P1 - Landessieger - Ultraschneller Teilchenregen

Antje Burckhard, Larissa Bergmann und Gesa Pelloth

Johanneum L√ľneburg

Myonen sind √ľberall, die massereichen Verwandten von Elektronen regnen ununterbrochen auf die Erde nieder. Sie erreichen zum Teil Geschwindigkeiten, die fast der Lichtgeschwindigkeit entsprechen. Mit unserem Projekt liefern wir ein Puzzleteil, das unseren Vorg√§ngern in der Myonenforschung am Johanneum fehlte: Sie gingen noch von einer konstanten Geschwindigkeit der auf der Erde ankommenden Myonen aus. Wir entwickelten einen Messaufbau zu vertretbaren Kosten. Damit erzeugten wir 340 886 Messdaten in einer Messzeit von insgesamt 92 Stunden. Durch die Aufstellung eines theoretischen mathematischen Modells, das wir erfolgreich an die realen Messwerte anpassen konnten, k√∂nnen wir nun mit Sicherheit ein Intervall f√ľr Myonengeschwindigkeiten angeben. Au√üerdem ergab sich noch ein √ľberraschender Zusatznutzen..

P2 - Landessieger - Bestimmung des absoluten Nullpunktes der Temperatur und der Boltzmannkonstanten mit der Soundkarte eines PC

Ben Gade und Jan Kube

Marion-Dönhoff-Gymnasium Nienburg

Die Boltzmannkonstante ist in der Regel aus der allgemeinen Gasgleichung p * V = n * k * T (p Druck, V Volumen, n Teilchenanzahl, k Boltzmannkonstante, T absolute Temperatur) bekannt, wobei die kinetische Gastheorie das Produkt p*V als innere Energie einer Gasmenge beschreibt. Dadurch stellt die Boltzmannkonstante eine Verkn√ľpfung zwischen Energie und absoluter Temperatur her. Freie Elektronen in einem Leiter verhalten sich √§hnlich wie Gase, weshalb ihre Eigenbewegung ebenfalls von der absoluten Temperatur abh√§ngt. Deshalb stellt sich an den Enden eines Leiters eine Wechselspannung ein, welche eine stets variierende Amplitude und Frequenz hat. Dies nehmen wir als Rauschen wahr. √úber einen messtechnischen Zugriff ist es nun mithilfe der Soundkarte eines Rechners m√∂glich, die Rauschspannung eines Widerstandes zu messen und somit die Boltzmannkonstante und den absoluten Nullpunkt zu bestimmen.

P3 Versuche zur Wellennatur des Schalls und des Lichtes

Alexander Onkes

Gymnasium im Schlo√ü Wolfenb√ľttel

Bei meinem Projekt habe ich mich mit typischen Wellenph√§nomenen aus dem Bereich der Akustik und Optik befasst. Neben der Schallausbreitung bzw. der Wellenl√§ngen- und Schallgeschwindigkeitsbestimmung wurden Interferenz- und Schwebungserscheinungen in der Akkustik qualitativ und quantitativ untersucht. Die hier zur Anwendung kommenden Gesetzm√§√üigkeiten konnten auf das Licht √ľbertragen werden. Die Versuche zeigten, dass beim Schall und dem Licht gleiche Wellenph√§nomene vorliegen.
F√ľr den Bau zweier MICHELSON-Interferometer verwendete ich handels√ľbliche Laserpointer. So konnte ich unterschiedliche Interferenzmuster erzeugen und die Wellenl√§nge des Laserlichtes ermitteln. Mit Hilfe eines selbstgebauten MICHELSON-Interferometers auf Ultraschallbasis konnte der wellenf√∂rmige Zusammenhang zwischen Licht und Schall nachgewiesen werden.
Bei den Versuchsger√§ten benutzte ich einfache und preiswerte Selbstbauger√§te, die mit Hilfe von Lego-Steinen nach einem ‚ÄěBaukastensystem‚Äú eingesetzt wurden.

P4 Untersuchung eines Hochfrequenz-Mischers

Adrian Rambousky und Jan-Mathis Sabath

Christian-Gymnasium Hermannsburg

In diesem Projekt untersuchen wir einen Hochfrequenz-Mischer. Dieser Mischer ist Teil der Empfangsanlage, die f√ľr unser Radioteleskop der Jugend-forscht-AG gedacht ist. Ein Mischer erh√§lt das zu untersuchende Signal sowie ein weiteres, das aus einem Referenzoszillator stammt. Innerhalb des Mischers entstehen daraus zwei weitere Signale mit anderen Frequenzen, man unterscheidet zwischen der Differenzfrequenz und der Summenfrequenz. Oft ist es so, dass das Signal mit der niedrigen Differenzfrequenz erhablich leichter weiter zu verst√§rken ist als das urspr√ľngliche Signal. Durch passend gew√§hlte Filter k√∂nnen dabei die unerw√ľnschten Frequenzen unterdr√ľckt werden. Leider entstehen auch noch andere als die angegebenen Frequenzen, die eine Messung st√∂ren k√∂nnen. Dieses genauer zu untersuchen ist das Ziel unserer Arbeit.

 

P5 - 3.Platz - Weißlichthologramme im Vergleich

Maren Schumacher,

Johannes-Althusius-Gymnasium Emden

Beeindruckt vom 3D-Effekt bei Hologrammen auf Geldscheinen, habe ich festgestellt, dass unterschiedliche Hologrammarten ganz verschiedene faszinierende Merkmale aufweisen.Das physikalische Phänomen der Interferenz ermöglicht es, ein dreidimensionales Objekt mittels optischer Holografie in einem zweidimensionalen Fotofilm zu speichern. Bei der Herstellung der Hologramme mit rotem Laserlicht wird der spezifische Aufbau sowie die Belichtungs- und Entwicklungsparameter so opti16miert, dass qualitativ hochwertige Exemplare entstehen. Die Entwicklung eines modularen Aufbaus ist ein wesentliches Ziel, um einfache Wechsel zwischen Laser- und verschiedenen Weißlichthologrammen zu ermöglichen. Zusätzlich werden optische Technologien zur Optimierung der Strahlengänge und der Filmausleuchtung mit einbezogen.

P6 Wärmestrahlung verschiedener Oberflächen

Julia Schumann, Janis Ole Stach und Nils Westphale

Goethegymnasium Hildesheim

In dem Projekt haben wir die Emissivit√§t verschiedener Oberfl√§chen bei gleicher Temperatur untersucht und mit dem Idealfall der Abstrahlung eines schwarzen K√∂rpers verglichen, indem wir einen Kochtopf mit Wasser f√ľllten und Platten mit unterschiedlichen Oberfl√§chen mithilfe eines Drahtes, das wir √ľber den Topf spannten, so auf die Wasseroberfl√§che legten, dass ein direkter kontakt zur Unterseite der Platten bestand. So konnten wir die Platten gleichm√§√üig erw√§rmen und die Erw√§rmung konstant verfolgen. Hierbei wurde die jeweilige Abstrahlung der Platten mit verschiedenen Oberfl√§chen mithilfe eines Infrarot-Temperaturmessger√§tes gemessen, die jeweiligen Emissionsgrade berechnet und auch mit den Werten des schwarzen Strahlers und mit den bereits bekannten Emissionswerten verglichen. Zus√§tzlich haben wir das Spektrum eines gl√ľhenden Drahtes gemessen, um zuk√ľnftig vielleicht auch das abgestrahlte Spektrum unserer Oberfl√§chen messen zu k√∂nnen.

 

2018