Die Welt der Atome sichtbar machen

Das Mobile Labor zur Halbleiterforschung soll Schüler für Physik und Technik begeistern.

Dieses dreijährige Projekt ist an der Fachhochschule Münster, Fachbereich Physikalische Technik, angesiedelt und wird von der Robert-Bosch-Stiftung mit 48.000 € gefördert.

Schüler und Lehrer dreier Schulen aus dem Münsterland entwickeln und bauen gemeinsam mit Studierenden und Hochschullehrern der Fachhochschule Münster ein „Mobiles Labor zur Halbleiterforschung“. Über die Zusammenarbeit mit der Hochschule wird damit Schülerinnen und Schülern ein erster Eindruck von der Arbeitsweise von Ingenieuren und Naturwissenschaftlern ermöglicht. Da auch eine Schülergruppe vom Geschwister-Scholl-Gymnasium bei diesem Projekt mitarbeitet, möchten wir Sie an dieser Stelle darüber informieren. 

Dieses Labor lässt die Demonstration zahlreicher physikalischer Effekte sowie das freie Experimentieren und Erlernen der darauf basierenden Schlüsseltechnologien in der Halbleiterphysik zu. Die Ausstattung des Labors wird auf dem neuesten Stand sein und geht über die Standards an den Schulen weit hinaus. Es ermöglicht Experimente zu den Themen Elektronenphysik, Quantenphysik, optische Technologie, Halbleiterphysik, Atomphysik und Vakuumtechnologie.

Erste Messungen am Mobilen Labor

Partner

Anne Werner vom Schulnetzwerk der FH Münster hat das Projekt initiiert und koordiniert alle Aktivitäten.

Prof. Mertins von der FH Münster, Fachbereich physikalische Technik, baut zusammen mit seinen Studenten die Hochvakuumapparatur, berät die Schülergruppen und ermöglicht es ihnen in seinen Laboren zu experimentieren.

Prof. Harth vom Institut für berufliche Lehrerbildung entwirft u.a. gemeinsam mit Studenten didaktische Begleitmaterialien für die Nutzung des mobilen Labors durch andere Schüler und Lehrer.

Die Robert-Bosch-Stiftung fördert das Projekt im Rahmen ihres Programms NaT-Working mit 48 000 €.

 Die Schülergruppen kommen von drei verschiedenen Gymnasien:

 

Gymnasium Borghorst

Ratsgymnasium Münster

und

 

Experimente

Das Mobile Labor lässt die Demonstration zahlreicher physikalischer Effekte sowie das freie Experimentieren und Erlernen der darauf basierenden Schlüsseltechnologien in der Halbleiterphysik zu. Es ermöglicht Experimente zu den Themen:

Elektronenphysik:     Elektronen im E- und B-Feld, Elektronenbeugung am Spalt und Kristallen, Massenspektrometer, Prinzip der Elektronenmikroskopie, Ionenstrahloptik

Quantenphysik:     Materiewellen, Photoeffekt

Atomphysik:         Franck-Hertz-Versuch, Atomspektren

Halbleiterphysik:     Feldemissionsmikroskopie, LEED, Bandstrukturen,    Bragg-Streuung, Laue-Streuung, Dielektrische Schichten, Interferenz

Optische Technologie: Lichterzeugung, Elektrolumineszenz, Spektralanalyse

Vakuumtechnologie:    Erzeugung und Messung des Vakuums

Das Mobile Labor besteht aus einer Basiseinheit, in die zahlreiche einzelne „Experimente“ modular integriert werden. Es ist kompakt, transportabel und wird als „Wanderlabor“  in der zweiten Projektphase (ab 12.02.2007) und nach Projektende im Unterricht der beteiligten Schulen dauerhaft eingesetzt werden.

Arbeitsplan

Eine wesentliche Komponente dieses 3-jährigen Projektes ist die Schaffung einer Laboratmosphäre, in der physikalische Forschung und Entwicklung für Schüler und Lehrer erlebbar gemacht wird. Daher sind die Versuchsabläufe nicht fest vorgegeben, sondern die Schüler können in der Umsetzung einzelner Arbeitspakete kreativ tätig sein. Die Vakuum-Basisapparatur wird von Studenten und Mitarbeitern der FH-Münster hergestellt. Der zahlreichen Experimente werden in den AGs der Schulen unter Betreuung von Mitarbeitern der FH Münster gefertigt und später in die Basisapparatur eingebaut.

Jan. - Juli 2006:
vorbereitende Praktika für Schüler, Aufbau der Basis-Apparatur an der FH

Aug. - Dez. 2006:
Entwicklung der Einbauexperimente in den AGs der Schulen

Jan. - Juli 2007:
Testphase des Mobilen Labors im Schulunterricht

Aug. - Dez. 2007:
Verbesserungen und Erweiterungen der Einbauexperimente in den AGs

Jan. - Dez. 2008:
Einsatz des Mobilen Labors an den Schulen

Ab 2009

Bildung von neuen Arbeitsgemeinschaften "Mobiles Labor" an den teilnehmenden Schulen