Die vierte Dimension und Mäuse im Labyrinth
"Jugend forscht - Schüler experimentieren": Regionalwettbewerb in Jülich
[18. Februar 2002]
"Kann man die vierte Dimension verstehen?" Nein, sagen viele Leute, darunter auch Mathematiker. Drei Jungforscher behaupteten das Gegenteil und überzeugten die Jury beim diesjährigen Regionalwettbewerb "Jugend forscht - Schüler experimentieren", der am 14. Februar zum zweiten Mal im Forschungszentrum Jülich ausgetragen wurde. 43 Jugendliche im Alter von 8 bis 21 Jahren beobachteten lernfähige Labormäusen oder bastelten eine Fertigbürste zum Tönen der Haare. Sie untersuchten, wie sich die Tonhöhe schwingender Metallstreifen verändert oder nahmen Sandkörner von den Alpen bis zur Nordsee unter die Lupe.
22 Arbeiten aus den Bereichen Biologie, Chemie, Physik, Mathematik, Technik und Geowissenschaften mussten die Juroren bewerten: Keine leichte Aufgabe bei dem Ideenreichtum der Schüler und Schülerinnen. Dabei waren die Mädchen diesmal in der Überzahl, worüber sich Prof. Joachim Treusch, Vorstandsvorsitzender des Forschungszentrums besonders freute. "Es studieren aber immer noch zuwenig Mädchen Physik", ermunterte er die anwesenden Schülerinnen zu diesem eher selten gewählten Studiengang.
Wie anschaulich Physik sein kann, zeigten Ulrike Derra und Lisa Vent aus Aachen mit ihrem Experiment zur Tonhöhe von schwingenden Metallstreifen. "Im Physikunterricht hat unser Lehrer einmal eine dünne Plexiglasscheibe hin und her schwingen lassen. Dabei hat sie Töne gemacht", erklärten die Mädchen. Das weckte den Forschergeist der beiden und sie zerlegten zunächst eine Mundharmonika. "Da sind viele kleine Metallstreifen drin", stellten die beiden fest. Doch wie entstehen die unterschiedlichen Töne? Die beiden Schülerinnen des Inda-Gymnasiums stellten in ihren Versuchen mit schwingenden Metallstreifen fest, dass die Tonhöhe sehr stark durch die Länge beeinflußt wird und weniger durch die Dicke und das Material. Kaum Bedeutung hat die Breite des Streifens und die Stärke des Anschlages.
"Die Mädchen haben empirisch gearbeitet, also ein physikalisches Gesetz durch Versuche erfahren", lobte Treusch die Vorgehensweise der beiden Schülerinnen.
Diese Ansicht teilte auch die 20-köpfige Jury: Die Jungforscherinnen dürfen ihre Ergebnisse Ende April beim Landeswettbewerb "Schüler experimentieren" in Bochum vorstellen.
Schon auf zwei Dimensionen beschränkt, erfordert das Brettspiel "Mühle" einige Konzentration. Zwickmühlen in der vierten Dimension versprechen Max Ferger, Mark Bertsch und Falk Tristram dem Spieler, wenn sich die Felder über vier Raumrichtungen erstrecken. Die drei Aachener machten mit zwei computergestützten Spielen deutlich, woran so mancher Mathematiker mit Erklärungen scheitert: die vierte Dimension, welche die drei Erstsemester in unterschiedlichen Perspektiven entstehen ließen. Auch die Jury zeigte sich überzeugt: Perspektiven der vierten Dimension werden im April auch auf dem Landeswettbewerb "Jugend forscht" in Leverkusen zu sehen sein.
Energieräuber haben bei Christian Mester und Christian Hahn keine Chance. Die Schüler des Gymnasiums der Stadt Frechen entwickelten ein Messsystem, mit dem der Energieverbrauch in Räumen ermittelt und kontrolliert werden kann. Sensoren erfassen Bewegungen, Lichtverhältnisse und die Temperatur und übermitteln die Daten drahtlos auf Datenträger. Die Schüler zeigten eindrucksvoll, welche Einsparpotentiale sich in ihrer Schule ergaben. Auch für sie gab es eine "Fahrkarte" nach Leverkusen.
Viel Aufmerksamkeit bekamen die Teilnehmer mit ihren Experimenten zum Thema "Biologie". Da krabbelte es in Terrarien, Käfigen und auf den Tischen. Die Jungforscher testeten die Lernfähigkeit von Stabheuschrecken oder das Infektionspotential von handtellergroßen Schaben. Das Lernverhalten von Labormäusen nach Fernsehkonsum wurde ebenso untersucht, wie der Lebensraum von Kellerasseln - leben die wirklich gerne im Keller?
Erfreut war Prof. Treusch vom Interesse der Jugendlichen an den Geowissenschaften. "Ein Vulkanausbruch ist eben mindestens so spannend wie ein Herzfehler," zog er Resümee.
Bei der abschließenden Preisverleihung ging keiner leer aus. Jeder Teilnehmer bekam eine Urkunde sowie einen LCD-Lenser überreicht. Dazu gab es zahlreiche Sonderpreise wie Zeitschriften-Abos - von "Bild der Wissenschaft" bis "Geolino" -, Geldprämien oder einen Kosmos-Experimentierkasten.
Nicht nur die Schülerinnen und Schüler erbrachten hervorragende Leistungen: Dieter Römer, Landeswettbewerbsleiter "Jugend forscht" lobte ausdrücklich das Engagement der Organisatoren Bärbel Baurmann vom Forschungszentrum und Werner Decker vom Gymnasium Haus Overbach.
Passend zum Jahr der Geowissenschaften: Alexandra und Claudia Wieczorek verglichen verschiedene Sande, die sie auf ihren Urlaubsreisen von den Alpen bis zur Nordsee gesammelt hatten. Damit kamen sie auf den zweiten Platz bei "Schüler experimentieren".
Foto: Forschungszentrum Jülich
"Perspektiven der vierten Dimension" brachten Max Ferger, Mark Bertsch und Falk Tristam auf den ersten Platz. Für sie geht es weiter mit dem Landeswettbewerb "Jugend forscht" in Bochum.
Foto: Forschungszentrum Jülich