ungenau, denn man kennt nie genau die Dicke
der Wolkenschicht.
Mit einem Satelliten sind viel genauere Messungen
möglich, denn man misst oberhalb von der
Wolkenschicht.
Eines der Forschungsgebäude auf dem Areal des
DLR = Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt
Hier versucht Bianca, die Dicke der Ozonschicht zu
bestimmen.
Was ist schöner? Das Original, oder das Bild, das mit
der Wärmekamera entsteht?
Auf dem Bild sind weiße Stellen am wärmsten und
blaue Stellen am kühlsten.
Die Fische im Teich lassen sich mit der Wärmekamera
jedoch nicht finden, denn Wasser lässt keine
Infrarotstrahlung durch. Aber den Vogel im Baum
kann man mit der Wärmebildkamera entdecken.
Bei der Versuchsstation „Infrarot“, kann Raffi
den für die Augen nicht sichtbaren Bereich der
Infrarotstrahlung mit Hilfe der Infrarot-Kamera
erkennen. Die Infrafot-Kamera macht also Strahlung
sichtbar, die wir mit freiem Auge nicht sehen
können
Mit Hilfe eines Prismas haben wir einen Regenbogen
erzeugt. Mit bloßem Auge können wir den Bereich
des infraroten Lichts (oberhalb vom Tixo) nicht
erkennen, mit der Infrarot-Kamera aber kann man
erkennen, dass auch dort noch Strahlung existiert.
Wir messen zunächst einmal und stellen fest:
Die schwarze Fläche wärmt sich (auch außen) auf, die
silberne fast nicht. Woran kann das liegen?
Wird sich der Kochtopf beim Erwärmen, an der
Außenseite gleichermaßen erwärmen dort, wo die
Oberfläche des Kochtopfs silbern ist und dort, wo
die Oberfläche schwarz ist?
Die Lösung: Silber reflektiert 90% von außen und
absorbiert daher (nur) 10%. Von wo? Von der innen
befindlichen Wärme. Darum absorbiert die silberne
Fläche fast gar keine Wärme von innen.
Schwarz hingegen reflektiert nur 10% von außen und
absorbiert daher 90%. Von wo? Von innen! Somit
absorbiert Schwarz fast die gesamte Wärme aus dem
Inneren des Topfes.
Mit einer simplen Rechnung berechnen wir
inzwischen schnell einmal die Temperatur der
Sonne. Zunächst erkennen wir aus der Abbildung,
dass das Maximum der Sonnenstrahlung eine
Wellenlänge von ca. 500 nm hat.
Mit Hilfe dieser Wellenlänge 𝜆𝑚𝑎𝑥 können wir (durch
Anwendung des oben geschriebenen „Wienschen
Verschiebungsgesetzes“) die Temperatur der Sonne
berechnen. Oben die Rechnung von Raffi.
An den Enden eines Drahtes wird Spannung
angesetzt. Sobald der Draht heiß genug ist, beginnt
er (für uns sichtbar) zu glühen. Aber schon bevor wir
das Glühen sehen können, kann man die Wärme
mittels Infrarotkamera erkennen.
Mit der Wärmekamera (Infrarotkamera) messen wir
auch die Heizungsrohre. Wo ist der Zufluss, wo ist der
Abfluss?
Die Antwort ist schnell gefunden: Dort wo es weiß ist,
ist es heißer, also ist das rechte Rohr das Zuflussrohr.
Ein Plastiksack.
Jeder weiß, dass man durch den Plastiksack nicht
durchschauen kann!
Oder doch?
Mit der Wärmekamera aber sehen wir durchaus ein
bisschen durch und erkennen, dass der Vortragende
im Plastiksack einen kleinen Dinosaurier versteckt hat
(ungefähr dort, wo in der Mitte das Kreuz ist)
Das Flugfeld auf dem Areal des DLR mit einem der
Forschungs-Flugzeuge. Diese werden beispielsweise
nach Vulkanausbrüchen verwendet, um die Menge
der Asche in der Atmosphäre zu messen, oder um
die Dicke der Ozonschicht zu ermitteln.
Tunnelbau: Das Modell ist zwar verkleinert, aber die
Messgeräte sind „echt“. Wir durften versuchen, ein
Tunnelloch zu bohren.
Ob die Justierung der Messgeräte wohl genau genug
gelingt, so dass der Wagen mit dem Bohrer an der
richtigen Stellung für die Bohrung landet?
Hinten der (fiktive) Fels, in den der Tunnel gebohrt
werden soll. Im Vordergrund das Messgerät, mit
dem mittels Laser die Position für den Bohrer
bestimmt wird.
Lukas, mit voller Konzentration beim Einstellen des
Laserstrahls für den „Tunnelbau“.
Gespannte Aufmerksamkeit beim Tunnelbau. Wird
es klappen? Haben wir genau genug gemessen? Wie
groß ist die Strecke, die noch zum Korrigieren der
Position des Bohrers zur Verfügung steht?
Der Laserstrahl (von hinten kommend) muss bei der
Scheibe am hinteren Ende des Tunnelbohrers ebenso
genau in der Mitte positioniert werden, wie beim
weißen Blatt am vorderen Ende.
Hier entstehen inzwischen mit Hilfe eines
Simulationsprogramms neue Eisenbahnwaggons. Ob
es gelingt, Waggons und Gleiskörper richtig zu
konstruieren?
Oh weh! Dieser (mit dem Simulationsprogramm
„Simpac“ konstruierte) Waggon, ist gerade dabei zu
entgleisen. Das bedeutet, dass die Schienen in der
Kurve ein bisschen überhöht werden müssen.
Es ist nicht einfach, die Achsen richtig zu
konstruieren und die Gleise so zu legen, dass der
Zug bei höheren Geschwindigkeiten nicht entgleist.
Zum Schluss durften wir noch die Kommandozentrale
für die internationale Raumstation ISS besichtigen.
Hier ein Modell der ISS.
Die ISS, ein fliegendes Labor im Weltall, wurde von
USA, Russland, Japan, Kanada und Europa gebaut.
Dieses eine Modul (siehe Pfeil) wurde von der ESA
(European Space Agency) gebaut.
Die ISS umkreist in 94 Minuten, in einer Höhe von
400km, mit einer Geschwindigkeit von 28000 km/h
die Erde.
Die Teile von westlichen Staaten (im Bild rechts) und
jene von den Staaten im Osten (im Bild links), haben
nicht zusammen gepasst.
Darum ist in der Mitte ein „Verbindungsteil“, das die
unterschiedlichen Teile zusammen fügt.
Hier noch einmal ein Blick auf das Modell der
Raumfähre ISS.
Durch eine Glasscheibe dürfen wir in die
Kommandozentrale, von der aus die Experimente im
Columbus-Modul der ISS überwacht werden,
hinunterschauen.
Auf einem großen Bildschirm sieht man den
Astronauten beim Durchführen seiner Versuche. Es
fällt uns auf, dass er sich sehr vorsichtig und
konzentriert bewegt.
Und auf einem kleinen Bildschirm sieht man die
jeweils aktuelle Position der ISS
Auf einer Anzeige wird jede Tätigkeit der
Astronauten genau überwacht
Dieser Bildschirm zeigt die genauen Daten der
Raumfähre ISS: Man sieht: Die Raumfähre hat eine
Geschwindigkeit von 7,67 km/s (pro Sekunde!) und
fliegt gerade in einer Höhe von 403km über der Erde.
Um ein Gefühl für die Größe des Columbus-Moduls
der Raufähre ISS zu bekommen, dürfen wir in ein
Modell einsteigen, das in Originalgröße nachgebaut
wurde. Der Raumfahrer, dessen Modell hier steht,
wird gerade von Anabel freundlich begrüßt.
Diese Abbildung zeigt, wie das Labor im Inneren des
Columbus-Moduls für die Astronauten aussieht.
Überall am Rand befinden sich verschiedenste LaborEinheiten.
Nach dem Besuch des DLR besichtigten wir das
Stadtzentrum von München. Hier das Rathaus, im
Regen. Dafür steht gerade das dänische Königspaar
am Fenster.
Das war das letzte Foto, bevor es so arg regnete, dass
man nicht mehr fotografieren konnte. Trotzdem war
es ein wunderbarer Besuch in der Stadt München!

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