Angebote des Schülerlabors »Schülerlabor Hochschule Mittweida«
Topologie – Polyeder - Dimension
Fachrichtungen:
Zielgruppen:
Klasse 11 Klasse 12 Klasse 13
Schwerpunktthemen:
Polyedrische Geometrie, Packungsprobleme, höhere Dimensionen
Gruppengröße
max. 12 Schüler
Dauer des Kurses
4 Stunden
Kosten
kostenlos
Beschreibung
Was ist eigentlich Dimension? Wie kann man sich einen vierdimensionalen Raum vorstellen und was soll eine gebrochene Dimension sein? Wir werden uns diesem Thema spielerisch, aber auch durch moderne Mathematik nähern.
Eine erste Möglichkeit, die Dimension zu definieren, liefert uns ein Vektorraum. Wir werden sehen, dass man auch mit n-dimensionalen Vektorräumen für n≥4 gut arbeiten kann. Dabei ist auch n=∞ möglich und schon erhalten wir einen unendlichdimensionalen Vektorraum. Das klingt merkwürdig, hat aber erstaunlich viele Anwendungen in der modernen Mathematik und Physik.
Eine weitere Form der Festlegung einer Dimension geht auf den deutschen Mathematiker Felix Hausdorff zurück. Diese Dimension kann auch gebrochene Werte annehmen. Wir werden geometrische Objekte – sogenannte Fraktale -- mit der Dimension 1,26 oder auch 1,58 kennenlernen. Eine interessante Frage ist hierbei die Messung von Längen, Flächen oder Volumina.
Eine noch abstraktere Form der Beschreibung geometrischer Objekte liefert die Topologie – eine Art Geometrie ohne Längen und Winkel. Das hier oben dargestellte Bild kann als eine abstraktere Darstellung eines vierdimensionalen Würfels, aber auch als ein Verband (in der Ordnungstheorie) oder als ein simplizialer Komplex (in der Topologie) betrachtet werden. Wir werden weitere interessante Darstellungen höherdimensionaler Objekte finden und sehen, welche Informationen man daraus erhält. Das einfache Polynom 〖(2+x)〗^d gestattet uns die Anzahl der Ecken, Kanten, Seitenflächen und dreidimensionalen Seitenwürfel eines d-dimensionalen Würfels zu berechnen.
Wir werden Modelle mehrdimensionaler Polyeder bauen und beobachten, wie hilfreich etwas Mathematik bei der Lösung scheinbar schwieriger Knobel- und Denkspielzeuge sein kann.
Eine erste Möglichkeit, die Dimension zu definieren, liefert uns ein Vektorraum. Wir werden sehen, dass man auch mit n-dimensionalen Vektorräumen für n≥4 gut arbeiten kann. Dabei ist auch n=∞ möglich und schon erhalten wir einen unendlichdimensionalen Vektorraum. Das klingt merkwürdig, hat aber erstaunlich viele Anwendungen in der modernen Mathematik und Physik.
Eine weitere Form der Festlegung einer Dimension geht auf den deutschen Mathematiker Felix Hausdorff zurück. Diese Dimension kann auch gebrochene Werte annehmen. Wir werden geometrische Objekte – sogenannte Fraktale -- mit der Dimension 1,26 oder auch 1,58 kennenlernen. Eine interessante Frage ist hierbei die Messung von Längen, Flächen oder Volumina.
Eine noch abstraktere Form der Beschreibung geometrischer Objekte liefert die Topologie – eine Art Geometrie ohne Längen und Winkel. Das hier oben dargestellte Bild kann als eine abstraktere Darstellung eines vierdimensionalen Würfels, aber auch als ein Verband (in der Ordnungstheorie) oder als ein simplizialer Komplex (in der Topologie) betrachtet werden. Wir werden weitere interessante Darstellungen höherdimensionaler Objekte finden und sehen, welche Informationen man daraus erhält. Das einfache Polynom 〖(2+x)〗^d gestattet uns die Anzahl der Ecken, Kanten, Seitenflächen und dreidimensionalen Seitenwürfel eines d-dimensionalen Würfels zu berechnen.
Wir werden Modelle mehrdimensionaler Polyeder bauen und beobachten, wie hilfreich etwas Mathematik bei der Lösung scheinbar schwieriger Knobel- und Denkspielzeuge sein kann.
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Aktualisiert: 25.04.2016
Kombinatorik – die Kunst das Zählens ohne zu Zählen
Fachrichtungen:
Zielgruppen:
Klasse 11 Klasse 12 Klasse 13
Schwerpunktthemen:
Enumerative Kombinatorik
Gruppengröße
max. 12 Schüler
Dauer des Kurses
4 Stunden
Kosten
kostenlos
Beschreibung
Das nebenstehende Bild zeigt ein Gitter, in dem ein kürzester Weg vom grünen Punkt zum schwarzen Punkt entlang der Gitterlinien angegeben ist. Woher wissen wir, dass es insgesamt 2520 solche Wege gibt? Der Schlüssel für die Lösung ist oft das Finden der richtigen Sprache (die richtigen Beschreibung) für das gegebene Problem. Für die Bestimmung der Anzahl der Gitterwege erweisen sich Wörter über einem Alphabet der Form {a,b,c} als überaus nützlich. So kann der dargestellte Weg in das Wort aabcaabcab „übersetzt“ werden.
Wir schreiben eine Folge von Klammerpaaren, zum Beispiel ((()())()(())). Natürlich sollte niemals, von links nach rechts gelesen, eine schließende Klammer erscheinen, wenn nicht vorher die zugehörige öffnende Klammer auftrat. Wenn wir 10 Klammerpaare verwenden dürfen, so gibt es bereits 16796 Möglichkeiten für eine gültige Klammerfolge. Merkwürdigerweise ist das gleichfalls die Anzahl der Möglichkeiten, ein konvexes Zwölfeck durch Einziehen von Diagonalen in Dreiecke zu zerlegen. Das rechts dargestellte Bild zeigt eine solche Zerlegung.
Viele Fragestellungen, die in Physik, Chemie und Informatik auftreten, führen auf das Zählen bestimmter Konfigurationen. Dabei spielen auch Symmetrie- und Ordnungseigenschaften eine wesentliche Rolle. Wir werden feststellen, dass die moderne Kombinatorik faszinierende Werkzeuge bietet, um auch komplexe Aufgaben dieser Art zu lösen. Neben mathematischen Modellen, wie erzeugende Funktionen, Gruppentheorie und Matrizenalgebra, erweist sich auch Computeralgebra als ein sehr nützliches Instrument für die Lösung von Problemen der enumerativen Kombinatorik.
Wir werden uns Schritt für Schritt an die Lösung recht schwieriger Aufgaben der Kombinatorik wagen, Beschreibungen, Modelle und Gleichungen finden und schließlich, in einigen Fällen mit der Hilfe eines Computers, die Lösung finden.
Wir schreiben eine Folge von Klammerpaaren, zum Beispiel ((()())()(())). Natürlich sollte niemals, von links nach rechts gelesen, eine schließende Klammer erscheinen, wenn nicht vorher die zugehörige öffnende Klammer auftrat. Wenn wir 10 Klammerpaare verwenden dürfen, so gibt es bereits 16796 Möglichkeiten für eine gültige Klammerfolge. Merkwürdigerweise ist das gleichfalls die Anzahl der Möglichkeiten, ein konvexes Zwölfeck durch Einziehen von Diagonalen in Dreiecke zu zerlegen. Das rechts dargestellte Bild zeigt eine solche Zerlegung.
Viele Fragestellungen, die in Physik, Chemie und Informatik auftreten, führen auf das Zählen bestimmter Konfigurationen. Dabei spielen auch Symmetrie- und Ordnungseigenschaften eine wesentliche Rolle. Wir werden feststellen, dass die moderne Kombinatorik faszinierende Werkzeuge bietet, um auch komplexe Aufgaben dieser Art zu lösen. Neben mathematischen Modellen, wie erzeugende Funktionen, Gruppentheorie und Matrizenalgebra, erweist sich auch Computeralgebra als ein sehr nützliches Instrument für die Lösung von Problemen der enumerativen Kombinatorik.
Wir werden uns Schritt für Schritt an die Lösung recht schwieriger Aufgaben der Kombinatorik wagen, Beschreibungen, Modelle und Gleichungen finden und schließlich, in einigen Fällen mit der Hilfe eines Computers, die Lösung finden.
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Aktualisiert: 25.04.2016
3D-Scanner
Fachrichtungen:
Zielgruppen:
Klasse 8 Klasse 9 Klasse 10 Klasse 11 Klasse 12 Klasse 13
Schwerpunktthemen:
Lasertechnik, Optik
Gruppengröße
max. 3 Schüler
Dauer des Kurses
10-20 Minuten
Kosten
kostenlos
Beschreibung
Die dreidimensionale Darstellung von Bildern fasziniert viele, aber wie entsteht das Ganze? Bei diesem Experiment können beliebige Gegenstände oder auch Personen als 3D-Objekte mittels Kinect erfasst und anschließend über einen Hologramm-Projektor dargestellt werden.
Grundlage der Aufnahme ist die Kopplung der Aufnahmen von zwei Kameras, sowie eines Lasers, der im infraroten Spektralbereich leuchtet und für uns unsichtbar ist. Eine der beiden Kameras ist eine normale Webcam und nimmt Bilder im für uns sichtbaren Spektralbereich auf. Die andere Kamera nimmt ausschließlich Bilder von Strahlung im infraroten Spektralbereich auf und kann somit die Strahlung des Lasers detektieren. Der Laser erzeugt ein definiertes Punktmuster, welches durch die Reflexion an Gegenständen mit unterschiedlichen Tiefen verzerrt von der IR-Kamera wahrgenommen wird. Aus der Verzerrung lässt sich auf die Tiefen der Gegenstände schließen. Auf das daraus berechnete Tiefenprofil wird das von der ersten Kamera aufgenommene Bild projiziert und ein vollständiges 3D-Modell ist entstanden.
Grundlage der Aufnahme ist die Kopplung der Aufnahmen von zwei Kameras, sowie eines Lasers, der im infraroten Spektralbereich leuchtet und für uns unsichtbar ist. Eine der beiden Kameras ist eine normale Webcam und nimmt Bilder im für uns sichtbaren Spektralbereich auf. Die andere Kamera nimmt ausschließlich Bilder von Strahlung im infraroten Spektralbereich auf und kann somit die Strahlung des Lasers detektieren. Der Laser erzeugt ein definiertes Punktmuster, welches durch die Reflexion an Gegenständen mit unterschiedlichen Tiefen verzerrt von der IR-Kamera wahrgenommen wird. Aus der Verzerrung lässt sich auf die Tiefen der Gegenstände schließen. Auf das daraus berechnete Tiefenprofil wird das von der ersten Kamera aufgenommene Bild projiziert und ein vollständiges 3D-Modell ist entstanden.
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Aktualisiert: 22.04.2016
Geometrische Optik
Fachrichtungen:
Zielgruppen:
Klasse 8 Klasse 9 Klasse 10 Klasse 11 Klasse 12 Klasse 13
Schwerpunktthemen:
Optik
Gruppengröße
max. 3 Schüler
Dauer des Kurses
10-20 Minuten
Kosten
kostenlos
Beschreibung
Mit diesem Experiment wird die Funktionsweise verschiedener optischer Elemente gezeigt. So stehen verschieden Glasobjekte, wie planparallele Glasplatten und Prismen zur Verfügung, an denen optische Gesetze, wie Brechung und Totalreflexion nachvollzogen werden können. Des Weiteren können die Strahlengänge in verschiedenen Geräten, wie einer Kamera oder einem Teleskop, vereinfacht nachgebaut werden. Ebenso kann die Wirkungsweise der Linse des Auges demonstriert sowie ausprobiert werden und wie die Korrektur von Kurz- bzw. Weitsichtigkeit mit einer Brille funktioniert.
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Aktualisiert: 22.04.2016
Laserlabyrinth
Fachrichtungen:
Zielgruppen:
Klasse 8 Klasse 9 Klasse 10 Klasse 11 Klasse 12 Klasse 13
Schwerpunktthemen:
Lasertechnik, Optik
Gruppengröße
max. 3 Schüler
Dauer des Kurses
10-20 Minuten
Kosten
kostenlos
Beschreibung
Bei diesem Versuch muss der Laserstrahl verschiedene Hindernisse überwinden um abschließend auf einem Schirm dargestellt zu werden. Dazu müssen Spiegel justiert und an vorgegebenen Stellen verschiedene optische Bauelemente eingesetzt und justiert werden. Weiterhin wird der Laserstahl in mehrere Teilstrahlen aufgeteilt, wobei alle Teilstrahlen in jeweiliges Ziel erreichen müssen. Ziel ist das Verständnis der Wirkungsweise der einzelnen Elemente, die aus dem Physikunterricht nur theoretisch bekannt sind und deren praktische Erprobung. Zudem soll ein (Fein-)Gefühl dafür entwickelt werden, wie präzise ein Laserstrahlengang justiert wird.
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Aktualisiert: 22.04.2016
LEGO-Michelson-Interferometer
Fachrichtungen:
Zielgruppen:
Klasse 8 Klasse 9 Klasse 10 Klasse 11 Klasse 12 Klasse 13
Schwerpunktthemen:
Lasertechnik, Optik
Gruppengröße
max. 3 Schüler
Dauer des Kurses
10-20 Minuten
Kosten
kostenlos
Beschreibung
Bei einem Interferometer-Aufbau wird der Laser in zwei Teilstrahlen aufgeteilt, die später wieder überlagert und auf einem Schirm dargestellt werden. Jeder Teilstrahl wird über verschiedene Spiegel geleitet. Minimale Verkippungen der Spiegel zueinander führen zu einem Interferenzmuster heller und dunkler Streifen, welches zudem noch „wandert“, sobald die Positionen der Spiegel verstellt werden. Solch ein Aufbau ist die Grundlage verschiedener höchstpräziser Messmethoden.
Im Schülerlabor ist dieser Aufbau aus handelsüblichen LEGO-Steinen anstelle der normalerweise genutzten mechanischen Präzisions-Optikelemente realisiert.
Im Schülerlabor ist dieser Aufbau aus handelsüblichen LEGO-Steinen anstelle der normalerweise genutzten mechanischen Präzisions-Optikelemente realisiert.
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Aktualisiert: 22.04.2016
Projekttag Energie - Wie kommt der Strom in die Steckdose?
Fachrichtungen:
Zielgruppen:
Klasse 8 Klasse 9 Klasse 10
Schwerpunktthemen:
Energie Energietechnik Erneuerbare Energien
Gruppengröße
max. 1 Schulklasee
Dauer des Kurses
3,5-4 Stunden
Kosten
2,00 € je Schüler
Beschreibung
Der schulbegleitende Projekttag „Wie kommt der Strom in die Steckdose?“ ist für Schüler der Klassen 8 - 10 konzipiert.
Das der Strom aus der Steckdose kommt, ist für uns heute total normal. Aber wie kommt er hinein? Wie wird aus den verschiedenen Rohstoffen (Kohle, Gas, Sonne, Wasser) am Ende wirklich elektrische Energie die aus der Steckdose kommt? Allen diesen Fragen wird während eines Rundganges durch das Wasserkraftwerk mit seinen historischen Energieerzeugungsanlagen nachgegangen.
Mit Filmen, Experimenten und anschaulichen Erklärungen an Originaltechnik sollen die Schüler für energie- und umwelttechnische Themen begeistert werden und auf unterhaltsame Weise naturwissenschaftlich/technisches Wissen erwerben.
Stationen
1 Energieerzeugung von der Dampfmaschine über den Schiffsdiesel bis zur Wasserkraft, mit Führung durch das Wasserkraftwerk
2 Problemstellung Erzeugung regenerativer Energien mit praktischem Versuch zur Photovoltaik
3 Vorführung eines themenorientierten Filmes (nach Wahl) nach vorheriger Absprache
Das der Strom aus der Steckdose kommt, ist für uns heute total normal. Aber wie kommt er hinein? Wie wird aus den verschiedenen Rohstoffen (Kohle, Gas, Sonne, Wasser) am Ende wirklich elektrische Energie die aus der Steckdose kommt? Allen diesen Fragen wird während eines Rundganges durch das Wasserkraftwerk mit seinen historischen Energieerzeugungsanlagen nachgegangen.
Mit Filmen, Experimenten und anschaulichen Erklärungen an Originaltechnik sollen die Schüler für energie- und umwelttechnische Themen begeistert werden und auf unterhaltsame Weise naturwissenschaftlich/technisches Wissen erwerben.
Stationen
1 Energieerzeugung von der Dampfmaschine über den Schiffsdiesel bis zur Wasserkraft, mit Führung durch das Wasserkraftwerk
2 Problemstellung Erzeugung regenerativer Energien mit praktischem Versuch zur Photovoltaik
3 Vorführung eines themenorientierten Filmes (nach Wahl) nach vorheriger Absprache
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Aktualisiert: 22.04.2016
Werkstoffe, bunt wie der Regenbogen - Materialien in mikrokopischen Bildern
Fachrichtungen:
Zielgruppen:
Klasse 8 Klasse 9 Klasse 10 Klasse 11 Klasse 12 Klasse 13
Schwerpunktthemen:
Ingenieurwissenschaft Mikroskopie Werkstofftechnik
Gruppengröße
max. 12 Schüler
Dauer des Kurses
variabel 2x45 Minuten bis 4x45 Minuten
Kosten
kostenlos
Beschreibung
Ausgehend von Kenntnissen der Mikroskopie im Biologieunterricht bietet dieser Vortrag Einblicke in die Welt lichtmikroskopischer Abbildungen von Metallen und Materialien. Die Arbeitsweise eines umgekehrten Auflichtmikroskops wird vorgestellt und kann im Praktikum von den Schülern bei eigenen Betrachtungen von vorbereiteten Proben selbst genutzt werden.
Neben der Schönheit von Gefügen der Werkstoffe kann die Bedeutung derartiger Abbildungen für die Industrie aufgezeigt werden und auf quantitative Auswertemethoden verwiesen werden. Für das Betrachten steht moderne Bildverarbeitungstechnik zur Verfügung, so dass die aufgenommenen Bilder aufbereitet und digital ausgegeben werden können.
Neben der Schönheit von Gefügen der Werkstoffe kann die Bedeutung derartiger Abbildungen für die Industrie aufgezeigt werden und auf quantitative Auswertemethoden verwiesen werden. Für das Betrachten steht moderne Bildverarbeitungstechnik zur Verfügung, so dass die aufgenommenen Bilder aufbereitet und digital ausgegeben werden können.
Weitere Informationen
Aktualisiert: 22.04.2016
Voll hart - warum kann Stahl gehärtet werden?
Fachrichtungen:
Zielgruppen:
Klasse 8 Klasse 9 Klasse 10 Klasse 11 Klasse 12 Klasse 13
Schwerpunktthemen:
Ingenieurwissenschaft Werkstofftechnik Eigenschaftsbeeinflussung
Gruppengröße
max. 12 Schüler
Dauer des Kurses
3-4 Stunden
Kosten
kostenlos
Beschreibung
In einem kurzen Vortrag (ca. 30 min) wird zunächst geklärt, was Stahl ist und warum Stähle gehärtet werden können. Danach wird im Experiment untersucht, welche Voraussetzungen notwendig sind, um Stahl zu härten. Dafür werden unterschiedlich zusammengesetzte Stähle im Ofen erwärmt, bis sie gelb glühen. Anschließend werden sie mit Wasser, Öl oder Luft abgekühlt. Mit einer Härteprüfung können dann schnell und einfach Veränderungen im Werkstoff festgestellt werden. Mit Hilfe von Kerbschlagbiegeversuchen wird anschließend gezeigt, dass Härte nicht alles ist, was ein guter Konstruktionswerkstoff für den Einsatz in der Technik braucht.
Da die Praktikanten die Stähle selbst unter fachkundiger Anleitung und Aufsicht härten und prüfen sollen, sind feste Schuhe und ein Laborkittel erforderlich.
Da die Praktikanten die Stähle selbst unter fachkundiger Anleitung und Aufsicht härten und prüfen sollen, sind feste Schuhe und ein Laborkittel erforderlich.
Weitere Informationen
Aktualisiert: 22.04.2016
Da kriegst du Zustände - Zustandsänderungen, Legierungsstrukturen und Eigenschaften
Fachrichtungen:
Zielgruppen:
Klasse 8 Klasse 9 Klasse 10 Klasse 11 Klasse 12 Klasse 13
Schwerpunktthemen:
Ingenieurwissenschaft Werkstofftechnik
Gruppengröße
max. 12 Schüler
Dauer des Kurses
3 Stunden
Kosten
kostenlos
Beschreibung
In einem kurzen Vortrag (ca. 30 min) wird zunächst erläutert, was eine Legierung ist und wie eine Kristallisation abläuft. Im Praktikum werden kleine Mengen von unterschiedlich zusammengesetzten Blei-Zinn-Legierungen aufgeschmolzen und anschließend langsam abgekühlt. Durch Messung von Temperatur-Zeit-Verläufen bei der Abkühlung kann der Einfluss von Legierungselementen auf das Erstarrungsverhalten von Legierungen bestimmt werden. Beginnt die Legierung zu erstarren oder ist die Kristallisation abgeschlossen, dann zeigt sich eine Änderung im Temperaturverlauf. Aus diesen Temperaturverläufen lassen sich Zustandsdiagramme für das Legierungssystem ableiten. Nach der Erstarrung der Legierungen kann mit Gefügeuntersuchungen und Härtemessungen gezeigt werden, welche Wirkung die Legierungselemente auf die Eigenschaften von Werkstoffen haben.
Weitere Informationen
Aktualisiert: 22.04.2016
Was man bei Licht nicht sehen kann - Aufbau und Wirkungsweise eines Elektronenmikroskops
Fachrichtungen:
Zielgruppen:
Klasse 8 Klasse 9 Klasse 10 Klasse 11 Klasse 12 Klasse 13
Schwerpunktthemen:
Elektronenmikroskopie Ingenieurwissenschaft Werkstofftechnik
Gruppengröße
max. 12 Schüler
Dauer des Kurses
1-3 Stunden
Kosten
kostenlos
Beschreibung
Die Auflösungsgrenze der Lichtmikroskopie bildet den Einstieg in die Elektronenmikroskopie, welche ein äußerst vielseitiges Einsatzgebiet erlaubt, um Festkörperproben zu untersuchen.
An einem Schnittmodel eines Rasterelektronenmikroskops (REM) werden zunächst der Aufbau und das Funktionsprinzip erklärt. Dabei erfahren die Teilnehmer Näheres zur Erzeugung und Fokussierung des Elektronenstrahls, zu den Wechselwirkungsprozessen zwischen dem Elektronenstrahl und der Materialoberfläche sowie der Generierung des elektronenmikroskopischen Bildes. Danach wird gezeigt, welche Details von untersuchten Objekten ein REM darstellen kann. Beim Auftreffen von stark beschleunigten Elektronen auf eine Probe entsteht außerdem eine für ein chemisches Element charakteristische Röntgenstrahlung. Diese lässt sich mit Detektoren (EDX … energiedispersive Röntgenspektrometrie) analysieren, sodass qualitative und quantitative Aussagen über die Zusammensetzung gezogen werden können. Im Rahmen des Laborpraktikums besteht in Absprache mit dem Praktikumsleiter die Möglichkeit der Untersuchung selbst mitgebrachter Proben.
An einem Schnittmodel eines Rasterelektronenmikroskops (REM) werden zunächst der Aufbau und das Funktionsprinzip erklärt. Dabei erfahren die Teilnehmer Näheres zur Erzeugung und Fokussierung des Elektronenstrahls, zu den Wechselwirkungsprozessen zwischen dem Elektronenstrahl und der Materialoberfläche sowie der Generierung des elektronenmikroskopischen Bildes. Danach wird gezeigt, welche Details von untersuchten Objekten ein REM darstellen kann. Beim Auftreffen von stark beschleunigten Elektronen auf eine Probe entsteht außerdem eine für ein chemisches Element charakteristische Röntgenstrahlung. Diese lässt sich mit Detektoren (EDX … energiedispersive Röntgenspektrometrie) analysieren, sodass qualitative und quantitative Aussagen über die Zusammensetzung gezogen werden können. Im Rahmen des Laborpraktikums besteht in Absprache mit dem Praktikumsleiter die Möglichkeit der Untersuchung selbst mitgebrachter Proben.
Weitere Informationen
Aktualisiert: 22.04.2016
Es ist nicht alles Gold was glänzt - veredeln durch Beschichten
Fachrichtungen:
Zielgruppen:
Klasse 8 Klasse 9 Klasse 10 Klasse 11 Klasse 12 Klasse 13
Schwerpunktthemen:
Galvanik Ingenieurwissenschaft Oberflächentechnik
Gruppengröße
max. 12 Schüler
Dauer des Kurses
1-2 Stunden
Kosten
kostenlos
Beschreibung
Im Rahmen dieses Praktikums wird ein Überblick gegeben, welche Beschichtungs-verfahren in der Galvanotechnik zur Metallisierung von metallischen und keramischen Werkstoffen als auch Kunststoffen angewendet werden. Beschichtungen sind ein wesentlicher Bestandteil in der Fertigungstechnik, da mithilfe der veredelten Oberflächen besondere Eigenschaften generiert werden, wie z.B. Korrosionsschutz oder Verschleißschutz. Im Praktikum werden Kunststoff-bauteile und Metallbleche galvanisch (mit einer Stromquelle) und chemisch (ohne äußere Stromquelle) beschichtet. Die abgeschiedenen Schichten werden auf Haftfestigkeit und weitere wichtige Schichtkriterien geprüft. Ergänzend werden auch die theoretischen Grundlagen vermittelt, um zu verstehen, welche Reaktionen unter welchen Voraussetzungen ablaufen.
Da die Praktikanten die Beschichtungsversuche unter Aufsicht eigenständig durchführen, ist ein Laborkittel erforderlich. Schutzbrillen werden zur Verfügung gestellt.
Da die Praktikanten die Beschichtungsversuche unter Aufsicht eigenständig durchführen, ist ein Laborkittel erforderlich. Schutzbrillen werden zur Verfügung gestellt.
Weitere Informationen
Aktualisiert: 22.04.2016
Wie funktioniert ein Getriebe?
Fachrichtungen:
Zielgruppen:
Klasse 9 Klasse 10 Klasse 11 Klasse 12 Klasse 13
Schwerpunktthemen:
Ingenieurwissenschaft Konstruktion Maschinenbau
Gruppengröße
max. 12 Schüler
Dauer des Kurses
3 Stunden
Kosten
kostenlos
Beschreibung
Nach einer kurzen Einführung in die Getriebetechnik lernen die Schüler an Hand einer Komplettzeichnung eines Zahnrädergetriebes die einzelnen Maschinenelemente und deren Darstellung kennen. Im nachfolgenden Demonstrationspraktikum erfolgt die Demontage mehrerer Getriebe. Die darin enthalten Maschinenelemente und deren Funktion werden erläutert. Ebenso wird die Funktionsweise des gesamten Getriebes zur Bewegungs- und Leistungsübertragung erklärt. Abschließend wird das Schaltgetriebe des Schnittmodells eines Verbrennungsmotors vorgeführt.
Weitere Informationen
Aktualisiert: 22.04.2016
Rechnergestütztes Entwerfen und Konstruieren im Maschinenbau
Fachrichtungen:
Zielgruppen:
Klasse 8 Klasse 9 Klasse 10 Klasse 11 Klasse 12 Klasse 13
Schwerpunktthemen:
Ingenieurwissenschaft Konstruktion Maschinenbau
Gruppengröße
max. 12 Schüler
Dauer des Kurses
8 Stunden
Kosten
kostenlos
Beschreibung
In einer kurzen Einführung zur Software und zum rechnergestützten Konstruieren, lernen die Teilnehmer ein professionelles CAD-Programm (SolidWorks 3D oder AutoCAD 2D) kennen und bedienen. Nach ein paar kleinen Übungen mit verschiedenen Funktionen des Programms sollen die Teilnehmer dann ein Bauteil entwerfen welches später in einer Fertigung hergestellt werden kann. Dazu muss auch eine technische Zeichnung erstellt werden.
Weitere Informationen
Aktualisiert: 22.04.2016
Trainingsfabrik - Herstellung einer Schachfigur
Fachrichtungen:
Zielgruppen:
Klasse 8 Klasse 9 Klasse 10 Klasse 11 Klasse 12 Klasse 13
Schwerpunktthemen:
Ingenieurwissenschaft Produktionsplanung
Gruppengröße
max. 12 Schüler
Dauer des Kurses
0,5 Std. (Vorführung) bis 1 Tag (Mitarbeit)
Kosten
kostenlos
Beschreibung
Die Teilnehmenden erleben am Modell einer Fabrik die Fertigung einer Schachfigur.
Auf einander aufbauend werden die Stufen der Produktentstehung wie Konstruktion von Stahl- und Kunststoffteilen in CAD, die Arbeitsplanung in CAP, die Programmierung und Fertigung mit CNC erläutert und im Zusammenspiel der Komponenten der Trainingsfabrik in Ausschnitten vorgeführt. Mittels automatisiertem Fertigungssystem, bestehend aus zwei Maschinen, einem Roboter, Fördertechnik und Hochregallager als Komponenten, folgt die Herstellung der Schachfigur wie in einer Fabrik. Nach Absprache kann die Trainingsfabrik auch in Rundgänge oder längere Praktika einbezogen werden.
Auf einander aufbauend werden die Stufen der Produktentstehung wie Konstruktion von Stahl- und Kunststoffteilen in CAD, die Arbeitsplanung in CAP, die Programmierung und Fertigung mit CNC erläutert und im Zusammenspiel der Komponenten der Trainingsfabrik in Ausschnitten vorgeführt. Mittels automatisiertem Fertigungssystem, bestehend aus zwei Maschinen, einem Roboter, Fördertechnik und Hochregallager als Komponenten, folgt die Herstellung der Schachfigur wie in einer Fabrik. Nach Absprache kann die Trainingsfabrik auch in Rundgänge oder längere Praktika einbezogen werden.
Weitere Informationen
Aktualisiert: 22.04.2016
Heute sehen was morgen gebaut wird – virtuelle Welten
Fachrichtungen:
Zielgruppen:
Klasse 8 Klasse 9 Klasse 10 Klasse 11 Klasse 12 Klasse 13
Schwerpunktthemen:
Ingenieurwissenschaft Produktionsplanung virtuelle Welten
Gruppengröße
max. 12 Schüler
Dauer des Kurses
0,5 Std. (Vorführung) bis 1 Tag (Mitarbeit)
Kosten
kostenlos
Beschreibung
In einem kurzen Vortrag (ca. 30 min) wird zunächst erklärt, was unter Virtual Reality zu verstehen ist und welche Anwendungsfelder zu sehen sind. Danach wird an der VR-Anlage deren Funktion für die Virtuelle Produkt- und Prozessgestaltung sowie die Fabrikplanung beispielhaft erklärt. Die hochwertige PC-Technik, welche die realitätsnahe, großformatige und stereoskopische Präsentation technischer Produkte, Fabriken und virtueller Menschmodelle realisiert, kommt zum Einsatz. Auch wird eine optische Trackingausrüstung eingesetzt, um die Bewegungen des Nutzers aufzuzeichnen und die Sicht dafür optimal einzustellen. Anhand mehrerer Beispiele werden dreidimensional und großformatig virtuelle Realitäten demonstriert. Die selbständige Handhabung kann von Interessierten getestet werden.
Weitere Informationen
Aktualisiert: 22.04.2016
PV92
Fachrichtungen:
Zielgruppen:
Klasse 11 Klasse 12 Klasse 13
Schwerpunktthemen:
Biologie - allgemein Biotechnologie Molekularbiologie
Gruppengröße
max. 24 Schüler
Dauer des Kurses
5 Stunden
Kosten
kostenlos
Beschreibung
Das Erbgut des Menschen (sein Genom) ist auf 46 Chromosomen verteilt, die in jeder einzelnen Körperzelle vorkommen. Da wir je 23 Chromosomen von der Mutter und 23 Chromosomen vom Vater geerbt haben, ist jedes Chromosom doppelt vorhanden. Aufgebaut ist das Erbgut und somit die Chromosomen aus DNA, Desoxyribonukleinsäure. Dies ist ein langes fadenartiges Molekül. Würde man die DNA-Moleküle der 46 Chromosomen hintereinander auslegen, so hätte man einen rund 2 Meter langen Faden, der allerdings nur 0.000002 Millimeter dick wäre. Auf dem Chromosom Nummer 16 gibt es eine Region, die von Genetikern wenig romantisch als PV92-Region bezeichnet wird. In dieser Region liegt bei einigen Menschen eine sogenannte Alu-Sequenz vor. Dies hat nichts mit Aluminium zu tun. Da das Chromosom 16 und somit die PV92-Region zweimal in Ihrem Genom vorliegt, kann die Alu-Sequenz an dieser Position zweimal (auf beiden Chromosomen), einmal (auf einem Chromosom) oder gar nicht vorliegen. Sie können entsprechend homozygoter Träger (+/+), heterozygoter Träger (+/-) oder homozygoter Nichtträger (-/-) sein. Das Vorhandensein der Alu-Sequenz in der PV92-Region hat keinerlei diagnostische Bedeutung.
Weitere Informationen
Aktualisiert: 22.04.2016
Bakterienidentifikation
Fachrichtungen:
Zielgruppen:
Klasse 11 Klasse 12 Klasse 13
Schwerpunktthemen:
Biologie - allgemein Biotechnologie Mikrobiologie
Gruppengröße
max. 8 Schüler
Dauer des Kurses
2x2 Stunden
Kosten
kostenlos
Beschreibung
Vereinzelungsausstrich/Anreicherung von Organismen aus der direkten Umwelt
In diesem Praktikum soll das Verständnis dahingehend geschärft werden, in wieweit Mikroorganismen der Haut sowie der Luft vorhanden sind und im Laboralltag das sterile Arbeiten beeinflussen können. Im zweiten Versuchsteil sollen erste Erfahrungen auf dem Gebiet der Bakteriologie gesammelt werden, indem aus einer gegebenen Bakterienmischkultur zwei Spezies isolieren. Für diese Vereinzelung wird das Verfahren des Drei-Strich-Ausstrichs genutzt.
Bakterienidentifikation I
Aufbauend auf dem Praktikumsteil „Vereinzelungsausstrich“ sollen Reinkulturen der vereinzelten Bakterienarten angelegt werden und diese anschließend mit Hilfe von physiologischen Nachweisverfahren identifiziert werden. Dafür werden bewusst Organismen genutzt, die auf verschiedene Nachweisverfahren ähnlich reagieren, aber dennoch leicht identifizierbar sind. Zum Einsatz kommen dabei unter anderem Pseudomonas fluorescens und Escherichia coli. Als Nachweisverfahren werden hierbei der Aminopeptidase-, KOH-, Katalase- und Oxidase-Test eingesetzt.
In diesem Praktikum soll das Verständnis dahingehend geschärft werden, in wieweit Mikroorganismen der Haut sowie der Luft vorhanden sind und im Laboralltag das sterile Arbeiten beeinflussen können. Im zweiten Versuchsteil sollen erste Erfahrungen auf dem Gebiet der Bakteriologie gesammelt werden, indem aus einer gegebenen Bakterienmischkultur zwei Spezies isolieren. Für diese Vereinzelung wird das Verfahren des Drei-Strich-Ausstrichs genutzt.
Bakterienidentifikation I
Aufbauend auf dem Praktikumsteil „Vereinzelungsausstrich“ sollen Reinkulturen der vereinzelten Bakterienarten angelegt werden und diese anschließend mit Hilfe von physiologischen Nachweisverfahren identifiziert werden. Dafür werden bewusst Organismen genutzt, die auf verschiedene Nachweisverfahren ähnlich reagieren, aber dennoch leicht identifizierbar sind. Zum Einsatz kommen dabei unter anderem Pseudomonas fluorescens und Escherichia coli. Als Nachweisverfahren werden hierbei der Aminopeptidase-, KOH-, Katalase- und Oxidase-Test eingesetzt.
Weitere Informationen
Aktualisiert: 22.04.2016
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