Thomas Meier vom Landesamt für Digitalisierung, Breitband und Vermessung beweist, dass Geodaten alles andere als trocken und langweilig sein müssen. Seine Arbeit vereint fundiertes Fachwissen mit einem spürbaren Spaß am Experimentieren.

Die Schüler des Wahlfachs Computer Aided Design (CAD) von Herrn Hofmann hatten die Gelegenheit, an einem zweitägigen Workshop mit Herrn Meier teilzunehmen.

Unser Besuch im Studiengang Geovisualisierung an der THWS bei Stefan Sauer machte deutlich, wie vielseitig Geodaten genutzt werden können. In einem umfassenden 3D-Modellierungskurs erhielten wir tiefe Einblicke in die Anwendung von Blender, QGIS, Open Data und After Effects.

Ein besonderes Highlight des Workshops war das Erstellen von Anaglyphenbildern – beeindruckende 3D-Visualisierungen, die durch spezielle Brillen zum Leben erwachen und bei den Teilnehmenden einen bleibenden Eindruck hinterließen.

Der Kurs war Teil des Wahlfachs Computer Aided Design (CAD) von Herrn Hofmann. Ein herzliches Dankeschön an Stefan Sauer für die Einladung zu diesem spannenden und lehrreichen Workshop!

Der Blogbeitrag von Stefan Sauer zu diesem Event ist hier zu finden:
https://geovisualisierung.com/2024/11/20/spielerei-mit-blender-gis-und-geodaten/

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„Erthal 3“ has landed – mission complete

Nicht ohne Hindernisse, am Ende aber reibungsfrei verlief der dritte Start eines Stratosphärenballons nach 2019 und 2023 am Franz-Ludwig-von-Erthal-Gymnasium.

Stratosphärenballons sind heliumgefüllte Wetterballons mit Messinstrumenten und Experimenten, die auf ihrem Weg durch die Troposphäre bis in die Stratosphäre Daten sammeln.

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Mit „Erthal 3“ schickte das Franz-Ludwig-von-Erthal-Gymnasium 2024 zum dritten mal einen Ballon in die Stratosphäre. Die „Strato-Gruppe“ des Gymnasiums plante und bestückte eine Styroporbox am unteren Ende des Ballons mit zahlreichen elektronischen Geräten und einem physikalischen Experiment. Zwei Kameras filmten den kompletten Flug, zwei Datenlogger nahmen zahlreiche Werte auf und zwei GPS-Geräte halfen zum Wiederauffinden nach dem ca. dreistündigem Flug.

Oberste Priorität beim Start eines Stratosphärenballons ist die Sicherheit – v.a. im Luftraum und bei der Landung. Es gilt z.B. die strenge Regel, dass zur Sichtbarkeit des Ballons im unteren Luftraum der Bewölkungsgrad kleiner als 50% betragen muss – ein diffiziles Unterfangen bei der wechselhaften Wetterlage.
So musste der eigentliche Start am „Klimatag“ des Gymnasiums kurzfristig abgesagt werden.
Zwei Tage später war uns der Wettergott hold und der Ballon konnte zu Beginn des Schulfests startklar gemacht werden. Elektronik an und Test, Ballon mit Gas befüllen – und los geht’s mit dem Countdown durch Herrn Schmitt (Vertreter des großzügigen Sponsors der Sparkasse Mainfranken Würzburg) und der versammelten Schülerschaft.

Aber nicht nur Elektronik zur Aufzeichnung war mit an Bord, sondern auch ein physikalisches Experiment, das zeigen sollte, ob Wasser in der großen Höhe bei sehr tiefen Temperaturen und sehr geringem Luftdruck erst gefriert oder erst siedet. Und da kam buchstäblich ein zweites Hindernis in den Weg. Durch eine Windböe kam es zu einem „Crash“ beim Start und das Experiment löste sich von der Styroporbox und eine Kamera verrutschte.

Rasant gewann die Konstruktion auf ihrem Weg über den Main an Höhe und war schon nach drei Minuten außerhalb des Mobilfunknetzes. Die Gruppe war zum Wiederauffinden auf eine Vorhersage für den dreistündigen Flug angewiesen, bis dann auf den letzten paar Minuten des Flugs die Position wieder per Mobilfunk übertragen wird.
Der prognostizierte Landeort befand sich diesmal bei Uffenheim, zu dem sich die Gruppe zur Bergung aufmachte. Nach einer doch längeren Flugzeit wurden die ersten Positionsdaten bei Crailsheim übermittelt. Es ist immer wieder spannend, wo der Ballon landet. In einem Fluss, auf einer Straße, auf einem Privatgrundstück oder in einem Wald (ca. 1/3 Deutschlands ist bewaldet)? Laut Positionsangabe bewegte sich der Ballon auf einen Wald zu, bis er mittig über dem Wald war. Zum Glück überwand der Ballon knapp das Waldstück, so dass er problemlos auf einer Wiese landete und nicht wie bei den vorherigen Missionen aus Baumwipfeln geborgen werden musste.

Stolz nahmen die Schüler die Styroporbox in Augenschein und kontrollierten die aufgezeichneten Werte. Die Erleichterung war groß, fast alles hat gut funktioniert.

Die Auswertung ergab z.B. folgende Werte:
maximale Höhe: 39,3 km (zum Vergleich: Flugzeuge in ca. 10 km Höhe)

minimale Temperatur: -39.6 °C

minimaler Luftdruck: 4,4 mbar (auf der Erdoberfläche ca. 1000 mbar)

Flugstrecke (über dem Boden): 157 km

Rockige Klänge aus selbstgebauten E-Gitarren am F-L-v-E-G

Endlich ist es so weit: Die Teilnehmer des Schülerakademiekurses „Akustik – Der Klang der Physik“ schließen ihre selbst gebauten E-Gitarren-Modelle an den Verstärker an. Rockig verzerrte Töne erfüllen den Physik-Übungsraum.

Die Form und die farbliche Gestaltung der Modelle hatten die sieben Schülerinnen und Schüler komplett selbst entworfen. Auch wenn viele Stunden Handarbeit bei der Holzbearbeitung nötig waren und die Bemalung einiges an Feingefühl erforderte, die Begeisterung ließ nicht nach. Unter der Anleitung der Physik-Lehrkraft Christian Schmidt vom Franz-Ludwig-von-Erthal-Gymnasium Lohr bauten die Teilnehmer abschließend handgemachte Tonabnehmer und brachten so das anfängliche Holzstück aus dem Baumarkt zum Klingen. Am Ende des Kurses stellten sie zufrieden fest, dass es die Modelle in Bezug auf den Sound problemlos mit einer echten E-Gitarre aufnehmen können.

Die Schülerakademiekurse sind ein gemeinsames Angebot aller Landkreis-Gymnasien und finden in sieben Doppelsitzungen immer freitags und samstags statt. Diese Enrichment-Kurse richten sich an Begabte und besonders Interessierte, decken ein breites Spektrum an fachlichen Angeboten ab und zeichnen sich durch die Teilnahme an außerschulischen Veranstaltungen aus. In Falle des Akustikkurses war dies der Besuch der Experiminta-Ausstellung in Frankfurt.

Der Kurs wird im Zwei-Jahres-Rhythmus angeboten und wird das nächste Mal im Schuljahr 2025/26 stattfinden.

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Astroteilchen-Masterclass am Franz-Ludwig-von-Erthal-Gymnasium

Am 4. Juli führte das Netzwerk Teilchen-Physik mit der elften Jahrgangsstufe des Franz-Ludwig-von-Erthal-Gymnasiums eine Astroteilchen-Masterclass durch. Vier Teilchenphysiker der Universität Würzburg reisten, ausgestattet mit reichlich Experimentier-Materialien, an und boten den Schülerinnen und Schülern ein abwechslungsreiches und spannendes Programm.

Der Start erfolgte im Demo-Saal des Gymnasiums, der problemlos Platz für die ganze Jahrgangsstufe bietet. Zum Einstieg bot der Referent Burkhard Böhm einen Einblick in die Welt der Elementarteilchen. Neben der Erläuterung der unterschiedlichen Teilchenfamilien stellte das Physiker-Team faszinierende Experimente vor: Das Fermi-Gamma-Strahlung-Weltraum-Teleskop (https://fermi.gsfc.nasa.gov), das Magic-Gamma-Strahlung-Teleskop auf La Palma (https://www.mpp.mpg.de/forschung/magic) und den Ice-Cube am Südpol zur Detektion von Neutrinos (https://icecube.wisc.edu).

Die zwei anschließenden Experimentierphasen erfolgten in kleineren Gruppen.

Um die grundsätzliche Vorgehensweise der Gamma-Strahlen-Detektion beim Fermi-Teleskop zu verstehen, arbeiteten die Schülerinnen und Schülern mit zwei übereinanderliegenden Szintillationszählern. Allerdings wurden statt einfallenden Gammastrahlung kosmische Myonen registriert. Durch das Verändern des Neigungswinkels der plattenförmigen Zähler, erforschten sie, unter welchen Winkeln Myonen auf der Erde eintreffen.

Eine weitere Gruppe wertete reale Messdaten des Pierre-Auger-Observatoriums (https://www.auger.org/observatory/observatory) aus und rekonstruierte mit einem Holzspieß-Styropor-Modell die Einfallsfront der ankommenden Teilchen und konnte auf diese Weise die Richtung rekonstruieren, aus der der Teilchenschauer auf die mit hochreinem Wasser gefüllten Tscherenkow-Tanks hereingeprasselt war.

Die größte Faszination rief die mit einfachen Mitteln hergestellte Do-It-Yourself-Nebelkammer hervor. In einem durchsichtigen Plastikgefäß wurde mit Hilfe von Industrie-Alkohol eine übersättigte Atmosphäre erzeugt, so dass sich auf einer durch Trockeneis gekühlten Metallplatte Nebelschwaden bildeten. In diesen konnten die Schülerinnen und Schüler Kondensationsstreifen beobachten, die durch die Kammer fliegenden Elementarteilchen hervorgerufen werden. Die Schüler konnten unter anderem Myonen und Alphateilchen auf diese Weise nachweisen.

Der Veranstaltungsabschluss verlief wieder in der großen Gruppe. Die Sicherung des Lernerfolgs erfolgte durch ein Quiz, wobei die vier erfolgreichsten Personen jeweils einen Preis erhielten.

Der Dank für diese gelungene Veranstaltung gilt dem Team vom Netzwerk-Teilchenwelt der Universität Würzburg. Das Trockeneis stellte die Firma Eisschmitt-Luftkanalreinigung aus Rottendorf zur Verfügung.

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Lehrer Thomas Keßelring (rechts) hat auf der didacta zusammen mit Tim Ruppert, Carla Schmitt und Thilo Günther (von links) das Bildungsprogramm "Klimawandel: verstehen und handeln", unter anderem mit Experimenten aus dem Klimakoffer (Mitte) vorgestellt. Foto: Tim Ruppert Foto und Text: Tim Ruppert

Klimawandel auf der Didacta in Köln verstehen

Schüler führen vier Experimente aus dem Klimakoffer vor

Dass Kli­ma­schutz und die da­mit ver­bun­de­ne In­for­ma­ti­ons­über­mitt­lung hin­sicht­lich des Kli­ma­wan­dels ei­ne wich­ti­ge Rol­le für das ge­sam­te Franz-Lud­wig-von-Er­thal-Gym­na­si­um spielt, zeig­te sich am 20. Februar 2024 in Köln auf der Di­dac­ta, der größ­ten Fach­mes­se für Bil­dungs­wirt­schaft in Eu­ro­pa.

Dort haben am Stand des Bayerischen Staatsministeriums für Unterricht und Kultus der Lehrer Thomas Keßelring mit seinen Schülern Carla Schmitt, Thilo Günther und Tim Ruppert anhand von Experimenten aus dem sogenannten Klimakoffer das Bildungsprogramm »Klimawandel: verstehen und handeln« vorgestellt.

Dieses Bildungsprogramm wurde von Dr. Cecilia Scorza-Lesch an der Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU) ins Leben gerufen, wobei sie auch von ihrem Mann Professor Dr. Harald Lesch unterstützt wird.

Durch deren Besuch und einen Workshop zum «Klimakoffer« im Zuge einer Mint-EC-Veranstaltung 2018 in Lohr, kam Thomas Keßelring mit dem Bildungsprogramm und Cecilia Scorza-Lesch in Kontakt.

Über die Jahre entwickelten sich das Programm und der Kontakt weiter, so dass Thomas Keßelring unter anderem bei der Lehrerfortbildung rund um das Bildungsprogramm mit eingebunden ist. Diese Zusammenarbeit sorgte letztendlich auch dafür, dass der Besuch auf der Didacta für ihn und seine drei Schüler ermöglicht wurde.

Sofort aufgebaut

Als die vier Gäste aus Lohr am Dienstagmorgen um 9 Uhr am Stand des Bayerischen Staatsministeriums in Halle 7 ankamen, wurden sie von den dortigen Mitarbeitern begrüßt und begannen gleich mit dem Aufbau der Experimente. Alle Experimente stammen aus dem Klimakoffer, der zwölf Aktivitäten beinhaltet, die als Schülerversuche konzipiert sind und so die physikalische Sichtweise zum Klimawandel verdeutlichen sollen. Am Lohrer Gymnasium kommt der Klimakoffer ab der 9. Klasse im Physik-Unterricht zum Einsatz.

Auf der Didacta haben die Schüler vier der zwölf Aktivitäten vorgeführt: Beim ersten Experiment konnten die Besucher spielerisch unter anderem durch Luftballons mit verschiedenen Füllungen und einer Wärmebildkamera erfahren, welche Stoffe die von der Erde abgestrahlte Infrarotstrahlung durchlassen oder sich erwärmen und wieder in alle Richtungen abstrahlen.

Das Herzstück

Das zweite Experiment ist das Herzstück des Klimakoffers: Es verdeutlicht das Strahlungsgleichgewicht in der Atmosphäre zwischen Abstrahlung der Erde und Rückstrahlung der Atmosphäre. Es kann experimentell erfahren werden, dass sich eine Erhöhung der CO2-Konzentration in der Atmosphäre in einer Temperaturerhöhung auswirkt (natürlicher und anthropogener Treibhauseffekt).

In den Experimenten drei und vier konnten Interessierte beobachten, wie Wasser durch die Aufnahme von Kohlenstoffdioxid saurer wird und somit Lebensräume von Tieren und Pflanzen in Ozeanen bei höheren CO2-Konzentrationen geschädigt werden. Auch der Rückkopplungs-Effekt bei einer Temperaturzunahme des Wassers (Ozeane) mit der Freisetzung von im Wasser gebundenem CO2 und der damit einhergehenden Erhöhung der CO2-Konzentration der Luft konnte experimentell erkannt werden.

Dadurch, dass die vielen Besucher zum Teil auch interaktiv bei den Experimenten mitwirken konnten, wurde ein tiefreichendes Verständnis für klimatische Entwicklungen geschaffen und so nachhaltig informiert. Zusätzlich hat man gemerkt, dass sich die Stand-Besucher sehr über das Engagement der drei Gymnasiasten gefreut haben.

Als Präsentatoren und Ansprechpartner am »Klimatag« des Messestands waren neben dem Team aus Lohr auch Phillip Pacius, der Leiter der Stabsstelle Klimaschutz, sowie Matthias Klaubert, der Landeskoordinator der Klimaschulen Bayern, vor Ort.

Die Didacta 2025 findet vom 11. bis 15. Februar in Stuttgart statt.

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