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01.03.2021

Schüler der Lahntalschule holen 1. Platz bei »Jugend forscht« mit der Entwicklung eines Schallwellenthermometers

Marvin Lemke, Tim Moritz Sauer und ihr Projektbetreuer Erich Eisfeld freuten sich am 27. Februar 2021 über den Sieg in der Kategorie Physik. Zudem erhielten die Schüler den Sonderpreis in dem Themenbereich „Zerstörungsfreie Messung“, welcher von der DGZfP gestiftet wurde.

Jugend forscht ist Deutschlands bekanntester Nachwuchswettbewerb und eine Talentschmiede mit Modellcharakter. Ziel ist, Jugendliche für Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik zu begeistern, Talente zu finden und zu fördern.

Unter veränderten Bedingungen nahmen auch in diesem Schuljahr die Schützlinge Marvin Lemke und Tim Moritz Sauer von Physiklehrer Erich Eisfeld am „Jugend forscht“ Regionalwettbewerb Hessen Mitte teil. Da eine Vorstellung des Projektes nicht wie sonst üblich in Form einer Ausstellungsmesse stattfinden konnte, trafen sich die Jury und die teilnehmenden Jugendlichen aus dem umliegenden Kreisen am 26.02.2021 per Videochat zur Präsentation ihrer Forschungsarbeiten.

Die 56. Wettbewerbsrunde stand unter dem Motto „Lass Zukunft da!“ und sollte die Jugendlichen motivieren, selbst ein Forschungsprojekt zu erarbeiten, um Verantwortung für die zukunftsfähige Gestaltung unseres Planeten zu übernehmen.

Im Rahmen dieses Mottos ist auch die Forschungsarbeit der Schüler Marvin Lemke und Tim Moritz Sauer anzusiedeln. Nachdem sich die beiden in der Forscher-AG der Lahntalschule mit der modernen Technik der Schallwellenmessung befasst haben, kamen sie auf die Idee, herauszufinden, ob man diese Technik nicht auch dazu nutzen könnte, Temperaturen zu messen und ein Thermometer auf Schallwellenbasis zu bauen.

Zur Klärung dieser Frage entwickelten sie einen Versuchsaufbau, der zunächst einmal beweisen sollte, dass man Temperatur dadurch messen kann, dass die Veränderung einer Temperatur Auswirkungen auf die Geschwindigkeit der Weiterleitung von Schallwellen hat. Dieser Zusammenhang musste nach der Annahme der Schüler bestehen, da sich Luft - laienhaft formuliert - bei unterschiedlicher Temperatur weiter ausdehnt oder stärker zusammenzieht.

Der erste Versuchsaufbau bestand darin, die Zeit zu messen, welche Schallwellen in einer ein Meter langen Luftröhre, bei einer vorher festgelegten Raumtemperatur, brauchen, um diese Strecke zurückzulegen. Mit hochsensibler Technik im Millisekunden-Bereich wurden die Messungen durchgeführt und mit den zuvor theoretisch berechneten Zeiten verglichen.

Durch eine Änderung der Lufttemperatur änderten sich auch die entsprechenden Zeiten bei den Schallwellen.

Durch diesen Versuch bewiesen die Jugendlichen, dass man theoretisch ein Thermometer bauen kann, das auf der Auslesung der Geschwindigkeit der Schallwellen basiert.

In einem nächsten Schritt bauten die Jugendlichen nun ein Schallwellenthermometer und führten Vergleichsmessungen zu einem herkömmlichen Thermometer durch.

Dabei kamen sie zu erstaunlichen Ergebnissen. Nicht nur, dass ihr Thermometer die gleichen Ergebnisse lieferte wie das herkömmliche Standardthermometer aus dem Physiklehrbereich der Schule, sondern es erbrachte diese Ergebnisse in einem ungleich kürzeren Zeitraum. Die Vorteile der Schallwellentechnik im Vergleich zu der üblichen Temperaturmesstechnik war unübersehbar. Diese Forschungsergebnisse seiner Schüler begeisterten auch Physiklehrer Erich Eisfeld.

Marvin und Tim Moritz werden die Lahntalschule noch auf dem Landeswettbewerb Hessen im Zeitraum von März bis Mai 2021 vertreten. Wir wünschen dem Team um Erich Eisfeld viel ERFOLG!!

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