MINT100 - Das Regionalforum für MINT-EC-Schulen aus Baden-Württemberg

Datum: 27.09.2021, 09:30 Uhr - 27.09.2021, 17:30 Uhr
Anmeldeschluss: 13.09.2021, 08:00 Uhr
Teilnehmer: 80
Partner:

experimenta - Das Science Center                                                                                                                      Karlsruher Institut für Technologie (KIT)                                                                                                            Netzwerk Teilchenphysik                                                                                                                                  Herzog-Christoph-Gymnasium Beilstein

Kosten:

Es wird keine Teilnahmegebühr erhoben. Reisekosten tragen die Teilnehmenden selbst. 

Beschreibung

Hinweis: Wir werden die Veranstaltung nur anbieten, sofern die aktuelle Lage und die örtlichen Vorschriften dies zulassen. Natürlich sind wir uns der kritischen Situation bewusst und verfolgen die Entwicklungen der Corona-Pandemie sehr aufmerksam. Deshalb behalten wir uns - in enger Abstimmung mit unseren Partnern vor Ort - auch vor, die Veranstaltung kurzfristig abzusagen bzw. online durchzuführen. Bei einer Durchführung vor Ort werden alle dann gültigen behördlichen Abstands- und Hygieneregelungen eingehalten. Wir werden alle Teilnehmenden umgehend über eventuelle Änderungen informieren.

MINT100 in Heilbronn für MINT-EC-Schulen aus Baden-Württemberg am Montag, 27. September 2021
Veranstaltungsort: experimenta - Das Science Center, Experimenta-Platz, 74072 Heilbronn

Die experimenta Heilbronn gestaltet zusammen mit dem Karlsruher Institut für Technologie, dem Netzwerk Teilchenphysik und dem Herzog-Christoph-Gymnasium Beilstein unter dem Motto "Die Welt der kleinsten Teilchen" eine gemeinsame MINT100 für die MINT-EC-Schulen Baden-Württembergs. 

Am 27. September öffnet die experimenta ihre Türen für 80 Schüler*innen der Sek. II und 20 Fachlehrkräfte der Baden-Württembergischen MINT-EC-Schulen. Die Schüler*innen nehmen an diesem Tag an verschiedenen Workshops teil. Die Lehrkräfte haben ein eigenes Programm und dürfen u.a. einen Blick hinter die Kulissen der experimenta-Ausstellung werfen.

Programm
MINT100 – Das Regionalforum von MINT-EC in Heilbronn

09.30 Uhr    Begrüßung
09.45 Uhr    Vortag über das CERN und den LHC*                                                                                            10.45 Uhr    Pause                                                                                                                                               11.00 Uhr    Workshop I                                                                                                                                       13.30 Uhr    Mittagspause

14.15 Uhr    Workshop II                                                                                                                                      17.00 Uhr    Show im Science-Dome                                                                                                                   17:30 Uhr    Offizielles Ende

*Die Europäische Organisation für Kernforschung CERN wurde 1954 gegründet, um die Zusammenarbeit zwischen europäischen Forschern nach dem Zweiten Weltkrieg zu fördern. In den 65 Jahren seit der Gründung hat sich das CERN zur führenden Forschungseinrichtung für Teilchenphysik entwickelt. Das CERN beherbergt grenzübergreifend in der Schweiz und in Frankreich den größten Beschleunigerkomplex der Erde mit über 50 km Strahllinien. Der größte Beschleuniger des CERN, der Large Hadron Collider LHC, erreicht die weltweit höchsten Strahlenergien und ist derzeit die führende Einrichtung für Forschung in der Teilchenphysik. Diese Präsentation gibt einen Überblick über die Mission und Organisation des CERN und stellt den LHC und seine Technologien vor.

Hinweis: Der Workshop "Masterclass Teilchenphysik" findet durchgängig statt. Somit kann am Nachmittag kein weiterer Workshop belegt werden.

Workshops

1) Workshop - Masterclass Teilchenphysik

Masterclass Teilchenphysik

Die Frage, woraus die Welt besteht, beschäftigt die Menschen schon lange: Gibt es fundamentale Bausteine, und wenn ja, was hält sie zusammen?

Mit Hilfe moderner Teilchenbeschleuniger lässt sich ein tiefer Einblick in den Aufbau der Materie gewinnen. Der momentan leistungsfähigste ist der Large Hadron Collider am CERN in Genf. Mit dieser komplexen Maschine werden Protonen - die Kerne von Wasserstoffatomen -  auf hohe Energien beschleunigt und zur Kollision miteinander gebracht. Aus der Bewegungsenergie entstehen neue Teilchen, ganz so, wie es auch kurz nach dem Urknall bei der Entstehung des Universums passiert ist. Große Detektoren zeichnen die Spuren der Teilchen auf, und Tausende von Wissenschaftlern werten die Daten mit Hilfe großer Computeranlagen aus.

In diesem Workshop könnt ihr selbst echte Daten von einem der Experimente anschauen und so eine Vorstellung davon bekommen, wie Teilchen gemessen werden, wie man in der Teilchenphysik arbeitet und was man daraus lernen kann. Dabei werdet ihr von jungen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern begleitet, die zunächst eine Einführung in die Teilchenphysik geben und euch dann bei der Arbeit mit den Daten des Detektors auf dem Weg zur eigenen Erkenntnis begleiten. Sie geben gerne auch Auskunft über ihre tägliche Arbeit und den Studieneinstieg. 

2) Workshop - Umweltradioaktivität

Umweltradioaktivität

Sie sind überall, die Teilchen der radioaktiven Strahlung. Wir sehen sie nicht, wir spüren sie nicht, aber mit geschickten Messmethoden können wir sie detektieren und untersuchen. Woher kommen sie? Woraus bestehen sie? Welche Eigenschaften haben sie?

In diesem Workshop baut ihr selbst einfache, aber wirkungsvolle Nebelkammern und ihr messt mit Geiger-Müller-Zählrohren die Radioaktivität aus der Luft, aus der Erde und aus alltäglichen Materialien wie Bananenschalen oder Zigarettenasche. Dabei erfahrt ihr Grundsätzliches über Herkunft und Eigenschaften dieser natürlichen radioaktiven Strahlung und über Methoden, sie zu messen.

3) Workshop - Astroteilchen

Astroteilchen - Auger Masterclass

Vor mehr als hundert Jahren wurde die sogenannte kosmische Strahlung entdeckt. Dabei handelt es sich um hochenergetische Teilchen die aus dem Weltall auf die Erde treffen. Seither versuchen Wissenschaftler die Fragen nach Herkunft und Art dieser kosmischen Teilchen zu beantworten. Wenn kosmische Teilchen auf die Erdatmosphäre treffen, kommt es zu Wechselwirkungen und es entstehen Teilchenschauer, die auf der Erde gemessen werden können. Dazu sind großflächige Teilchendetektoren, wie zum Beispiel das Pierre-Auger-Observatorium in Argentinien notwendig. Dieses Observatorium misst mit sogenannten Wasser-Cherenkov-Tanks die kosmische Strahlung bei den höchsten Energien. Ein Teil der gemessenen Daten steht der Öffentlichkeit zur Verfügung.

Mit diesen Daten könnte ihr selbst Teilchenschauer rekonstruieren und mehr darüber erfahren wie aus einem Experiment und den gemessenen Daten Informationen über kosmische Teilchen gewonnen werden. Somit bekommt ihr einen Einblick in die Physik der kosmischen Strahlung und wie die wissenschaftliche Forschung abläuft. Ein Mitglied des Pierre-Auger-Observatoriums wird euch dabei zur Seite stehen und kann eure Fragen beantworten.

4) Workshop - Atom- & Quantenphysik

Workshop Atom- und Quantenphysik

Das Schülerlabor der Experimenta bietet eine Reihe Experimentierstationen an, die die Welt der kleinen Teilchen für die Teilnehmer/innen selbst erlebbar machen. Inhalte des Workshops sind moderne Experimente zur Atom- und Quantenphysik, Klassiker der Schulphysik und auch Nobelpreis-Experimente. 

Folgende Versuche werden angeboten:

  • Millikan-Versuch
  • Franck-Hertz-Versuch
  • Balmer-Serie der Wasserstoffentladung
  • Doppelspaltexperiment mit Einzelphotonen
  • Nachweis des Compton-Effekts mit dem Röntgengerät
  • h-Bestimmung mit verschiedenfarbigen LEDs
  • h-Bestimmung mit dem fotoelektrischen Effekt
  • Quantenradierer

Die Schülerinnen und Schüler arbeiten allein oder in Kleingruppen selbstständig unter fachkundiger Anleitung an einzelnen betriebsbereit aufgebauten Experimentierstationen.
Es gibt keine festen Zeitvorgaben für die Stationen, so dass die Gruppen selbst entscheiden können, wie intensiv sie ein Experiment bearbeiten wollen. 

Multi-Workshops

Workshop am Vormittag

1) V01: Masterclass Teilchenphysik

Masterclass Teilchenphysik        

Hinweis: Der Workshop "Masterclass Teilchenphysik" findet durchgängig statt. Somit kann am Nachmittag kein weiterer Workshop belegt werden.

Die Frage, woraus die Welt besteht, beschäftigt die Menschen schon lange: Gibt es fundamentale Bausteine, und wenn ja, was hält sie zusammen?

Mit Hilfe moderner Teilchenbeschleuniger lässt sich ein tiefer Einblick in den Aufbau der Materie gewinnen. Der momentan leistungsfähigste ist der Large Hadron Collider am CERN in Genf. Mit dieser komplexen Maschine werden Protonen - die Kerne von Wasserstoffatomen -  auf hohe Energien beschleunigt und zur Kollision miteinander gebracht. Aus der Bewegungsenergie entstehen neue Teilchen, ganz so, wie es auch kurz nach dem Urknall bei der Entstehung des Universums passiert ist. Große Detektoren zeichnen die Spuren der Teilchen auf, und Tausende von Wissenschaftlern werten die Daten mit Hilfe großer Computeranlagen aus.

In diesem Workshop könnt ihr selbst echte Daten von einem der Experimente anschauen und so eine Vorstellung davon bekommen, wie Teilchen gemessen werden, wie man in der Teilchenphysik arbeitet und was man daraus lernen kann. Dabei werdet ihr von jungen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern begleitet, die zunächst eine Einführung in die Teilchenphysik geben und euch dann bei der Arbeit mit den Daten des Detektors auf dem Weg zur eigenen Erkenntnis begleiten. Sie geben gerne auch Auskunft über ihre tägliche Arbeit und den Studieneinstieg.

2) V02: Workshop Astroteilchen

Workshop Astroteilchen

Auger Masterclass 

Vor mehr als hundert Jahren wurde die sogenannte kosmische Strahlung entdeckt. Dabei handelt es sich um hochenergetische Teilchen die aus dem Weltall auf die Erde treffen. Seither versuchen Wissenschaftler die Fragen nach Herkunft und Art dieser kosmischen Teilchen zu beantworten. Wenn kosmische Teilchen auf die Erdatmosphäre treffen, kommt es zu Wechselwirkungen und es entstehen Teilchenschauer, die auf der Erde gemessen werden können. Dazu sind großflächige Teilchendetektoren, wie zum Beispiel das Pierre-Auger-Observatorium in Argentinien notwendig. Dieses Observatorium misst mit sogenannten Wasser-Cherenkov-Tanks die kosmische Strahlung bei den höchsten Energien. Ein Teil der gemessenen Daten steht der Öffentlichkeit zur Verfügung.

Mit diesen Daten könnte ihr selbst Teilchenschauer rekonstruieren und mehr darüber erfahren wie aus einem Experiment und den gemessenen Daten Informationen über kosmische Teilchen gewonnen werden. Somit bekommt ihr einen Einblick in die Physik der kosmischen Strahlung und wie die wissenschaftliche Forschung abläuft. Ein Mitglied des Pierre-Auger-Observatoriums wird euch dabei zur Seite stehen und kann eure Fragen beantworten.

3) V03: Workshop Atom- & Quantenphysik

Workshop Atom- und Quantenphysik

Das Schülerlabor der experimenta bietet eine Reihe Experimentierstationen an, die die Welt der kleinen Teilchen für die Teilnehmer/innen selbst erlebbar machen.

Inhalte des Workshops sind moderne Experimente zur Atom- und Quantenphysik, Klassiker der Schulphysik und auch Nobelpreis-Experimente. 

Folgende Versuche werden angeboten:

  • Millikan-Versuch
  • Franck-Hertz-Versuch
  • Balmer-Serie der Wasserstoffentladung
  • Doppelspaltexperiment mit Einzelphotonen
  • Nachweis des Compton-Effekts mit dem Röntgengerät
  • h-Bestimmung mit verschiedenfarbigen LEDs
  • h-Bestimmung mit dem fotoelektrischen Effekt
  • Quantenradierer 

Die Schülerinnen und Schüler arbeiten allein oder in Kleingruppen selbstständig unter fachkundiger Anleitung an einzelnen betriebsbereit aufgebauten Experimentierstationen.
Es gibt keine festen Zeitvorgaben für die Stationen, so dass die Gruppen selbst entscheiden können, wie intensiv sie ein Experiment bearbeiten wollen. 

4) V04: Workshop Umweltradioaktivität

Workshop Umweltradioaktivität

Sie sind überall, die Teilchen der radioaktiven Strahlung. Wir sehen sie nicht, wir spüren sie nicht, aber mit raffinierten Messmethoden können wir sie detektieren und untersuchen. Stimmt es, dass gewöhnliche Raumluft, Erde aus bestimmten Ecken Deutschlands, Bananenschalen und Zigarettenrauch radioaktiv strahlen? Woher kommt diese Strahlung? Woraus besteht sie? Welche Eigenschaften hat sie?

 

In diesem Workshop baut ihr selbst einfache, aber wirkungsvolle Nebelkammern. Ihr lernt, wie man geschickt vorgeht, um in der Natur vorhandene radioaktive Substanzen so weit zu konzentrieren, dass ihre Strahlung messbar wird. Trockeneis, Kohletabletten und Luftballons werden nützliche Versuchskomponenten und Geiger-Müller-Zählrohre lassen ihr typisches Klicken hören. Dabei erfahrt ihr Grundsätzliches über Herkunft und Eigenschaften dieser natürlichen radioaktiven Strahlung und über Methoden, sie zu messen.

Workshop am Nachmittag

1) Ich nehme am zweiten Teil des Vormittagsworkshops (Masterclass Teilchenphysik) teil!

2) N02: Workshop Umweltradioaktivität

Workshop Umweltradioaktivität

Sie sind überall, die Teilchen der radioaktiven Strahlung. Wir sehen sie nicht, wir spüren sie nicht, aber mit raffinierten Messmethoden können wir sie detektieren und untersuchen. Stimmt es, dass gewöhnliche Raumluft, Erde aus bestimmten Ecken Deutschlands, Bananenschalen und Zigarettenrauch radioaktiv strahlen? Woher kommt diese Strahlung? Woraus besteht sie? Welche Eigenschaften hat sie?

In diesem Workshop baut ihr selbst einfache, aber wirkungsvolle Nebelkammern. Ihr lernt, wie man geschickt vorgeht, um in der Natur vorhandene radioaktive Substanzen so weit zu konzentrieren, dass ihre Strahlung messbar wird. Trockeneis, Kohletabletten und Luftballons werden nützliche Versuchskomponenten und Geiger-Müller-Zählrohre lassen ihr typisches Klicken hören. Dabei erfahrt ihr Grundsätzliches über Herkunft und Eigenschaften dieser natürlichen radioaktiven Strahlung und über Methoden, sie zu messen.



3) N03: Workshop Astroteilchen

Workshop Astroteilchen

Auger Masterclass 

Vor mehr als hundert Jahren wurde die sogenannte kosmische Strahlung entdeckt. Dabei handelt es sich um hochenergetische Teilchen die aus dem Weltall auf die Erde treffen. Seither versuchen Wissenschaftler die Fragen nach Herkunft und Art dieser kosmischen Teilchen zu beantworten. Wenn kosmische Teilchen auf die Erdatmosphäre treffen, kommt es zu Wechselwirkungen und es entstehen Teilchenschauer, die auf der Erde gemessen werden können. Dazu sind großflächige Teilchendetektoren, wie zum Beispiel das Pierre-Auger-Observatorium in Argentinien notwendig. Dieses Observatorium misst mit sogenannten Wasser-Cherenkov-Tanks die kosmische Strahlung bei den höchsten Energien. Ein Teil der gemessenen Daten steht der Öffentlichkeit zur Verfügung.

Mit diesen Daten könnte ihr selbst Teilchenschauer rekonstruieren und mehr darüber erfahren wie aus einem Experiment und den gemessenen Daten Informationen über kosmische Teilchen gewonnen werden. Somit bekommt ihr einen Einblick in die Physik der kosmischen Strahlung und wie die wissenschaftliche Forschung abläuft. Ein Mitglied des Pierre-Auger-Observatoriums wird euch dabei zur Seite stehen und kann eure Fragen beantworten.

4) N04: Atom- & Quantenphysik

Workshop Atom- und Quantenphysik

Das Schülerlabor der experimenta bietet eine Reihe Experimentierstationen an, die die Welt der kleinen Teilchen für die Teilnehmer/innen selbst erlebbar machen.

Inhalte des Workshops sind moderne Experimente zur Atom- und Quantenphysik, Klassiker der Schulphysik und auch Nobelpreis-Experimente. 

Folgende Versuche werden angeboten:

  • Millikan-Versuch
  • Franck-Hertz-Versuch
  • Balmer-Serie der Wasserstoffentladung
  • Doppelspaltexperiment mit Einzelphotonen
  • Nachweis des Compton-Effekts mit dem Röntgengerät
  • h-Bestimmung mit verschiedenfarbigen LEDs
  • h-Bestimmung mit dem fotoelektrischen Effekt
  • Quantenradierer 

Die Schülerinnen und Schüler arbeiten allein oder in Kleingruppen selbstständig unter fachkundiger Anleitung an einzelnen betriebsbereit aufgebauten Experimentierstationen.
Es gibt keine festen Zeitvorgaben für die Stationen, so dass die Gruppen selbst entscheiden können, wie intensiv sie ein Experiment bearbeiten wollen. 

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