1. Hightech Forschung für bessere Solarzellen

Wie funktioniert eine Solarzelle? Wie kann man ihre Effizienz und Leistung mit einem Sonnensimulator messen? Während dieses Physik Workshops erhalten die Schülerinnen und Schüler die Möglichkeit, Antworten auf diese spannenden Fragen zu erhalten. Sie lernen die aktuelle Forschung kennen und finden heraus, warum es unterschiedliche Solarzellentechnologien gibt.

Während des Workshops lernen die Schüler durch praktische Experimente wie man:

• eine Farbstoff-Solarzelle produziert
• den Kurzschlussstrom und die Leerlaufspannung testet
• die Umwandlungseffizienz von verschiedenen Solarzellen mit einem Sonnensimulator misst
• die Lichtintensität kalibriert und den Einfluss der Temperatur untersucht (nur ganztägig)
• verschiedene Laser verwendet, um das Reziprozitätstheorem von einer LED und einer Solarzelle zu verdeutlichen und die Farbe einer LED nur durch deren
  Absorptionseigenschaften vorauszusagen (nur ganztägig)

Am Ende des Tages werden die Ergebnisse aller Gruppen diskutiert und die TeilnehmerInnen vergleichen, welche Gruppe die beste selbstgebaute Solarzelle konstruiert hat.

Der Kurs wird in zwei Formaten angeboten, entweder als Ganztags- oder als Halbtageskurs.
Ganztägiger Kurs für 1. und 2. Klassen (d.h. 16-19 Jahren).
Halbtags-Kurs für die 3. Klasse (d.h. 15 Jahren).

Vorkenntnisse zu den folgenden Themen können für die TeilnehmerInnen von Vorteil sein: Strom, Spannung, Leistung in Stromkreisen. Plus Elektronenorbitale für den ganztägigen Kurs.

2. Moderne Spektroskopie im Dienste der Materialforschung

Was ist Licht? Warum brauchen wir Sonnenschutzmittel? Wie wirksam sind diese, um vor schädliche Strahlung zu schützen? In diesem Kurs lernen die Schülerinnen und Schüler anhand einer alltäglichen Anwendung mehr über Licht und Wellenlängen. Mit modernen Spektroskopiegeräten erforschen sie, wie elektromagnetische Strahlung funktioniert. Anschließend stellen sie nach einem einfachen Rezept ihre eigene Sonnencreme aus natürlichen Zutaten her und testen, wie wirksam diese schädliche UV-Strahlung abhält.

Die Teilnehmer führen drei Hauptaufgaben aus:

• Entdeckung der Prinzipien der Welleninterferenz und experimentelle Messung von Lichtmaxima und -minima
• Bau eines eigenen DIY-Spektrometers zur Beobachtung der Absorptions- und Emissionsspektren verschiedener Gaslampen
• Testen ihres natürlichen Sonnenschutzmittels durch Messung der Absorptions- und Transmissionsspektren für verschiedene Wellenlängen

Dieser ganztägige Kurs ist für Schülerinnen und Schüler der 3. bis zur 1. Klasse geeignet, d.h. 15-19 Jahren.

Vorkenntnisse zu den folgenden Themen können für die TeilnehmerInnen nützlich sein: Grundlegendes Verständnis von Wellenlängen.

3. Erneuerbare Energien

Wie viel Energie verbrauchen wir? Beeinflusst unser Lebensstil die Menge an Energie, die wir benötigen? Könnten erneuerbare Technologien den gesamten Energiebedarf in Luxemburg decken? Während dieses Kurses suchen die Schülerinnen und Schüler nach Antworten, indem sie einen Selbsteinschätzungsprozess durchlaufen und praktische Experimente durchführen. Am Ende des Tages werden sie in der Lage sein, diese Fragen durch ihre eigenen Erforschungen zu beantworten.

Die TeilnehmerInnen führen die folgenden Aufgaben durch:

• Bewertung dss Potenzials von Solar- und Windkrafttechnologien und von Technologien, die auf Biomasse oder menschlicher Energie basieren
• Berechnung ihres täglichen Energiebedarfs und Erlernen der Lösung des Energiebilanzproblems anhand der von ihnen erstellten Daten
• Vergleich und Diskussion des eigenen Energieverbrauches mit dem anderer Menschen, und Analyse ob Luxemburg zu 100 % auf erneuerbare Energien umsteigen könnte
• Sie lernen den Unterschied zwischen Leistung und Energie kennen.
• Sie entdecken die Vor- und Nachteile der verschiedenen Arten von erneuerbaren Energien und lernen, dass unterschiedliche Mengen an Landflächen benötigen.

Dieser halbtägige Kurs ist für Schülerinnen und Schüler der 5. bis zur 1. Klasse geeignet, d.h. 13-19 Jahren.

Er kann mit zwei anderen Workshops zu den Themen Energie und Nachhaltigkeit kombiniert werden (siehe Workshops 4 und 5 unten).

Dieser Workshop wurde von einem Forscherteam der Abteilung für Physik und Materialwissenschaften der Universität Luxemburg im Rahmen des Energy4Life-Projekts entwickelt. Weitere Informationen zu diesem Projekt finden Sie auf der zugehörigen Website.

Entdecken Sie den Workshop und die Forscher, die ihn entwickelt haben, in einem Video:

4. CO₂ und globale Erwärmung

In diesem Workshop beschäftigen sich die Schülerinnen und Schüler mit CO₂ im Zusammenhang mit der globalen Erwärmung. Sie lernen verschiedene Möglichkeiten kennen, um CO₂  nachzuweisen und dessen Konzentration zu messen, und erforschen die Rolle von CO₂ in natürlichen Prozessen wie dem Treibhauseffekt.

Indem sie den Schritten einer Online-Präsentation folgen und selbstständig in kleinen Gruppen arbeiten, experimentieren die Schülerinnen und Schüler, um eine Reihe wissenschaftlicher Fragen zu beantworten. So führen sie eine Reihe von Experimenten zum Albedoeffekt, zur Wärmestrahlung und zum Nachweis von CO₂ durch. Diese Aktivitäten ermöglichen es ihnen, sich mit verschiedenen Bereichen der Physik, der Umweltwissenschaften, des Ingenieurwesens und der Biologie zu beschäftigen.

Dieser halbtägige Kurs ist für Schülerinnen und Schüler der 4. bis zur 1. Klasse geeignet, d.h. 14-19 Jahren.

Er kann mit zwei anderen Workshops zu den Themen Energie und Nachhaltigkeit kombiniert werden (siehe Workshops 3 oben und 5 unten).

5. Energie tanken!

In diesem Kurs lernen die Schülerinnen und Schüler mehr über Energiemanagement, Effizienz und Energiespeicherung. Sie führen eine Reihe von Experimenten durch, um grundlegende Konzepte der Physik wie Kraft, Arbeit, Energie und Leistung zu entdecken:

• Wasser pumpen und speichern, um eine kleine Turbine anzutreiben und elektrischen Strom zu erzeugen
• Abschätzung des maximalen Energietransfers, der mit dem System erreicht wird, und Erörterung des ersten Hauptsatzes der Thermodynamik
• Konfigurieren kleiner Elektroautos zur Maximierung von Reichweite und Geschwindigkeit.
• Rennen mit den Autos fahren, die entweder nur kleine Solarzellen oder einen Superkondensator zur Speicherung zusätzlicher Energie verwenden
• Spielen eines Brettspiels mit dem Ziel, Energiequellen und -speicher so zu verwalten, dass sie den Anforderungen der verschiedenen Jahreszeiten gerecht werden

Die abschließende Diskussion beinhaltet Überlegungen zu den Herausforderungen, die mit der Energiespeicherung und dem Energiemanagement angesichts der aktuellen Klimakrise verbunden sind.

Dieser halbtägige Kurs ist für Schülerinnen und Schüler der 5. bis zur 1. Klasse geeignet, d.h. 13-19 Jahren.

Er kann mit zwei anderen Workshops zum Thema Energie und Nachhaltigkeit kombiniert werden (siehe Workshops 3 und 4 oben).

6. Mayonnaise, ein kulinarischer Star auf dem Prüfstand - flüssig oder fest?

Im Physik Workshop “Mayonnaise, ein kulinarischer Star auf dem Prüfstand - flüssig oder fest?” bekommen die Schülerinnen und Schüler die Möglichkeit, Mayonnaise auf verschiedene Eigenschaften hin zu
 untersuchen. Zudem lernen sie den Zusammenhang zwischen der Struktur der Mayonnaise und 
ihrem Fließverhalten kennen.

In verschiedenen Experimenten erforschen die Schüler das Verhalten der Mayonnaise:

• Mit Mikroskopen wird die Struktur analysiert
• Mit einem Rheometer und dem Gesetz von Hagen-Poiseuille wird das Fließverhalten studiert

Am Ende des Tages werden die erzielten Ergebnisse diskutiert und Schlussfolgerungen gezogen.

Der Kurs ist für Schülerinnen und Schüler der 3. bis zur 1. Klasse geeignet, d.h. 15-19 Jahren.

Sprache

Abhängig von den Wünschen der Schülerinnen und Schüler wird der Physikkurs entweder auf Englisch, Französisch, Deutsch oder Luxemburgisch unterrichtet.

Zeitplan

Die ganztägigen Kurse (1, 2 und 6) dauern von 9:00 bis 15:30 Uhr, einschließlich einer einstündigen Mittagspause, in welcher die Schülerinnen und Schüler in der Universitätskantine essen können. Der Zeitplan der Mittagspause ist einzuhalten, damit das Nachmittagsprogramm pünktlich beginnen kann.

Die halbtägigen Kurse (Kurzfassung des Kurs 1, sowie der Kurse 3, 4 und 5) dauern 3,5 Stunden.

Zertifikat

Am Ende des Workshops erhält jeder Schüler ein Zertifikat, das seine Teilnahme bestätigt.

Ort

Die Physik Kurse finden im Batiment des Sciences am Campus Limpertsberg der Universität Luxemburg statt.
Weitere Informationen zur Anfahrt zum Campus finden sie hier, die untenstehende Karte zeigt, wo das Batiment des Sciences sich befindet.

Die Anreise mit dem Bus vom Bahnhof oder der Innenstadt erfolgt über die Linie 2 (Limpertsberg / L.T. Michel Lucius - Gasperich - Kohlenberg / Boy Konen) oder Linie 4 (Limpertsberg / LT Michel Lucius - Leudelange, Gemeng) bis zur Haltestelle „Lycée Technique Michel Lucius“.