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Experimentiertag - Supraleitung

Wenn Züge schweben...

Bezug zur FZJ Forschung

in Überarbeitung!

Ablaufbeschreibung

Was passiert, wenn ein Material bei tiefen Temperaturen seinen elektrischen Widerstand verliert und supraleitend wird? Die Schüler*innen sehen eine Modelleisenbahn schweben und erkunden charakteristische Eigenschaften supraleitender Materialien. 

Lernziele

in Überarbeitung!

Geplante Experimente

Sek I:

  1. Versuch: Der elektrische Widerstand
    Was bewirkt ein elektrischer Widerstand?
  2. Versuch: Induktion
    Wieso leuchten die Fahrradlampen nur, wenn ich die Pedale meines
    Fahrrades trete?
  3. Versuch: Induktion eines Ringstroms in einen Supraleiter
    Wie groß ist der elektrische Widerstand bei einem Supraleiter?
  4. Versuch: Zusammenhang zwischen elektrischem Widerstand und Temperatur
    Bei welcher Temperatur ist der Widerstand kleiner?
  5. Ferromagnetismus
    Was ist Ferromagnetismus?
  6. Versuch: Diamagnetismus: Der Meissner-Ochsenfeld-Effekt
    Wie zeigt sich Diamagnetismus?
  7. Versuch: Diamagnetismus: Schwebendes Graphit
    Ist Graphit bei Raumtemperatur ein Supraleiter?

Sek II:

  1. Versuch: Induktion eines Ringstromes in einen Supraleiter
    Wie groß ist der Widerstand eines Supraleiters?
  2. Versuch: Kritische Temperatur
    Wie hoch ist die Sprungtemperatur des Supraleiters?
  3. Versuch: Zusammenhang zwischen elektrischem Widerstand und Temperatur
    Bei welcher Temperatur ist der Widerstand kleiner?
  4. Versuch: Ferromagnetismus
    Was ist Ferromagnetismus?
  5. Versuch: Diamagnetismus: Der Meissner-Ochsenfeld-Effekt
    Wie zeigt sich Diamagnetismus?
  6. Versuch: Diamagnetismus: Schwebendes Graphit
    Ist Graphit bei Raumtemperatur ein Supraleiter?

Lernvoraussetzungen

Sek I/II:

Die Schüler*innen sollen...

  1. ... Grundkenntnisse über Magnetismus besitzen:
    Pole, Kräfte, magn. Feldlinien, Magnetfeld eines Stabmagneten und einer stromdurchflossenen Spule, Funktionsprinzip eines Kompasses
  2. ...Grundkenntnisse der Elektrizitätslehre besitzen:
    Aufbau eines einfachen Stromkreises
  3. ... die Celsius- und Kelvin-Temperaturskalen kennen
  4. ... das wissenschaftspropädeutische Vorgehen kennen und wissen, warum man so vorgeht:
    - Problemstellung/Aufstellen von Hypothesen
    - Planen, Durchführen, Beobachten und Auswerten eines Versuches
    - Verifizieren bzw. Falsifizieren der Hypothesen

Anbindung an den Lehrplan

in Überarbeitung!

Lernform

arbeitsgleiche Gruppenarbeit (meist 3er Gruppen)

Fachrichtung

Physik

Zielgruppe

Jahrgangsstufe: 8, 9, 10, 11, 12, 13, EF, Q1, Q2

Teilnehmeranzahl

Min. 10 Personen

Max. 30 Personen

Beginn - Ende

08:30 Uhr - ca. 15:30 Uhr

Kosten

7,00 € pro Person inklusive eines warmen Mittagessens

Termine und Anmeldung

Hier.