Archiv: NaturWissenschaft und Technik 2014

Donnerstag, 23. Januar 2014, 14 - 19 Uhr
Stehen wir bald mit leeren Händen da? Der Raubbau an unserer Erde gestern und heute. Konstruktive Lösungen aus Chemie und Technik für morgen.
23. Frankfurter Sonderkolloquium der Reihe Technik und Gesellschaft im Dialog
Gemeinsame Veranstaltung von DECHEMA, Physikalischer Verein, Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung, DVS, VDI, DBG, GDCh
Verbraucher weltweit streben nach Handys, Elektrogeräte oder modernen Energiesparlampen. Die Industrie braucht Katalysatoren, Magnete und starke Elektromotoren - kein Wunder, dass sich mancher fragt, woher die Rohstoffe dafür kommen sollen. Beim Kupfer übersteigt die Nachfrage schon heute die Jahresproduktion. Seltenerdoxide werden für zahlreiche Ver-brauchs- und Industrieprodukte benötigt. Viele Länder geraten in eine wirtschaftliche Abhän-gigkeit von den wenigen existierenden Produzenten. Besonders dramatisch ist der Rückgang der Ressourcen beim Phosphat-Mineraldünger und dessen Auswirkungen auf die Nahrungs-mittelproduktion. Lange galt Phosphor nicht als endlicher Rohstoff, sondern als Teil einer beispiellosen Erfolgsgeschichte. Da nur sehr wenige Länder über größere Vorkommen verfü-gen, könnte sich Phosphor zu einer geostrategischen Zeitbombe entwickeln. Das Gleiche gilt für einige kritische Metalle. Neue Explorationsprojekte und effizientere Aufbereitungsverfahren könnten Auswege eröffnen, vor allem aber das Recycling bietet große Möglichkeiten. Beim 23. Frankfurter Sonderkolloquium werden Experten ausführliche Einblicke in die Thematik geben.


Ort: DECHEMA HAUS, Theodor-Heuss-Anlage 25, 60486 Frankfurt am Main
Eintritt frei, Anmeldung erwünscht, Anmeldung nur bei DECHEMA: hier klicken

 

 

Mittwoch, 05. Februar 2014, 19:30 Uhr
Gene aus der Steinzeit - Die letzten Jäger Sammler und die ersten Bauern Mitteleuropas
Prof. Dr. Joachim Burger, Institut für Anthropologie, Johannes Gutenberg Universität, Mainz (Link zum Institut))
Vor etwa 7.500 Jahren wird der Mensch in Mitteleuropa sesshaft und bewirtschaftet Bauernhöfe, hütet und melkt Vieh, erntet Getreide und backt sein Brot. Lange dachte man, daß die lokalen Jäger- und Sammler, die schon 12 Tausend Jahre länger in der Region leben, sich zu Ackerbauern und Viehzüchtern entwickelt hätten und für manche Regionen Europas mag dies auch richtig sein. Für Mitteleuropa zeichnen palaeogenetische Untersuchungen aber ein völlig anderes Bild. In diesem Fall haben molekulare Untersuchungen der prähistorischen Skelette gezeigt, daß die DNA der Jäger-Sammler und der ersten Bauern in Mitteleuropa völlig unterschiedlich ist. Da die Jäger-Sammler schon lange in Europa heimisch waren, müssen die Ackerbauern also eingewandert sein, möglicherweise aus dem Südosten Europas oder gar aus Anatolien. Die Lebensweise der Sesshaftigkeit und des Ackerbaus stellt dabei völlig neue Anforderungen an die Menschen als das Leben vom Sammeln und Jagen. Statt Vitamin D aus Fisch und Fleisch, gibt es nun viel Kohlenhydrate aus Getreide und Milch. Aber auf diese Umstellung in der Ernährung war der Mensch nicht vorbereitet. Er musste sich ihr erst anpassen. Hinzu kommt das gänzlich andere Klima in den nördlichen Breiten. Den größten Teil seiner Evolution hatte der Mensch ja in Afrika verbracht. Und so leben die Jäger-Sammler und Ackerbauern lange parallel in Europa, tauschen Waren aus und nach anfänglicher Zurückhaltung. vermischen sie sich letztendlich auch.


Ort: Hörsaal BiK-F, Georg-Voigt-Straße 14-16, Frankfurt
Eintritt frei, keine Anmeldung erforderlich

 

 

Mittwoch, 12. Februar 2014, 19:30 Uhr
Welchen Einfluss hat die galaktische kosmische Strahlung auf Aerosole, Wolken und Klima? - Das CLOUD-Projekt am CERN
Joachim Curtius, Institut für Atmosphäre und Umwelt, Goethe-Universität Frankfurt am Main (Link zur Arbeitsgruppe Experimentelle Atmosphärenforschung))
Wolken spielen eine wesentliche Rolle für den Strahlungs- und den Wasserhaushalt der Erde. Sie beeinflussen damit das Klima maßgeblich. Gleichzeitig bilden sie wissenschaftlich den größten Unsicherheitsfaktor für das Verständnis und die weitere Prognose des Klimawandels.

Das CLOUD-Experiment am CERN ermöglicht Experimente zur Aerosol- und Wolkenbildung in der Atmosphäre unter gut kontrollierten Laborbedingungen. Die Experimente werden an einer neu aufgebauten Aerosolkammer mit weltweit einmaligen technischen Spezifikationen durchgeführt. Mit Hilfe einer Reihe neuentwickelter Messgeräte können erstmalig die Prozesse, die zur Neubildung von Partikeln in der Atmosphäre führen, auf molekularer Ebene beobachtet und quantitativ erfasst werden. Ein Schwerpunkt der Studien liegt bei der Rolle von Ionen für den Aerosolbildungsprozess, um die möglichen Einflüsse von kosmischer Strahlung  und deren Modulation durch die Sonne  auf die Wolkenbildung und damit auf das Klima der Erde zu untersuchen. Hierfür wird ein Elementarteilchenstrahl vom CERN verwendet, um die kosmische Strahlung gezielt simulieren zu können. Aus den experimentellen Ergebnissen werden neue Parametrisierungen abgeleitet, mit denen dann in globalen Aerosol- und Wolkenmodellen der Einfluss für die Wolkenbildung und das Klima abgeschätzt wird. Der Vortrag gibt eine Übersicht zur Rolle der Wolken im Klimasystem und über die neuesten Ergebnisse des CLOUD-Experiments.


Ort: Hörsaal BiK-F, Georg-Voigt-Straße 14-16, Frankfurt
Eintritt frei, keine Anmeldung erforderlich

 

 

Mittwoch, 14. Mai 2014, 19:30 Uhr
Physik beim Fußballspielen
Prof. Dr. Thomas Wilhelm, Institut für Didaktik der Physik, Goethe-Univ. Frankfurt
Die Fußball-Weltmeisterschaft zieht in Deutschland Millionen in ihren Bann. Selten wird aber deutlich, wie viel Physik im Fußballspiel steckt. Viele Untersuchungen zum und Messungen beim Fußballspielen sind heute einfach möglich – auch im Physikunterricht. Dazu eignen sich sowohl Sensoren wie Kraftmessplatte und Beschleunigungssensor, vor allem aber die Videoanalyse, mit der Bewegungen von Bällen und Körperteilen analysiert werden können. Behandelt werden im Vortrag die Kraft zwischen Ball und Boden, die Elastizität verschiedener Fußbälle, die ganze Bewegung eines Fußballspielers beim Vollspannschuss und die Bewegungsabläufe und die Sprunghöhe beim Kopfball. Ein besonderer Schwerpunkt wird auf den Einfluss der Luft gelegt. So werden Flugkurven unter dem Einfluss von Luftreibung, von Wind und vom Magnus-Effekt aufgezeigt, reale Flugbahnen analysiert und der Magnus-Effekt eindrücklich im Experiment vorgeführt.


Ort: Hörsaal BiK-F, Georg-Voigt-Straße 14-16, Frankfurt
Eintritt frei, keine Anmeldung erforderlich

 

 

Mittwoch, 05. November 2014, 19:30 Uhr
Eröffnung des 191sten Vereinsjahres mit Karl Schwarzschild-Vortrag: "Was sind Pulsare: Neutronensterne oder Quarksterne?"
Priv.Doz. Dr. Jürgen Schaffner-Bielich, Institut für Theoretische Physik, Goethe-Univ. Frankfurt
Neutronensterne sind die Endprodukte von massereichen Sterne, die am Ende ihrer Entwicklung in einer Kernkollaps-Supernova explodieren. Mittlerweile kennt man mehr als zweitausend rotierende Neutronensterne - sogenannte Pulsare - in unserer Milchstraße. Immer dann, wenn Pulsare noch einen Begleitstern besitzen, kann man mithilfe der Allgemeinen Relativitätstheorie ihre Masse präzise bestimmen. Neueste Beobachtungen zeigen, dass Neutronensterne offenbar ungewöhnlich schwer sein können: danach kann ein Neutronenstern die doppelte Masse unserer Sonne besitzen, jedoch konzentriert auf einen Durchmesser von nur 20-30 Kilometer. Diese Messungen stellen neue Herausforderungen an unser Verständnis über den Zustand der extrem dichten Materie im Inneren eines Neutronensternes. Insbesondere stellt sich die Frage, ob die Dichte im Zentrum so hoch ist, dass sich die Materie in ihre Grundbestandteile - die "Quarks" - auflöst.


Ort: Hörsaal BiK-F, Georg-Voigt-Straße 14-16, Frankfurt
Eintritt frei, keine Anmeldung erforderlich

 

 

Mittwoch, 10. Dezember 2014, 19:30 Uhr
Öffentliche Festveranstaltung: Verleihung von Förderpreisen des Physikalischen Vereins an Schüler und junge Wissenschaftler
Gemeinsame Veranstaltung mit dem Fachbereich Physik der Goethe-Universität

 

 

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Christian Brudy, Daniel Crusius, Elias Chalwatzis
Gibt es Alternativen zum Lithium im Akku?
Ob Smartphone, Laptop oder Elektroauto – Akkumulatoren sind allgegenwärtig und könnten durch die geplante Energiewende noch wichtiger für uns werden. Aus diesem Grund haben wir uns in den durchgeführten Versuchsreihen mit der Suche nach leistungsfähigen und zugleich preiswerten Alternativen zum heute in Akkumulatoren verwendeten Lithium beschäftigt. Wir konnten zeigen, dass sich Natrium und Magnesium wegen ihrer soliden Spannungs- und Kapazitätswerte anbieten.

Laudatio: Dr. Roland B. Steck, TU Darmstadt
 

 

an

Astro-AG Kopernikusschule, Freigericht
Uranusbeobachtung 2013/2014
Mit Hilfe fotografischer Aufnahmen am Teleskop haben die Schüler der Astro-AG (6. – 9. Klasse) die Schleifen-Bewegung des Planeten Uranus über mehrere Monate verfolgt und auf einer geeigneten Sternkarte aufgezeichnet. Aus diesen Beobachtungsergebnissen wurde dann mittels maßstabgerechter Standortzeichnung die Entfernung des Planeten auf etwa 10 Prozent genau ermittelt.

Laudatio: PD Dr. Harald Bräuning, Sternwarte Hofheim
 

 

an

Melanie Hoffmann
Ricardo T. S. Redinger
Annika Stierstorfer
Unterrichtsmaterialien zum Thema „Wetter“ im Sach-unterricht der Grundschule - Aufarbeitung für die Internetplattform SUPRA
Melanie Hoffmann
Das Thema Wetter bietet viele Möglichkeiten, Schüler der Grundschule an naturwissenschaftliche Fragestellungen heranzuführen. Der erste Teil der Arbeit beinhaltet fachliche Hintergründe. Im zweiten Teil werden didaktische Überlegungen dargestellt. Dabei werden beispielsweise Schülerfehlvorstellungen aufgeführt. Der Hauptteil der Arbeit umfasst die Erstellung von Unterrichtsmaterial. Es werden konkrete Unterrichtsvorschläge vorgestellt. Die Arbeitsblätter befinden sich im Anhang der Arbeit.

Laudatio: Prof. Dr. Bruno Deiss, Physikalischer Verein
Erprobung und hypothesengeleitete Weiterentwicklung des IPN-Videokodiermanuals für das Lehrerhandeln in komplexitätsreduzierten Unterrichtssituationen
Ricardo T. S. Redinger
Die Arbeit beschäftigt sich mit der Auswertung von 15-minütigen Unterrichts-Miniaturen anhand eines etablierten Kodier-Manuals des IPN, das für die Videoanalysen von Regelunterricht konzipiert ist. Explorativ wird die Anwendbarkeit des Manuals auf Unterrichtssequenzen geprüft, die hinsichtlich ihrer Unterrichtszeit und Lerngruppen-Größe im Vergleich zum Regelunterricht reduziert sind. Nach Klärung der Anwendbarkeit wird eine hypothesengeleitete Weiterentwicklung des Manuals zur Auswertung von Basis-dimensionen der Unterrichtsqualität vorgenommen.

Laudatio: Gerhard Maier, Schulamtsdirektor a.D.
Die Bogenbrücke im Sachunterricht
Annika Stierstorfer
Die Arbeit gibt zuerst einen historischen Überblick über die technischen Entwicklungsstufen von Gewölbekonstruktionen – eine der fundamentalen technischen Leistungen des Menschen. Der Hauptteil der Arbeit umfasst die Erstellung von konkretem Unterrichtsmaterial zum Stationenlernen. Hierbei werden die Schüler angeleitet, sich unter verschiedenen Aspekten experimentell mit physikalischen und technischen Fragen zur Konstruktion einer belastbaren Brücke auseinanderzusetzen.

Laudatio: Dr. Franz Ritter, Physikalisches Institut, Goethe-Universität
 

 

an

Kai Ackermann
Marcus Honig
Kristin Kliemt
Ute Lenz
Untersuchung neuer organischer Ladungstransferkomplexe mit gemischter Stapelung
Kai Ackermann
Organische mixed-stack Ladungstransferkomplexe eignen sich zur Untersuchung veränderlicher Vielteilchenwechselwirkungen und könnten zukünftig als Dielektrika vielfältig eingesetzt werden. Zwei neue Systeme dieser Materialklasse [(BEDT-TTF)-DTF, TMP-F4TCNQ] wurden hinsichtlich eines neutral-ionischen Phasenübergangs untersucht. Hierfür wurden die strukturellen und elektronischen Eigenschaften von Dünnschichten und Einkristallen charakterisiert. Obgleich der gesuchte Phasenübergang nicht beobachtet wurde, lieferten die Untersuchungen neue Erkenntnisse über das dielektrische Verhalten neutraler Ladungstransfersysteme.

Laudatio: Prof. Dr. Michael Huth, Physikalisches Institut, Goethe-Universität
Photonen induzierte Fragmentierung von Trifluoressigsäureethylester
Marcus Honig
In einem COLTRIMS Experiment wurde das Molekül Trifluoressigsäureethylester mit hochenergetischer Röntgenstrahlung beschossen und dadurch in unterschiedliche Bruchstücke zerbrochen. Dank einer ungewöhnlich stark ausgeprägten Eigenschaft namens „Chemische Verschiebung“ kann für genau dieses Molekül die Stelle beobachtet werden, an der es von der Strahlung getroffen wurde. In Abhängigkeit dieser Information wurde die Fragmentierung des Moleküls untersucht.

Laudatio: PD Dr. Till Jahnke, Institut für Kernphysik, Goethe-Universität
Crystal Growth and Characterization of YbNi4P2
Kristin Kliemt
Einkristalle der Schwere-Fermionen-Verbindung YbNi4P2 wurden aus Nickel-Phosphor-Eigenfluss mit der Bridgman-Methode bei Temperaturen oberhalb 1300°C gezüchtet. Die strukturelle und chemische Charakterisierung der Proben erfolgte mittels Laue- Methode, Röntgenpulverdiffraktometrie und energiedispersiver Röntgenspektroskopie. Die Qualität der Kristalle aus verschiedenen Züchtungen wurde mit Hilfe magnetischer und elektrischer Transportmessungen verglichen und der Einfluss verschiedener Züchtungsgeschwindigkeiten auf die Probenqualität wurde untersucht.

Laudatio: Prof. Dr. Cornelius Krellner, Physikalisches Institut, Goethe-Universität
Dissoziation von H2–Molekülen
Ute Lenz
Die Dissoziation von Wasserstoffmolekülen nach Photo-Ionisation wurde experimentell durch Impulsspektroskopie untersucht. Dabei konnte erstmals die von Cohen und Fano 1966 vorhergesagte Doppelspaltinterferenz für die Einfachionisation in der Winkelverteilung des Elektrons beobachtet werden. Außerdem wurde eine überraschende Asymmetrie gefunden, die man nicht innerhalb der Born-Oppenheimer- und Franck-Condon-Näherung erklären kann. Die Arbeit entstand in Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe Atomphysik Frankfurt.

Laudatio: PD Dr. Till Jahnke, Institut für Kernphysik, Goethe-Universität