„Ultrakurzzeitphysik“ – Begabtenförderung Physik/Mathematik an der IGS Fürstenau

von den Schülerinnen und Schülern der Begabtenförderung Physik/Mathematik GO

Am 17.01.2019 machten wir, Sunita Brinkmann, Samantha Gierke, Annalena Hartmann, Rebecca Löffler, Hanna Milius, Michael Röwer, Hanna Schuir und Jan Sparenberg – die acht Schülerinnen und Schüler der Begabtenförderung Physik/Mathematik Oberstufe –  uns auf den Weg zur Universität Osnabrück.

Dort erwartete uns ein spannender Tag in der Arbeitsgruppe „Ultrakurzzeitphysik“ des Fachbereiches Physik. Die Projektgruppe myphotonics ermöglichte uns Einblicke in ihre Arbeit, welche unter anderem den Themenbereich der Laseroptik umfasst. Unser Tagesziel war es, Versuchsaufbauten der Wellenoptik selbst aus LEGO® nachzustellen, um das Phänomen Interferenz besser kennenzulernen.

Nach einer kurzen Sicherheitsbelehrung zu den Lasern, mit denen wir an diesem Tag arbeiteten, ging es auch direkt mit dem Einstiegsspiel „Laserlabyrinth“ weiter. Dabei ging es darum, das physikalische Gesetz „Einfallswinkel = Ausfallswinkel“ in spielerischer Form zu beobachten und anzuwenden. Durch das Einstellen verschiedener Spiegel durch zwei Spieler wurde ein Laserstrahl von Spiegel zu Spiegel reflektiert und schließlich in eine Zielscheibe gelenkt, was einen Mechanismus auslöste und somit den Sieger kürte. „Das ist sozusagen das Kickern für Physiker!“, merkte jemand von uns an.

Dann begann der Bau unseres eigenen Michelson-Interferometers. Mithilfe eines Interferometers kann man Interferenz beobachten. Interferenz ist die Überlagerung von zwei Wellen, die sich dann entweder abschwächen oder gegenseitig verstärken, gegebenenfalls sogar auslöschen. Dabei ist ein Interferenzmuster erkennbar.

Aus LEGO® bauten wir in zwei Gruppen die einzelnen Bestandteile eines Interferometers und erarbeiteten zeitgleich kurze Präsentationen zu den jeweiligen Bauteilen, die auch einen Kostenvergleich enthielten. Dabei schnitt das Interferometer mit LEGO®-Komponenten wesentlich besser ab, als „professionellere Ausführungen“, bei denen man insgesamt das Zwanzigfache bezahlen müsste. Dazu bleibt aber noch zu sagen, dass auch mit LEGO® eine sehr präzise Justierung des Interferometers möglich ist.

Das vom myphotonics-Team entwickelte Skript zum Bau eines LEGO®-Interferometers wurde von uns erstmalig getestet. Im Rahmen der dauerhaften Kooperation wurde unserer Schule ein eigenes Interferometer überlassen – natürlich auch aus LEGO®.