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Experimente

Auf dieser Seite gibt es weiterführende Informationen zu den einzelnen Experimenten in der Kinder- / und Computerbibliothek.

 

Akustik

Löffelglocke

Beschreibung:
Wickle jeweils eine Schnur ein paar Mal um deine Zeigefinger. Der Löffel hängt jetzt in der Mitte zwischen deinen Armen.

  1. Lasse den Löffel leicht gegen das Brett schwingen. Lausche dem Ton, der entsteht!
  2. Stecke dann deine Zeigefinger in deine Ohren. Lasse den Löffel wieder gegen das Brett schwingen.

Wie hört sich der Ton nun an?

Information:
Der Ton ist wesentlich lauter und hält länger an, wenn es eine direkte Verbindung zum Ohr gibt. Die Schallweiterleitung wird am Schluss von der Schnur auf den Fingerknochen übertragen. Dieser leitet sie direkt ans Trommelfell weiter.

Stimmgabel

Beschreibung:
Halte die Stimmgabel in einer Hand. Schlage sie leicht an das Brett. Lausche dem Ton, der entsteht! Stecke nun den Zeigefinger der anderen Hand in dein Ohr. Schlage die Stimmgabel leicht an das Brett. Halte die Stimmgabel an den Ellbogen. Was hörst du nun?
Halte die Stimmgabel auch an andere Körperteile (auf den Kopf, auf die Brust …)!

Information:
Du musst die Stimmgabel richtig halten, nämlich unten am Griff. Wird die Stimmgabel an den Ellbogen gehalten, der über die Hand mit dem Ohr verbunden ist, leitet der Arm den Schall weiter. Die Schallgeschwindigkeit in den Knochen ist deutlich höher als in der Luft. Daher ist der Ton lauter und länger zu hören, als wenn die Stimmgabel in die Luft gehalten wird.

 

Woher kommt das Geräusch?

Beschreibung:
Für diesen Versuch müsst ihr zu zweit sein! Halte dir die Trichter an die Ohren! Der Schlauch ist nun hinter deinem Körper! Dein Partner stellt sich hinter dich und klopft vorsichtig auf eine Stelle am Schlauch. Kannst du herausfinden wo er geklopft hat? Recht? Links? Oder doch in der Mitte?

Information:
Wenn du auf einen Punkt auf einer Seite des Schlauchs klopfst, gelangen die Schallwellen nicht gleichzeitig an beide Ohren. Wird auf der linken Seite geklopft, ist der Abstand der Klangquelle zum rechten Ohr größer. Daher haben die Schallwellen einen weiteren Weg zum rechten Ohr. Es kommt zu einer Verzögerungszeit. Das Gehirn bemerkt diese Verzögerungszeit und zeigt uns, dass der Ton von einer Stelle nahe der linken Gesichtshälfte stammt.
 

Wasserspringschale

 Beschreibung:
1. Beide Innenhandflächen mit dem Wasser der Schale befeuchten.
2. Die Hände nun auf die Messinggriffe legen, leichten Druck ausüben und gleichmäßig die Hände von vorne nach hinten zügig bewegen.

Information:
Der Rhythmus, mit dem man über die Griffe streicht, wird auf die Schale und das Wasser übertragen. Dadurch beginnt beides zu schwingen. Man kann einen Ton hören und auf dem Wasser Wellenmuster erkennen. Streicht man gleichmäßig über die Griffe, kann man die Schwingung verstärken.
Da die Schwingungen von allen Seiten der Schale in das Wasser gehen, überlagern sich die Wellen. Dadurch entstehen Stellen, an denen die Wellen aufeinandertreffen. Bleibt man im Rhythmus, beginnt das Wasser an diesen Stellen hoch zu spritzen.

 

Geräusche-Memory

Beschreibung:
Immer zwei Dosen gehören zusammen. Schüttle sie und höre genau hin, um die Paare zu finden. Ihr könnt das Spiel zu zweit nach Memory-Regeln spielen!
Auf der Unterseite der Dosen kannst du überprüfen, ob du alle Paare richtig gefunden hast!

Information:
Jedes Material verursacht in der Dose ein anderes Geräusch.
Das Geräusch hängt von der Masse, der Dichte und der Oberfläche des Materials ab.
Bei einigen Filmdosen musst du genau hinhören, da sie sehr ähnlich klingen.

 

Schnurtelefon

Beschreibung:
Zum Telefonieren müsst ihr zu zweit sein! Bringt das Bechertelefon mit nach draußen vor die Tür. Jeder von euch nimmt eine Dose in die Hand. Geht so weit auseinander, dass die Schnur zwischen euch gespannt ist. Einer von euch kann nun leise in seine Dose hineinsprechen. Der andere hält seine Dose an sein Ohr. Danach wechselt ihr. Könnt ihr euch unterhalten?

Iinformation:
Durch mechanische Schwingungen von Festkörpern (hier die Stimmbänder), werden Über- oder Unterdrücke erzeugt, die sich als Schallwellen ausbreiten.
Diese Schwingungen breiten sich in der Luft, aber auch in Feststoffen aus. In diesem Fall werden die Luftschwingungen, die beim Sprechen entstehen, auf den Dosenboden weitergegeben. Dieser fängt an zu schwingen und überträgt die Schallwellen auf die gespannte Schnur. Diese überträgt sie wiederum an die zweite Dose. Erst dann wird das Trommelfell deines Partners in Schwingung versetzt und das Gesprochene wird gehört.

 

 

 

Optik

Spiegel

Betrachte dich im Spiegel.
Wo ist links und rechts im Spiegel? - Oben und unten?

Optik

Spiegel

Beschreibung:
Betrachte dich im Spiegel.
Wo ist links und rechts im Spiegel? - Oben und unten?

Information:
Der Spiegel vertauscht vorne und hinten.

Ausgetrickstes Auge

Beschreibung:
Kannst du erkennen was hier größer oder kleiner ist?


Information
:
Die beiden Bögen sind genau gleich. Sie haben also die gleiche Form und Größe.
Unsere Augen erliegen einer optischen Täuschung. Das Gehirn vergleicht zunächst mit Formen, die wir in der Vergangenheit bereits erkannt und gespeichert haben.  Wird eine Form wiedererkannt, bedient sich unser Verstand unmerklich dieser gespeicherten Information. Im Alltag verschafft sich das Gehirn mit diesem Abgleich einen großen Geschwindigkeitsvorteil.
In ungewohnten Situationen, wie bei diesen beiden Bögen, kann es jedoch zu Fehldeutungen kommen.

Fresnelscheiben - Spirale

Beschreibung:
Die Scheiben müssen langsam gedreht werden!
Der Eindruck, den wir von unseren Augen erhalten, ist leicht zu täuschen. Bei Filmen, werden z. B. auch Einzelbilder schnell gezeigt.

Information:
Im Uhrzeigersinn gedreht scheinen sich die Linien ins weite zu dehnen. In Gegenrichtung gedreht, scheint sich die Mitte zusammenzuziehen bzw. auszudehnen.

Fresnelscheiben - Relief

Beschreibung:
Die Scheiben müssen langsam gedreht werden!
Der Eindruck, den wir von unseren Augen erhalten, ist leicht zu täuschen. Bei Filmen, werden z. B. auch Einzelbilder schnell gezeigt.

Information:
Größere sichelartige Bögen scheinen zu einem Kegelmantel zusammenzufließen, der in den Raum vorzustoßen scheint (dem Betrachter entgegen). Kleine Bögen erscheinen als Wandung.

Fresnelscheiben - Pulsation

Beschreibung:
Die Scheiben müssen langsam gedreht werden!
Der Eindruck, den wir von unseren Augen erhalten, ist leicht zu täuschen. Bei Filmen, werden z. B. auch Einzelbilder schnell gezeigt.

Information:
Die geraden Strecken scheinen sich nach innen zu biegen. Die abgerundeten Ecken scheinen sich vorzuwölben.

Vermischtes Spiegelbild

Beschreibung:
Für dieses Experiment müsst ihr zu zweit sein. Setz dich auf die eine Seite des Spiegels und dein Partner auf die andere Seite.
Was seht ihr?

Information:
Beim Blick durch den Rahmen sieht man streifenweise sein Spiegelbild und streifenweise das Bild des Gegenübers. Ihr müsst etwa im gleichen Abstand und in gleicher Höhe vor dem Rahmen sitzen, damit sich die Gesichter so gut wie möglich zusammenfügen können.

Prisma-Tisch

Beschreibung:
Beobachte den Lichtstrahl beim Durchgang durch das Prisma. Über die Taste links kannst Du die Lampe an- und ausschalten und über die rechte Taste kannst Du das Prisma drehen.

Information:
Das Licht der Lampe scheint weiß zu sein, es besteht aber aus Lichtstrahlen in allen Farben des Regenbogens. Die Farben von Licht werden durch die Wellenlänge des Lichts bestimmt. In weißem Licht sind alle Wellenlängen vertreten. Sie überlagern sich und erscheinen uns weiß. Die Wellenlänge hängt mit der Frequenz und der Geschwindigkeit des Lichts zusammen. Beim Übergang des Lichtstrahls der Lampe von Luft in das Prisma wird das Licht gebrochen, und zwar abhängig von seiner Farbe unterschiedlich stark. Dadurch überlagern sich die Farben nicht mehr und werden für uns als einzelne Farben sichtbar. Die Stärke dieses Effekts hängt von der Position des Prismas ab. Trifft das Licht senkrecht auf die Seitenfläche des Prismas, wird es nicht gebrochen, sondern geht gerade durch das Prisma hindurch.

 

Wellenoptik

Hologramme

Beschreibung:
In diesen Bildern sind dreidimensionale Abbildungen 'gespeichert'. Sie dir die Bilder von verschiedenen Positionen aus an. Was siehst du? Was ist anders als bei normalen Bildern? 

Information:
Eine herkömmliche Fotokopie speichert nur die Information über Helligkeit und Farbe des Gegenstandes. Eine Lichtquelle besitzt als weitere Eigenschaft die räumliche Orientierung.  Die hellen Streifen entstehen an den Stellen, an denen sich die Lichtwellen verstärken.
Die dunklen, an denen die sich gegenseitig abschwächen.

 

 

Luft

Fahrradpumpe als Luftpresse

Beschreibung:
Ziehe den Kolben der Fahrradpumpe bis zum Ende heraus! Halte nun die Öffnung der Pumpe mit einem Finger fest zu! Drücke den Kolben so weit wie möglich hinein und lasse ihn dann lost! Was passiert mit dem Kolben, wenn du ihn loslässt?
Achte bei dem Versuch darauf, dass du die Öffnung die ganze Zeit über gut verschließt.

Information:
Im Gegensatz zu Feststoffen sind Gase kompressibel. Somit lässt sich auf Luft zusammenpressen. Die Menge des Gases bleibt dabei gleich, das Volumen hingegen wird verringert. Das geschieht dadurch, dass sich die Moleküle des Gases verdichten.  Wenn der Kolben losgelassen wird, lässt auch der Druck, der auf die Luft wirkt, nach.
Die Luft dehnt sich wieder aus und nimmt den gesamten Raum ein. Dadurch wird der Kolben von der Luft herausgedrückt.

Spritze als Luftpresse

Beschreibung:
Ziehe den Kolben der Spritze bis zum Ende heraus!
Halte nun die Öffnung der Spritze mit dem Finger fest zu!
Drücke den Kolben so weit wie möglich hinein und lasse ihn dann los!
Was passiert mit dem Kolben, wenn du ihn loslässt?
Achte bei dem Versuch darauf, dass du die Öffnung die ganze Zeit über gut verschließt.

Information
Im Gegensatz zu Feststoffen sind Gase kompressibel. Somit lässt sich auf Luft zusammenpressen. Die Menge des Gases bleibt dabei gleich, das Volumen hingegen wird verringert. Das geschieht dadurch, dass sich die Moleküle des Gases verdichten.  Wenn der Kolben losgelassen wird, lässt auch der Druck, der auf die Luft wirkt, nach.
Die Luft dehnt sich wieder aus und nimmt den gesamten Raum ein. Dadurch wird der Kolben von der Luft herausgedrückt.

Magdeburger Halbkugeln

Beschreibung:
Für diesen Versuch müsst ihr zu zweit sein!
Stellt den Versuch der Magdeburger Halbkugeln nach. Haltet die Saugglocken genau aufeinander. Drückt sie aufeinander, sodass sie fest  aufeinander sitzen. Versucht sie wieder auseinander zu ziehen.
Was spürt ihr?

Information:Otto von Guericke begann um 1650 mit Versuchen zum Vakuum.
Als amtierender Bürgermeister von Magdeburg stellte er 1657 erstmals einen Versuch vor, der später als „Magdeburger Halbkugeln“ betitelt wurde. Mit Hilfe einer von ihm entwickelten Luftpumpe pumpte er die Luft aus zwei Halbkugeln, die nur durch einen Lederriemen miteinander verbunden waren.
Dadurch dass die Luft aus dem Inneren der Kugel entfernt wurde, wurden sie vom äußeren Luftdruck so stark zusammengedrückt, dass nicht einmal 16 Pferde die Halbkugeln trennen konnten. Die Öffnung des Ventils ermöglichte das Eindringen von Luft in die Kugel. Dadurch wurde der Luftdruck im Inneren erhöht und die Halbkugeln fielen auseinander.
Mit diesem Versuch könnt ihr den Versuch Otto von Guerickes nachvollziehen und den Schweredruck der Luft am eigenen Körper spüren.


 

Olfaktorik

Was riechst Du?

Beschreibung:
Öffne vorsichtig einen Deckel und rieche an der Dose. Was riechst du? Kennst du den Geruch?
Schließe die Dose, bevor du an der nächsten riechst!
Wenn du an allen Dosen gerochen hast, kannst du die Bild-Kärtchen zu Hilfe nehmen. Welches Bild passt zu welchem Geruch? Ordne zu! Wenn du dir unsicher bist, rieche noch einmal!

Information:
Die Dosen enthalten mit Geruchstoffen getränkte Watte. Du wist merken, dass dir Gerüche häufig zwar bekannt vorkommen, dass du sie aber ohne Unterstützung durch Bilder nicht benennen kannst.

 

Elektrizität

Plasmakugel

Beschreibung:
Berühre mit deinen Fingern die Kugel. Bewege sie über die Kugeloberfläche und beobachte, was passiert!

Information:
Im Inneren der Kugel befindet sich ein Gas bei niedrigem Druck (=sehr dünn).
Die kleine Kugel in der Mitte ist eine Elektrode, an die Wechselstrom mit einer Spannung von ungefähr 20000 Volt angelegt ist.
Das bedeutet, die Elektrode ist abwechselnd negativ und positiv geladen. Von der Elektrode fließt bei eingeschalteter Plasmakugel ein Entladungsstrom. Durch diesen Strom werden die Gasteilchen mit Energie „aufgeladen“, die sie direkt wieder abgeben.
Dies ist im Gas als schwacher Blitz sichtbar. Die Stromstärke ist sehr gering, die Spannung hingegen sehr hoch.
Für Menschen ist das völlig ungefährlich. Legt man einen Finger an die Kugelhülle, verstärkt sie der Entladungsblitz zum Finger hin, weil der Mensch ein besserer Leiter ist als die Luft.

 

Astronomie

Sonnensystem

Beschreibung:
Die Sonne und die Planeten unseres Sonnensystems sind sehr unterschiedlich groß und sehr weit voneinander entfernt. Hier sind sie im richtigen Verhältnis zueinander dargestellt. Kannst du die Erde entdecken? Findest du die äußeren Planeten Saturn, Neptun und Uranus?

Information:
An der Decke befinden sich die vier inneren Planeten Merkur, Venus und Mars in ihren maßstäblich richtigen Abständen zueinander und zur Sonne. Die Sonne ist in der Ecke des Raumes dargestellt. Ihre Größe ist nicht maßstäblich, sondern ca. 10mal zu groß.
In der Verlängerung der Linie, auf der die Planeten liegen, befindet sich ein Stadtplan von Paderborn an der Tür.
(Auf diesem sind die vier äußeren Planeten des Sonnensystems eingezeichnet. Der Entfernungsmaßstab ist derselbe wie bei den Planeten an der Decke. In Klammern steht bei den Planeten und der Sonne dabei, wie groß sie in diesem Maßstab wären. Zusätzlich befindet sich an der Tür ein Poster mit allen Planeten unseres Sonnensystems. Auf dem Poster sind Fotos der Planeten im richtigen Größenverhältnis zueinander abgebildet.)

 

Konstruktion / Mechanik / Schwinnungen

Brückenbau

Beschreibung:
Versuche eine Brücke aus 5 Bausteinen über die Straße zu bauen!
Findest du auch andere Möglichkeiten? Du kannst dafür auch mehr Bausteine benutzen!

Information:
Der Kragbogen gleicht zwei Treppen, die sich in der Mitte treffen. Die Steine liegen so übereinander, dass jede Reihe etwas weiter vorsteht. Dies nennt man auskragen.  Aus diesem Grund nennt man dies Bauweise „Kragbauweise“.  Die Kragbogenbrücke zählt zu den Bogenbrücken, für die generell gilt, dass sie unter Druckspannung stehen müssen, um nicht einzustürzen. Sie werden dadurch stabil, dass die Kraft seitwärts auf die Enden gerichtet ist, die Druckkräfte des Bogens wirken der Belastung entgegen. Man kann ganz unterschiedliche Brückenbauweisen selbständig herausfinden oder anhand im Alltag gemachter Erfahrungen nachbauen.

Mechanik - Archimedische Schraube

Beschreibung:
Wenn du and der Kurbel drehst, bewegt sich auch die Spirale. Kannst du so das Wasser aus dem Becken heben?

Information:
Die Archimedische Schraube kehrt das Prinzip der Schraube, die in die Wand gedreht wird, um. Die Schraube ist fest, das Wasser beweglich.
Das Wasser bewegt sich beim Drehen der Kurbel (und damit der Schraube) in der richtigen Richtung hinauf. Die Archimedische Schraube ist ein Sonderfall der Schiefen Ebene. Durch den längeren Weg, den das Wasser nach oben zurücklegt, wird pro Zeit weniger Kraft benötigt, um das Wasser zu heben.

Schwingungen - Wellenmaschine

 

Beschreibung:
Du kannst die Kugeln vorsichtig nach links oder rechts bewegen. Gib ihnen einen leichten Schubs und beobachte, was passiert. Du kannst auch eine Stange gleichmäßig hin und her bewegen. Was passiert dann?

Information:
Zieht man eine Stange leicht heraus und lässt sie los, wandert diese Auslenkung das Seil hinauf und hinunter. Eine Welle bildet sich! Am oberen und am unteren Ende wird die Auslenkung umgekehrt. Bewegt man eine Stange im richtigen Rhythmus hin und her, kann man eine stehende Welle erzeugen und das System in Resonanz bringen – also die Auslenkung verstärken.

Schwingungen - Chaospendel

Beschreibung:
Dieses besondere Pendel schwingt anders als andere Pendel. Kannst du seine Bewegung vorhersagen?

Information:
Die Pendelspitze besteht aus Magneten. Die Ringmagnete auf der Grundplatte sind entgegengesetzt gepolt und stoßen daher das Pendel ab. Es dürfte nahezu unmöglich sein, zweimal den gleichen Bewegungsablauf des Pendels zu erreichen. Minimale Änderungen der Anfangsbedingungen führen zu völlig anderen Bewegungsabläufen und zu anderen Endzuständen (chaotisches System). Die Vorgänge beim Magnetpendel sind physikalisch eindeutig durch Gravitation (Gewichtskraft), Magnetkräfte und Reibung vorherbestimmt. Aber eine minimale Änderung an einer Stelle kann zu einer großen Veränderung an anderer Stelle führen.
Ein Beispiel für ein chaotisches System im Alltag ist das Wetter.

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