Exkursion der 10a zum Labortag an der Goethe-Universität Frankfurt am 5. März 2020

Anreise (Fabio Marrazza, Diyar Husein, Tizian Leinius)
Die Anfahrt zu unserem Ausflug an die Goethe-Universität Frankfurt verlief plangemäß. Die ersten Schüler trafen sich um 7 Uhr am Bahnhof in Aschaffenburg. Im Laufe der nächsten halben Stunde kamen die meisten der restlichen Schüler. Frau Dr. Hünermann stieß zu uns und prüfte die Vollzähligkeit der Klasse. Zwei Schüler, Marius und Marc, sind als letzte zu unserer Gruppe gestoßen. Den Zug in Richtung Frankfurt haben wir alle erwischt. Auch der Umstieg in die U-Bahn in Richtung zur Universität verlief planmäßig, wir mussten sogar kurz warten. An den Physik-Instituten angekommen, erfuhren wir, dass der zuständige Laborleiter erkrankt sei. Stattdessen nahm uns Herr Cerny, Lehrer und Mitarbeiter der Universität in Empfang. Pünktlich um 9:15 Uhr begann unser Praktikumskurs in der Universität.

Der Teilchenbeschleuniger (Niklas Zimmermann, Nick Sauer,
Lukas Lippert)
Wir haben einen 3 Stockwerke hohen, alten Teilchenbeschleuniger gesehen, der durch ein schwarzes Gummiband positive Ladung nach oben bringt. Dadurch entsteht unten negative Ladung. Durch den Ladungsunterschied entsteht eine Spannung bis zu 3 Millionen Volt. Damit wurden dann beispielsweise Heliumkerne beschleunigt und somit neue Erkenntnisse gewonnen.

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1. Vortrag (Luis Endemann, Maximilian Bieber, Luca Berhard)
Herr Cerny hat uns einen Vortrag über die Entstehung des Teilchenmodells gehalten. Dazu gab es zwei Theorien. Die erste Theorie, um die es ging hat besagt, dass es unterhalb einer bestimmten Größe nichts kleineres mehr gibt - damit war der Begriff „Atom“ entstanden. Und die zweite sagte das genaue Gegenteil aus, und zwar, dass es immer etwas kleineres gibt, egal wie klein es ist. Aufgrund der Forschung weiß man inzwischen, dass es Atome gibt, aber wir wurden auch noch darüber informiert, dass es auch Teilchen gibt, die kleiner als Atome sind, zum Beispiel Quarks.
Dann wurde noch erklärt, dass man mit diesen Forschungsergebnissen auch versucht, die Entstehung des Universums zu erklären. Unter anderem hat er aber auch davon gesprochen, dass Einstein den Raum mit der Zeit in Verbindung gebracht hat, das sogenannte Raumzeitkontinuum.
Zum Schluss gab es noch ein paar Anweisungen, was wir beim Experimentieren beachten sollten.

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1. Experimentierphase (Niklas Fiedler, Thea Hock, Moritz Billinger)
Zuerst sollten wir den Versuch aufbauen. Danach haben wir das Messgerät eingestellt.  Damit haben wir den Nulleffekt ausgemessen, dies viermal, und davon den Mittelwert berechnet. Im Anschluss haben wir die Impulszahl eines Ra-226-Strahlerstiftes messen. anschließend den gleichen Versuch noch einmal, aber mit ein paar Blatt Papier zwischen Strahler und Messgerät. Damit wurde dann der Absorptionsfaktor F ausgerechnet und in in Prozent angegeben. Dabei sind wir auf das Ergebnis gekommen, dass die Alphastrahlen vom ersten Blatt vollständig abgeschirmt worden sind.

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Mittagspause / Laborbesichtigung (Marie Luise Dorn)
Nach der ersten Versuchseinheit gingen wir zur Pause in das „Café Physik“ der Goethe Universität - von dem aus man den Teilchenbeschleuniger sehen kann - und aßen dort unser mitgebrachtes oder dort gekauftes Essen. Nach Beendigung der Mittagspause besichtigen wir die Halle, in der der Teilchenbeschleuniger steht. Mit Hilfe der Drei-Finger-Regel kann die Ablenkung der Teilchenstrahlung erklärt werden.

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2. Experimentierphase (Simon Sauer, Sebastian Kaltwasser, Luis Müller)
In der Experimentierphase Teil 2, haben wir mit einem Versuch begonnen, in dem wir die Ablenkung von Alphastrahlung, Betastrahlung und Gammastrahlung gemessen haben und die Ergebnisse in eine Tabelle eingetragen haben. Anschließend haben wir das Versuchsergebnis grafisch dargestellt. Als zweites in dieser Phase, wurde unser Wissen zur Strahlung allgemein getestet. Dazu haben wir verschiedene Fragen gestellt bekommen, die wir beantworten sollten. Die letzte Aufgabe in der Experimentierphase war, die Zerfallsreihe von Radium-226 detailliert aufzustellen. Dazu mussten wir nicht nur die Massen- und Ordnungszahl, sondern auch die Halbwertszeit, die Energie und die Reichweite der Strahlung der einzelnen Produkte in eine Tabelle eintragen.

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Die Nebelkammer (Marc Schillinger, Joel, Luis Maier)
Wir haben für die Nebelkammer einen Plastikbecher mit einem Loch bekommen und haben in diesen Becher ein Bisschen Trockeneis eingefüllt. Auf das Trockeneis kam dann ein Deckel. In den Becher haben wir Alkohol gegeben, der am Boden wegen der Kälte des Trockeneises eine Nebelschicht gebildet hat. Trockeneis ist festes Kohlendioxid. Durch die Öffnung im Becher haben wir eine Strahlungsquelle gehalten. Von außen haben wir dann mit einer Taschenlampe in den Becher geleuchtet. Im Becher haben wir dann Nebelspuren gesehen, das waren die Flugbahnen der ionisierenden Alphastrahlen.

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2. Vortrag (Konstantin Werner, Tobias Kaiser, Jonas Schmidt)
Als erstes wurde uns der 2-MV-Van-de-Graaf-Beschleuniger erklärt, den wir auch vor Ort besichtigt hatten. Wir erfahren, dass die damit beschleunigten Protonen bis zu 6 % der Lichtgeschwindigkeit schnell sind. Dann schauen wir uns den Large Hadron Collider im CERN in Genf genauer an. Dort sind die Protonen mit nahezu Lichtgeschwindigkeit unterwegs (99,9999991 % der Lichtgeschwindigkeit). Diese Versuche dienen dazu, den Aufbau der Materie und ihre Entstehung zu erforschen. Uns wurden Bilder gezeigt, wie die Welt nach einer Zehntausendstel Sekunde nach dem Urknall aussah. Zum Abschluss wurde uns noch die praktische Nutzung von Teilchenbeschleunigern gezeigt. Man kann Tumore mit dieser Strahlung bekämpfen.

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Dr. Lucia Hünermann

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