12. und 13. Februar 2010 in der Leuphana Universität Lüneburg

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1 12. und 13. Februar 2010 in der Leuphana Universität Lüneburg

2 Jugend forscht - Regionalwettbewerb Lüneburg Seit 1985 fi ndet Jugend forscht in Lüneburg statt in den ersten 25 Jahren unter der Leitung von Dr. Wolfram Juretko (Wilhelm-Raabe-Schule). Seit 2009 ist Frau Dr. Andrea Schroedter (Gymnasium Hittfeld, Seevetal) die Wettbewerbsleiterin. Der Wettbewerb wurde zunächst in der Sparkassenhauptverwaltung und später in der Ritterakademie ausgetragen. In diesem Jahr fi ndet er erstmals auf dem Leuphana-Campus statt. Die Universität stellt ihre Infrastruktur dem Wettbewerb kostenlos zur Verfügung. Bis 2004 war die Sparkasse Lüneburg Patenunternehmen, danach hat Werum Software & Systems die Patenschaft übernommen. Die Sparkasse unterstützt den Wettbewerb weiterhin. Für weitere Informationen: Dr. Andrea Schroedter Gymnasium Hittfeld Tel / Wettbewerbsleiterin Lüneburg andrea_schroedter@web.de Sören Schwartze Werum Software & Systems AG Tel / Patenbeauftragter soeren.schwartze@werum.de

3 1 LightType - Entwicklung einer lichtsensitiven Tastatur Pascal Stauss (18) Athenaeum Fachgebiet: Arbeitswelt (Jugend forscht), Betreuer: Hans-Otto Carmesin Projektbeschreibung: Der mangelnde Erhalt der Sauberkeit, klemmende Tasten und der allgemeine Verschleiß von Computertastaturen sind häufi ge Ärgernisse im professionellen und privaten Computereinsatz. Ziel dieses Projektes ist es, den Arbeitsplatz mit Hilfe einer lichtsensitiven Tastatur, die ohne bewegliche Drucktasten auskommt, zu verbessern. Vorteile der Erfi ndung sind die leichte und schnelle Bedienung sowie ihre Robustheit gegen Flüssigkeiten, Schmutz und Vandalismus. Hierzu habe ich erste Prototypen einer optischen Tastatur erstellt, die im Laufe der Entwicklung immer weiter optimiert wurden. 2 Beseitigung der Probleme beim Öffnen eines Plastikbeutels, insbesondere eines Gefrierbeutels Vanessa Weber (16) Gymnasium Lüchow Sebastian Dalke (17) Gymnasium Lüchow Fachgebiet: Arbeitswelt (Jugend forscht), Betreuer: Peter Fricke Projektbeschreibung: Viele Plastikbeutel, insbesondere, wenn sie wie Gefrierbeutel von einer Rolle stammen, lassen sich nur schwer öffnen. Die Plastikfolien haften meist so stark aneinander, dass sie sich nicht trennen lassen. Wir haben viele Möglichkeiten untersucht, dieses Problem zu beseitigen. Unsere Lösung besteht in der Aufbringung von rutscharmem Material an der oberen Kante der Öffnung, das sich sogar maschinell schon bei der Herstellung der Tüten leicht aufbringen lässt. 3 Untersuchung des Einflusses von Öl beim Kochen von Nudeln Henner Groeneveld (12) Gymnasium Otterndorf Fachgebiet: Arbeitswelt (Schüler experimentieren), Betreuer: Dierk Steffen Projektbeschreibung: Ich habe untersucht was passiert,wenn man Nudeln in Wasser mit unterschiedlichen Mengen Öl kocht. Dazu habe ich mehrere Behälter mit Wasser zum Kochen gebracht, dann unterschiedlich viel Öl hinzugegeben und jeweils die gleiche Menge an Nudeln zugefügt. Nach einer festgelegten Zeit habe ich dann die Klebfähigkeit der Nudeln untersucht. Außerdem habe ich die beim Kochen gebildeten Schaummengen miteinander verglichen. Aus meinen Ergebnissen kann ich Empfehlungen zum Zubereiten von Nudeln ableiten

4 4 Einrichtung einer Videoüberwachung im Schulfahrradkeller Cord-Helmke Mindermann (12) Athenaeum Jan Hendrik Huhn (13) Athenaeum Fachgebiet: Arbeitswelt (Schüler experimentieren), Betreuer: Hans-Otto Carmesin Projektbeschreibung: Das Ziel des Projektes ist die Entwicklung und Einrichtung einer Videoüberwachung im Schulfahrradkeller. Verwendet werden internetfähige, softwaremäßig ausgestattete Netzwerkkameras mit eingebauten Bewegungsmeldern. Das bedeutet, die Kameras nehmen nur auf, wenn sich jemand oder etwas bewegt. Anschließend wurde ein Testbetrieb durchgeführt. Im Dauerbetrieb soll der Schulhausmeister die Videos auswerten. Die Videos sollen sich nach ein paar Wochen automatisch löschen. 5 Unkraut: Wie kommen wir am besten gegen Unkraut an? Gibt es das Wundermittel? Imke Schütz (12) Eichenschule Lena Meyer (12) Eichenschule Fachgebiet: Arbeitswelt (Schüler experimentieren), Betreuer: Albert Beneke Projektbeschreibung: Unkrautvernichtung: Welche Möglichkeiten gibt es? Wie effektiv sind sie wirklich? Gibt es Nebenwirkungen? Was kosten sie? Diese Fragen wollen wir beantworten. Wir erkunden die Vorgehensweise bei größeren Betrieben und wollen ältere Menschen nach Erfahrungen befragen. Nebenbei lassen wir eigene Versuchsreihen laufen. Wir hoffen, dass wir im Januar einen umfassenden Bericht abgeben können und unser Wundermittel gefunden haben. 6 Abwasseraufbereitung und CO2 Fixierung mittels Algen und Wasserpflanzen Marcel Gausmann (18) Gymnasium Bremervörde Moritz Christian Meyer (18) Gymnasium Bremervörde Tomke Wacker (18) Gymnasium Bremervörde Fachgebiet: Biologie (Jugend forscht), Betreuer: Dr. Armin Gieseke Projektbeschreibung: Wir haben uns überlegt, wie man mit Hilfe von Algen und Wasserpfl anzen Abwasser aufbereiten und gleichzeitig CO2 fi xieren kann. Dabei wollten wir die in der Natur vorkommende Algenblüte für unsere Zwecke nutzbar machen. Die entstehende Biomasse soll anschließend zu Futtermitteln, Bodenverbesserern oder Energieträgern weiterverarbeitet werden. Dafür haben wir zunächst eine geeignete Algenart gesucht, diese vermehrt und die Einflüsse von unterschiedlichen Wachstumsbedingungen untersucht. Unter Berücksichtigung der gewonnenen Erkenntnisse soll ein Reaktor entworfen werden, der den Einsatz im größeren Maßstab ermöglicht

5 7 Kann man beim Laufen besser lernen? Mari Teuter (11) Johanneum Hannah Striepe (11) Johanneum Marielle Hellweg (12) Johanneum Fachgebiet: Biologie (Schüler experimentieren), Betreuerin: Tina Brinkmann Projektbeschreibung: Wir haben uns mit dem Thema Lernen beschäftigt und uns gefragt, ob man im Sitzen oder Laufen, drinnen oder draußen besser lernen kann. Dazu haben wir ausprobiert, wie man sich mehr Wörter, Zahlen- oder Buchstabenreihen merken kann; auch haben wir Vokabeln, z. B. aus dem Französischen oder Lateinischen genommen. 8 Heimische Giftpflanzen, Schwerpunkt die Eibe Jonas Geldner (11) Johanneum Rouven Geldner (11) Johanneum Fachgebiet: Biologie (Schüler experimentieren), Betreuerin: Tina Brinkmann Projektbeschreibung: Sind Kinder in Kindergärten oder Grundschulen vor der Eibe sicher? Wir haben uns gefragt, ob Kinder in Kindergärten oder Grundschulen sicher sind. Dabei haben wir uns auf die Eibe konzentriert, weil sie in fast jedem Garten steht und die meisten Leute nicht wissen, dass sie hochgiftig ist. Als erstes haben wir uns die Eibe genau angeschaut und mikroskopiert, um uns mit unserem Material vertraut zu machen, damit wir wissen, womit wir es zu tun haben. Danach haben wir uns alle bekannten Unterarten herausgesucht und Wissenswertes recherchiert. Außerdem haben wir ermittelt, wieviele Eiben es in ca. 50 Gärten gibt. Danach haben wir die Gifte recherchiert und haben ein Gebiet um Kindergärten und Schulen untersucht und auf einer Karte eingetragen, um zu wissen ob Kinder in Kindergärten oder Schulen vor der Eibe sicher sind. Am Ende wollen wir ein Plakat erstellen, das Kinder über die Giftigkeit der Eibe informiert. 9 Wie hält man Häuserschnecken (Hainbänderschnecken) von Pflanzen fern? Henriette Heus (11) Johanneum Rachel Grimm (13) Johanneum Kristina Blischke (11) Johanneum Fachgebiet: Biologie (Schüler experimentieren), Betreuerin: Frau Franz Projektbeschreibung: Schnecke weg mit Hausmitteln! Wir haben dieses Thema gewählt, weil Gärten schon von Schnecken befallen sind und es endlich ein Ende nehmen soll! Darum haben wir uns in den letzten Wochen mit der Frage beschäftigt: Wie hält man Häuserschnecken (Hainbänderschnecken) von Pfl anzen fern? Mit Hilfe von einfachen Hausmitteln haben wir versucht, die Schnecken von Pfl anzen fernzuhalten. In den Experimenten haben wir zum Beispiel mit Zimt und Spülmittel experimentiert

6 10 Die Intelligenz von mongolischen Wüstenrennmäusen im Vergleich zur Intelligenz von Farbmäusen Vincent Lahrmann (13) Gymnasium Lüneburger Heide Maximilian Nowka (14) Gymnasium Lüneburger Heide Fachgebiet: Biologie (Schüler experimentieren), Betreuerin: Dr. Antje Reichelt Projektbeschreibung: Wir möchten herausfi nden, ob mongolische Wüstenrennmäuse oder Farbmäuse lernfähiger sind. Dazu beobachten wir ihr Verhalten im Terrarium und stellen ihnen Aufgaben, beispielsweise in einem Labyrinth, die sie bewältigen sollen. Die Ergebnisse vergleichen wir dann. 11 Wachstum von Kresse unter veränderten Bedingungen Jakob Liedgens (10) St. Ursula Schule Fachgebiet: Biologie (Schüler experimentieren), Betreuerin: Birte Beyer-Evensen Projektbeschreibung: Wie verändert sich das Wachstum von Gartenkresse, wenn man die Eigenschaften des Gießwassers oder der Umgebung der Pfl anze verändert? Um das herauszufi nden wird Kresse unter exakt gleichen Bedingungen ausgesät und aufgezogen. Das Gießwasser wird entweder physikalisch verändert durch Bestrahlung mit Mikrowellen-, Rotlicht- oder Ultraschallstrahlung, durch Magnet- oder Stromfelder, oder es wird chemisch verändert durch Zusatz von Zucker, Salz, Essig bzw Salzentzug (dest. Wasser). Der Vergleichsansatz wird mit Leitungswasser gegossen. In einem zweiten Versuch wird zusätzlich der Einfl uss der Temperatur des Gießwassers untersucht sowie das Verhalten unter Luftausschluss. Die Kresse wird täglich beobachtet, gewogen und vermessen. 12 Intelligenztests mit Kaninchen Merle Mushardt (11) Gymnasium Otterndorf Clarissa Henriette Mühlhausen (12) Gymnasium Otterndorf Fachgebiet: Biologie (Schüler experimentieren), Betreuer: Dierk Steffen Projektbeschreibung: Können Kaninchen Farben erkennen oder sogar unterscheiden? Diese Frage haben wir in der Naturwissenschafts-AG unserer Schule genauer untersucht. Dazu haben wir vier verschiedenfarbige Häuser gebaut und in einer Reihe aufgestellt. In eines der Häuser haben wir Futter hineingelegt. Die Tiere haben wir jeweils einzeln in das Gehege gesetzt und deren Verhalten darin genau beobachtet. Nach mehreren Versuchen sind wir zu unterschiedlichen Ergebnissen gekommen

7 13 Kakteen - hartes Überleben in der Wüste Laura Ney (12) Johanneum Fachgebiet: Biologie (Schüler experimentieren), Betreuerin: Frau Franz Projektbeschreibung: Ich habe über Kakteen geforscht. Mich hat das Hauptthema Wie überleben Kakteen in der Wüste? beschäftigt, weil es in der Wüste sehr wenig Wasser gibt und auch Gefahren wie z.b. Vögel und Fledermäuse lauern. Dazu habe ich folgende Experimente durchgeführt: Zuerst habe ich einen Kaktus durchgeteilt, und diesen habe ich fünf Wochen lang beobachtet, außerdem habe ich der einen Hälfte kein Wasser gegeben, um hinterher zu gucken, ob sich der Kaktus wieder erholt. Ich habe auch ein Kaktusmodell gebaut, an dem ich ausprobiert habe, welche Stachelformen am besten Wasser weiterleiten. 14 Sind Schnecken farbenblind? Daniela Pietsch (11) Johanneum Vanessa Rumpf (11) Johanneum Gesa Pelloth (11) Johanneum Fachgebiet: Biologie (Schüler experimentieren), Betreuerin: Tina Brinkmann Projektbeschreibung: Wir haben uns mit Schnecken befasst. Wir wollten wissen, mit welcher Farbe man sie anlocken kann. Dazu haben wir Experimente mit verschiedenen Farben gemacht. 15 Chemische Untersuchungen von Bodenproben Nadine Hartlef (12) Gymnasium Otterndorf Amrei von Stemmen (11) Gymnasium Otterndorf Fachgebiet: Chemie (Schüler experimentieren), Betreuer: Dierk Steffen Projektbeschreibung: Wir haben verschiedene Bodenproben aus unserem Ort auf Nährsalze für Pfl anzen chemisch untersucht: Dazu wurden die Proben zunächst getrocknet, dann gesiebt und genau ausgewogen. Auf einer Maschine wurden diese Proben 10 Minuten gut geschüttelt. Einen Teil der gefi lterten Lösung haben wir schließlich mit Natronlauge titriert. Anhand der Ergebnisse können wir Rückschlüsse auf die Bodenqualität ziehen. Diese Methode dient also zur Beurteilung und zum Vergleich von Boden verschiedener Standorte

8 16 Kann Mehl explodieren? Sebastian Heinatz (13) Johanneum Belguun Batnasan (13) Johanneum Leoni Newjoto (12) Johanneum Fachgebiet: Chemie (Schüler experimentieren), Betreuer: Michael Fügener Projektbeschreibung: Wir haben von einer Mehlstaubexplosion gehört und haben ausprobiert, ob diese Aussage stimmt. Wir haben dazu normales Roggenmehl verwendet und eine Stichflamme erzeugen können. Während des Experimentes kam uns die Idee, dass es auch mit anderen Feinstoffen, z.b. mit Gewürzen, gehen könnte. An einer Apparatur haben wir schließlich unterschiedliche Stoffe auf ihre Explosionsfähigkeit getestet. 17 Zuckergehalt von Apfelsäften Klara Helene Schönfeld (11) Julia Christin Denneng (11) Wilhelm-Raabe-Schule Wilhelm-Raabe-Schule Fachgebiet: Chemie (Schüler experimentieren), Betreuerin: Birte Beyer-Evensen Projektbeschreibung: Mit einem selbstgebauten Zuckermessgerät wollen wir den Zuckergehalt in Apfelsäften überprüfen und mit den Angaben auf der Verpackung vergleichen. Mit einer Umfrage, in der viele Kinder Apfelsäfte probieren sollten, wollten wir zusätzlich die Aussage Das Süßeste ist immer das Leckerste überprüfen. 18 Wärmespeicherverhalten von verschiedenen Flüssigkeiten Belana Joy Schulz (12) Gymnasium Oedeme Dilara Yasar (12) Gymnasium Oedeme Fachgebiet: Chemie (Schüler experimentieren), Betreuer: Volker Siegfried Rahn Projektbeschreibung: Verschiedene Flüssigkeiten werden auf über 70 C erwärmt und die Temperaturen bei der Abkühlung gemessen

9 19 Warum schäumt Milch? Jan Ole Schwenck (14) Johanneum Fachgebiet: Chemie (Schüler experimentieren), Betreuer: Michael Fügener Projektbeschreibung: In diesem Projekt wollte ich herausfi nden, warum Milch schäumt und unter welchen Bedingungen sie am besten schäumt. Dafür habe ich als erstes verschiedene Milchsorten bei unterschiedlichen Temperaturen auf ihre Schaumbildung getestet. Außerdem habe ich Untersuchungen zur Stabilität des Schaumes durchgeführt. In weiteren Experimenten habe ich erforscht, ob man mit Milch unendlich viel Schaum machen kann oder nicht. 20 Aspekte des Klimawandels in Seevetal - Örtliche Hitze oder nur globale Erwärmung? Mareike Helmts (19) Gymnasium Hittfeld Fachgebiet: Geo- und Raumwissenschaften (Jugend forscht), Betreuer: Dirk Röper Projektbeschreibung: Seit mehr als 50 Jahren beobachtet mein Großvater das tägliche Wetter in Ohlendorf/Seevetal und notiert die Höhe der Temperatur und die Größe des Bewölkungsgrades, des Niederschlags, des Luftdrucks, der Windstärke sowie der Windrichtung. Diese Daten habe ich in den letzten 5 Jahren gesammelt, digitalisiert und z.t. ausgewertet. Die Auswertung der Jahresdurchschnittstemperaturen ergab jedoch ein erstaunliches Resultat: Im Beobachtungszeitraum ist eine Erwärmung von rund 1,8 C zu beobachten. Das ist ein Temperaturanstieg, der annähernd doppelt so groß ist wie der im IPCC Bericht-2007 aufgezeigte Trend der globalen Erwärmung. In dieser Arbeit beschäftige ich mich mit der Untersuchung des Klimawandels für den Raum Seevetal. Dabei konzentriere ich mich vor allem auf die Beantwortung der Frage, warum die Klimaerwärmung in Ohlendorf so groß ist und untersuche inwieweit Klimaphänomene, wie der sog. Urban Heat Island Effect, Klimaelemente und Klimafaktoren das Klima in Seevetal beeinfl ussen. So führe ich z.b. Vergleiche mit anderen Wetterstationen durch, beziehe mich auf den CO2- Gehalt in der Atmosphäre oder nehme Bezug auf das regionale Klimamodell REMO

10 21 Klimawandel und Moorböden Fabian Moye (15) Gymnasium Wesermünde Christoph Alsguth (16) Gymnasium Wesermünde Fachgebiet: Geo- und Raumwissenschaften (Jugend forscht), Betreuer: Heinz Stoffregen Projektbeschreibung: Durch den Klimawandel werden Moore im nordwestdeutschen Raum geringere Niederschläge erhalten. Wir wollen sehen, unter welchen bodenkundlichen Bedingungen Pfl anzen, die nicht auf Moorboden spezialisiert sind, auf Moorboden überleben. Dazu pfl anzen wir Puffbohnen auf den Moorboden und verändern die Bedingungen der Böden. Die Moorböden sind ungestört aus dem Moor entnommen und entwässert worden. Nährstoffe und Wassergehalt der Moorböden sollen bestimmt werden. 22 Analyse von Finanzstrategien mit Hilfe einer Populationsdynamik Ellen Carmesin (18) Vincent-Lübeck-Gymnasium Malin Lachmann (18) Vincent-Lübeck-Gymnasium Fachgebiet: Mathematik/Informatik (Jugend forscht), Betreuer: Hans-Otto Carmesin Projektbeschreibung: Ziel unserer Arbeit ist es, die langfristige Wirkung von Investitionsstrategien zu analysieren, daher ist nicht der Profi t, sondern die Überlebensfähigkeit und die Fähigkeit zur Bildung von Tochtergesellschaften der Maßstab unserer Untersuchung. Hierzu wenden wir die Methode des genetischen Algorithmus an. 23 Über die Wahrscheinlichkeit equidistanter Sequenzen Marcel Völschow (18) Gymnasium Wesermünde Fachgebiet: Mathematik/Informatik (Jugend forscht) Projektbeschreibung: In meiner Arbeit möchte ich mich mit sogenannten equidistanten Sequenzen nach dem Vorbild des Bibelcodes beschäftigen. Die Tatsache, dass renommierte Mathematiker in den Texten der Tora eine große Anzahl sinnvoller Begriffe fi nden konnten, hat mich vor die Frage gestellt, ob dies ein bloßes Produkt des Zufalls ist, oder eben nicht. Dafür möchte ich ein simples mathematisches Modell aufstellen, um damit die Signifi kanz solcher Treffer zu überprüfen

11 24 9 gewinnt: Die Digitalwurzel Linus Zocholl (16) Johanneum David Schmitt (17) Johanneum Fachgebiet: Mathematik/Informatik (Jugend forscht), Betreuer: Michael Fügener Projektbeschreibung: Wir beschäftigten uns mit der Digitalwurzel, der sich wiederholenden Quersumme, also die Quersumme der Quersumme der Quersumme usw. bis nur noch eine Ziffer vorhanden ist. Beherrscht man das schnelle Berechnen der Digitalwurzel im Kopf, lassen sich mit ihrer Hilfe viele Rechenzaubertricks durchführen. Wir entdeckten Besonderheiten und Regelmäßigkeiten der Digitalwurzel, die sich anschaulich graphisch darstellen lassen und untersuchten das Verhalten der Digitalwurzel bei Rechenoperationen. Mithilfe der gefundenen Regelmäßigkeiten gelang es uns, viele der Rechenzaubertricks zu durchschauen und zu entschlüsseln. 25 Entwicklung einer alternativen Windkraftanlage mit vertikal aufgestellten Tragflächen Fabian Linnig (19) Jobelmannschule Jörn Busch (19) Jobelmannschule Fachgebiet: Physik (Jugend forscht), Betreuer: Jürgen Brunßen Projektbeschreibung: Unser Thema sind Forschungen zur Entwicklung einer alternativen Windkraftanlage mit vertikal aufgestellten Tragfl ächen, welche sich durch Automatisierung optimal zum Wind ausrichten. Vorteile einer solchen Anlage wären ein erhöhter Wirkungsgrad, geringerer Verschleiß und eine Einsetzbarkeit bei hohen Windgeschwindigkeiten. 26 Ein sprachgesteuerter Roboter Henning Mergard (14) Vincent-Lübeck-Gymnasium Jannes Menck (13) Vincent-Lübeck-Gymnasium Fachgebiet: Mathematik/Informatik (Schüler experimentieren), Betreuer: Knut Langhans Projektbeschreibung: Unser Projekt ist schon abgeschlossen. Der einzige Punkt, der uns noch für die Vollendung des Projektes fehlt, ist das Schreiben der Arbeit. Es geht um einen LEGO-Nxt, den wir mit unserer Sprache steuern. Dafür haben wir ein Programm mit DialogOS geschrieben

12 Hörsaal 1 FEIERSTUNDE INFORMATION Hörsaal 2 Café Neun

13 Hörsaal 4 Haupteingang WC WC Hörsaal 3 Bibliothek

14 27 Untersuchung der Phasenbeziehung an Strahlteilern für Ultraschall Nora Fried (16) Johanneum Anujan Gengatharan (17) Johanneum Fachgebiet: Physik (Jugend forscht), Betreuer: Michael Rode Projektbeschreibung: In einem Michelson-Interferometer kann Licht entweder am Ausgang oder auf dem Rückweg zum Eingang nachgewiesen werden. Wenn man das anschaulich zu deuten versucht, stößt man auf ein schwerwiegendes Problem. Dieses Problem kann man nur lösen, indem man sich die Phasenbeziehungen für durchgehendes und refl ektiertes Licht am Strahlteiler genau anschaut. Da wir wissen, dass sich Licht und Ultraschall ähnlich verhalten, haben wir uns verschiedene Strahlteiler bei Ultraschall genauer angesehen und viele Ähnlichkeiten zu den Vorgängen bei Licht nachgewiesen und in Modellen gedeutet. 28 Strom aus der Sonne - eine Alternative zur Solarzelle!? Johannes Budau (14) Gymnasium Otterndorf Claas Mushardt (14) Gymnasium Otterndorf Frederik Marek (15) Gymnasium Otterndorf Fachgebiet: Physik (Schüler experimentieren), Betreuer: Sven Cyplik Projektbeschreibung: In Spanien sind vor kurzem die bisher weltgrößten Solarkraftwerke in Betrieb genommen worden. In ihnen wird Sonnenlicht mit Hilfe von Spiegeln gebündelt, in Wärmeenergie und diese schließlich über Turbinen und Generatoren in elektrische Energie umgewandelt. Hierdurch angeregt haben wir ein Parabolrinnenkraftwerk geplant und gebaut. Anschließend haben wir uns Gedanken über die Effi zienz solcher Kraftwerke gemacht, insbesondere im Vergleich zur Energiegewinnung durch Solarzellen und solarthermische Anlagen. 29 Klebriges Licht Sina Leon Loriani Fard (16) Johanneum Philipp Ciupke (16) Johanneum Fachgebiet: Physik (Jugend forscht), Betreuer: Michael Rode Projektbeschreibung: Kann man mit handelsüblichem Tesafi lm Licht erzeugen? Dieser Frage wollten wir nachgehen und führten verschiedene Messungen durch, um Licht in unterschiedlichen Wellenlängenbereichen nachzuweisen. Dazu benutzten wir eine eigene Apparatur mit unterschiedlichen Lichtsensoren. In Planung ist noch, das industriell gefertigte Interface durch ein selbst gebautes zu ersetzen

15 30 Mit dem Licht durch die Wand Tobias Mahncke (16) Johanneum Fachgebiet: Physik (Jugend forscht), Betreuer: Michael Rode Projektbeschreibung: Ich habe über verschiedene Möglichkeiten zur Beleuchtung eines Gebäudes mit Tageslicht nachgedacht. Dabei habe ich untersucht, ob sich die Benutzung von verspiegelten Rohren als Leitungen anbietet. Ich habe aufgrund von Messungen ein mathematisches Modell entwickelt, um die Effi zienz dieser Leitungen zuverlässig vorherzusagen und zu optimieren. 31 Strömungen im Modell Daniel Pfl üger (15) Johanneum Igor Jonderko (14) Johanneum Fachgebiet: Physik (Jugend forscht), Betreuer: Michael Rode Projektbeschreibung: In unserem Projekt wollten wir nachweisen, dass es Strömungen durch Temperaturdifferenzen gibt. Dies konnten wir in drei Versuchsebenen darstellen: mit Hilfe von Wasser, mit Elektrizität und mit Hilfe einer mathematischen Tabellenkalkulation. 32 3D-Erfassung von Magnetfeldern Martin Christopher Schäfer (19) Johanneum Sebastian Pumpe (19) Johanneum Fachgebiet: Physik (Jugend forscht), Betreuer: Michael Rode Projektbeschreibung: Wir haben eine Möglichkeit entwickelt, Magnetfelder dreidimensional darzustellen. Herkömmliche Sensoren erfassen meist nur eine Komponente eines Magnetfeldes; die absolute magnetische Flussdichte an einem Punkt ist daher nicht bestimmbar. Mithilfe unserer Messapparatur, die drei Komponenten abfragt, gelingt es uns, die absolute magnetische Flussdichte zu bestimmen. Durch geeignete grafi sche Auswertung lässt sich daraus eine 3D-Darstellung des Magnetfeldes erzeugen. 33 Photonenzählung Torben Undiwill (15) Athenaeum Fachgebiet: Physik (Jugend forscht), Betreuer: Hans-Otto Carmesin Projektbeschreibung: Registrierung einzelner Photonen mittels einer Avalanche- Photodiode

16 34 CFK-Helm Jonas Bauer (14) Athenaeum Vivian Zwaan (14) Athenaeum Katharina Schwanemann (14) Athenaeum Fachgebiet: Physik (Schüler experimentieren), Betreuer: Hans-Otto Carmesin Projektbeschreibung: Da bei Unfällen die Helme oft kaputtgehen und der Kopf nicht direkt aufschlägt, aber trotzdem die Wucht des Aufpralls erhält, haben wir es uns zum Ziel gesetzt, einen mit CFK verstärkten Helm zu bauen, um die Erschütterungen zu reduzieren. Dazu haben wir eine CFK-Schale für den Helm gebaut, die die eigentlich nutzlose Plastikschale ersetzt, wie wir in unseren Versuchen bewiesen haben. Wir haben bis jetzt zwei CFK-Schalen gebaut, die erste mit zwei Schichten Kohlefasern und die zweite mit ca. 4 Schichten. Die Herstellung der zweiten Schale dauerte ca. 10 Stunden, und die Kosten betragen ca. 14. Die CFK-Schalen und die Plastikschale haben wir jeweils getestet, indem wir z.b. geguckt haben wieviel Gewicht sie standhalten, und bewertet. Zudem haben wir die erste Schale mit der Plastikschale verglichen und unseren CFK-Helm sowie einen handelsüblichen Helm mit einen Kohlkopf aus dem Fenster geworfen und die Schäden bewertet. Dabei erlitt der Kohlkopf der unseren CFK-Helm trug, bis auf eine kleine Abblätterung an der Seite keine Schäden. Der Kohlkopf mit dem normalen Helm ist fast in der Mitte zerbrochen, er hat einen langen, tiefen Riss erlitten, und viele Abblätterungen. Danach haben wir 4 Versuche gestartet, eine bessere Schale herzustellen. Als Ergebnis haben wir ein zwar nur 10 g leichtere, aber wesentlich dünnere und genau so stabile CFK-Schale hergestellt. Die letzte haben wir dann mit einem Kleber, der eine leichte Abfederung bewirken kann, auf dem Styropor getestet und wieder aus dem 2. Stock geschmissen. Hierbei haben wir die Geschwindigkeiten auch mit den Richtlinien der EU verglichen. Nach den bisherigen Tests und Bewertungen sind wir zu dem Ergebnis gekommen, dass es sich lohnt, den Helm mit einer CFK-Schale zu verstärken. 35 Experimente mit Flügeln Philipp Bittner (14) Johanneum Fachgebiet: Physik (Schüler experimentieren), Betreuer: Michael Rode Projektbeschreibung: Wieso fl iegen Vögel nicht mit Düsentriebwerk? Ist der Flügelschlag nicht energieeffizienter? Ich habe zuerst einen starren Flügel hoch und runter bewegt, dann einen Flügel in einer Luftströmung in verschiedene Winkel gestellt und schließlich eine Spielzeuglibelle an einem Kraftsensor fl iegen lassen. Ich bin zum Ergebnis gekommen, dass der Flügelschlag vorwärtsbringt und keinen Auftrieb erzeugt, während die Form des Flügels für den Auftrieb sorgt

17 36 Ein multimediales Projekt Arne Balzer (15) Vincent-Lübeck-Gymnasium Steffen Mühlenkamp (15) Vincent-Lübeck-Gymnasium Fachgebiet: Technik (Jugend forscht), Betreuer: Knut Langhans Projektbeschreibung: Ein Projekt, mit dem man den Coursor eines Computers mithilfe eines Infrarotstifts steuern kann. 37 Ansätze zur Entwicklung eines aktiven statischen LED 3D-Displays Thomas Stielow (17) Vincent-Lübeck-Gymnasium Daniel Kensik (15) Vincent-Lübeck-Gymnasium Lisa von Holten (17) Vincent-Lübeck-Gymnasium Fachgebiet: Technik (Jugend forscht), Betreuer: Knut Langhans Projektbeschreibung: Bei unserer Entwicklung handelt es sich um eines der größten aktiven, monochromen LED 3D-Display. Mit einem solchen 3D-Display können dreidimensionale Bilder in einem durchsichtigen Volumen erzeugt werden, die von allen Seiten als echt dreidimensionale Objekte erscheinen. Dabei werden keine besonderen Hilfsmittel benötigt, wie zum Beispiel Stereoskopbrillen, wie sie derzeit in aktuellen Kinoproduktionen benutzt werden. Die dreidimensionalen Bilder unseres 3D-Displays werden aus einzelnen Bildpunkten zusammengesetzt. Diese Technik wird Rasterverfahren genannt und wird ebenfalls bei digitalen Bildern mit nur zwei Dimensionen verwendet. Bei zweidimensionalen Bildern werden die einzelnen Bildpunkte Pixel genannt, beim Rasterverfahren mit drei Dimensionen spricht man von Voxeln (engl. Volumetric Pixel). Das Projektionsvolumen unseres 3D Displays wird von einem würfelförmigen Drahtgitter gebildet. An den Kreuzungspunkten dieses Gitters sind LEDs angeordnet. Die Aktivierung der Rasterpunkte, die das dreidimensionale Bild erzeugen, erfolgt durch Anschalten der LEDs. Um einen reibungsfreien Ablauf der Bilddarstellung zu gewährleisten, muss ein schrittweiser Bildaufbau angewandt werden. Dieser sich wiederholende Bildaufbauprozess erfolgt durch einen Mikroprozessor, der durch ein leistungsstarkes Hardwaresystem unterstützt wird. Die dreidimensionalen Bilder können direkt am Computer eingegeben oder eingelesen werden und in Echtzeit im Display ausgegeben werden. Dadurch lässt sich das L3D-FELIX-3D-Display als Echtezeitausgabemedium für einen Computer nutzen, ähnlich einem normalen Computerbildschirm. Zur Kontrolle dieses Vorgangs wird jedoch zurzeit noch ein normaler Computerbildschirm benutzt, auf dem sich die 3D-Objekte in einer Virtuellen 3D-Umgebung eines Simulators ansehen lassen

18 38 Trinkwasseraufbereitung Max Widow (16) Gymnasium Lüneburger Heide Fachgebiet: Technik (Jugend forscht), Betreuerin: Dr. Antje Reichelt Projektbeschreibung: Ziel meiner Arbeit ist es, einen Trinkwasseraufbereiter zu bauen, der möglichst einfach konstruiert ist und ohne Elektrizität funktioniert. Der Trinkwasseraufbereiter ist für technologisch wenig entwickelte Länder gedacht, die kein sauberes Trinkwasser zur Verfügung haben. 39 Rotating Felix: Ein aktives, rotierendes LED-3D-Display Malte Beckmann (16) Vincent-Lübeck-Gymnasium Alexander Morosow (17) Vincent-Lübeck-Gymnasium Lena Reitmann (16) Vincent-Lübeck-Gymnasium Fachgebiet: Technik (Jugend forscht), Betreuer: Knut Langhans Projektbeschreibung: Bei der Entwicklung des ROTATING FELIX haben wir uns mit dem Problem der Darstellung echt dreidimensionaler Bilder im Raum beschäftigt. Hierzu befassten wir uns zunächst mit verschiedenen Techniken der 3D-Bilddarstellung und entschieden uns letztendlich für den Bau eines aktiven rotierenden LED-3D- Displays. Bei einem solchen Display werden auf einer zweidimensionalen LED Matrix zweidimensionale Bilder erzeugt. Die dritte Dimension wird durch Rotation der Matrix erzeugt. Dreht sich diese mit mehr als 20 Hertz, wird die Trägheit des menschlichen Auges überschritten und somit ein echt dreidimensionales Bild dargestellt. Ein solches Display könnte in Zukunft in der Luftraumüberwachung genutzt werden, um die Abstände zweier Flugzeuge echt dreidimensional abzubilden, um sie von allen Seiten zu betrachten. Weitere Einsatzgebiete wären zum Beispiel auch die Medizin, Architektur oder auch der Multimedia-Bereich. Um einen Prototypen umsetzen zu können, entwickelten wir eine LED-Matrix welche aus 16x16 monochromen Leuchtdioden besteht. Diese wird von einem programmierbaren Microcontroller angesteuert, welcher durch eine leistungsstarke Hardware unterstützt wird. 40 Modellierung eines Ringbeschleunigers zum Orbitanflug Christian Carmesin (20) Athenaeum Fachgebiet: Technik (Jugend forscht), Betreuer: Hans-Otto Carmesin Projektbeschreibung: Während der Transport von 1 kg Material in den Orbit bisher mehrere Euro kostet, kann der hier modellierte Ringbeschleuniger die gleiche Nutzlast für wenige Euro in die Umlaufbahn bringen. Es wird eine detaillierte Konstruktion mit ausführlicher Kraft- und Materialanalyse vorgelegt. Die Systemeigenschaften werden durch verschiedene Computersimulationen ermittelt

19 41 Kollisionsvermeidung am Skyscanner Lars Grundhöfer (17) Athenaeum Fachgebiet: Technik Jugend forscht, Betreuer: Hans-Otto Carmesin Projektbeschreibung: Bei der Steuerung des Teleskops kommt es ohne Sichtkontakt immer wieder zu Kollisionen mit der Aufhängung. Wie kann man das vermeiden? Mein Ansatz besteht darin, einen Neigungssensor zu nutzen, diesen zu kalibrieren und in den bestehenden Skyscanner zu integrieren. 42 Entwicklung und Bau einer Startschuh-Verbesserung für Ruderboote Philip Hagemes (17) Gymnasium Lüchow Stefan Möller (15) Gymnasium Lüchow Florian Heit (18) Gymnasium Lüchow Fachgebiet: Technik (Jugend forscht), Betreuer: Peter Fricke Projektbeschreibung: Ruderboote fahren bei einer Rennstrecke zum Start in einen kleinen Käfi g, der pneumatisch beim Start abgesenkt wird. Bei künstlichen Rennstrecken ohne Wellengang arbeiten diese Starteinheiten ohne Probleme, bei Rennstrecken auf natürlichem Gewässer mit Wellengang ist ein statischer Käfi g nicht gut geeignet. Wir entwickelten Variationen des Käfigs. Unsere Lösung besteht in einem zusätzlichen Schwimmer am Käfi g, der am Ruderboot anliegt und sich dem Wellengang anpasst. 43 Entwicklung eines Universalladegerätes aus einem modifizierten POWERBALL Nils Kasten (16) Ausbildungsbetrieb Elbe - Orthopädie Fachgebiet: Technik (Jugend forscht), Betreuer: Uwe Kasten Projektbeschreibung: Ein Sportgerät, der sogenannte POWER-BALL, soll so umgebaut werden, dass die Rotationsenergie zur Stromerzeugung genutzt werden kann. Der so entstehende Wechselstrom muss gleichgerichtet und geglättet werden, so dass er zum Laden von Handys, MP3-Playern usw. für unterwegs genutzt werden kann. 44 Wankelmotor Lars Lindenberg (16) Gymnasium Lüneburger Heide Fachgebiet: Technik (Jugend forscht), Betreuerin: Dr. Antje Reichelt Projektbeschreibung: Mich interessiert, warum der Wankelmotor so selten eingesetzt wird. Deshalb beschäftige ich mich in meinem Projekt mit der Entwicklung und der Funktionsweise des Wankelmotors. Ich vergleiche ihn mit einem Hubkolbenmotor, um so den Grund für seine seltene Anwendung zu fi nden

20 45 Entwicklung und Bau einer preiswerten Umrüstung einer mechanischen Kirchturmuhr auf DCF77 Birga Schütte (16) Gymnasium Lüchow Yunus Berndt (17) Gymnasium Lüchow Christian Konkel (16) Gymnasium Lüchow Fachgebiet: Technik (Jugend forscht), Betreuer: Peter Fricke Projektbeschreibung: Für die Kirchturmuhr der katholischen Kirche in Lüchow haben wir eine elektronische Einheit entwickelt und gebaut, die die mechanische Funktion der Uhr kontrolliert und korrigiert. Diese Uhr wird mit einer C-Control-Unit auf DCF77- Zeit genau gesteuert. Umstellungen von Sommer- auf Winterzeit werden automatisch vorgenommen, und die C-Control-Unit korrigiert gegebenenfalls dennoch auftretende Abweichungen (z.b. bei Empfangsproblemen des Zeitsignals). 46 Automatische Lichtregulierung beim PKW Felix Stannek (18) Gymnasium Lüchow Jonas Lehmann (18) Gymnasium Lüchow Fachgebiet: Technik (Jugend forscht), Betreuer: Peter Fricke Projektbeschreibung: Belädt man einen PKW, so verändert sich auch die Ausrichtung der Lichtkegel der Scheinwerfer. Im PKW befi ndet sich hierzu meist ein Regler, mit dem man die Scheinwerfer nachregeln kann. Die manuelle Einstellung kann aber so sein, dass der Gegenverkehr geblendet wird. Wir fügen dem PKW Sensoren hinzu, mit deren Hilfe die veränderte Lage erkannt werden kann. Der Fahrzeugführer kann dann eine automatische Nachregelung der Scheinwerfer auslösen. 47 Wie kann man kalte Füße unterwegs wärmen? Antonia Cara Nowak (10) Wilhelm-Raabe-Schule Bianca Robok (11) Wilhelm-Raabe-Schule Zoe Theus (8) St. Ursula Schule Fachgebiet: Chemie (Schüler experimentieren), Betreuerin: Birte Beyer-Evensen Projektbeschreibung: Wie können Füße einfach und praktisch unterwegs gewärmt werden? Dazu wurde zunächst getestet, wo am Fuß ein Heizkissen am bequemsten sitzen kann, ohne kaputt zu gehen. Die Wärmequelle sollte nicht zu heiß werden und möglichst einfach einsetzbar sein. Sie soll dann in einen Socken oder Schuh eingearbeitet werden. Die Wärmequelle sollte aus ökologischen Gründen mehrfach einsetzbar sein

21 48 LED-Telefon Timo Arafa (12) Fritz-Reuter-Gymnasium Florian Resech (12) Fritz-Reuter-Gymnasium Jannis Hewekerl (12) Fritz-Reuter-Gymnasium Fachgebiet: Technik (Schüler experimentieren), Betreuer: Jürgen Thiele Projektbeschreibung: Wir haben ein Lichttelefon gebaut, um damit ein Gespräch durch Leuchtdioden übermitteln zu können. 49 Wir treiben ein Auto mit Wasserkraft an Max Buch (9) Grundschule Midlum Peter Rehmke (10) Grundschule Midlum Fachgebiet: Technik (Schüler experimentieren), Betreuer: Dorte Schumacher Projektbeschreibung: Wie können wir ein Auto mit alternativen Energien betreiben? Wir möchten in unserem Auto einen Wassertank installieren. Das Wasser soll mit Gefälle auf ein Wasserrad treffen und über eine Verbindung die Räder des Autos in Bewegung setzen. 50 Der Podex-Turbo: Ein Antrieb für den schnellen oder faulen Inline-Skater Alexander Budde (12) Gymnasium Otterndorf Jonas Tamm (11) Gymnasium Otterndorf Fachgebiet: Technik (Schüler experimentieren), Betreuer: Dr. Appel Projektbeschreibung: Kann man mit einem Akkuschrauber einen Inline-Skater vorwärts bewegen? Der Podex-Turbo ist ein sehr eigentümlicher Name für ein Mini-Fahrzeug, das einen Inline-Skater schieben kann. Er besteht aus einer Kinderfahrradgabel, einem Akkuschrauber, Holz, Winkelbohraufsatz, Schrauben und einem Zimmermanns-Winkel. Als Antrieb dient nur der Akkuschrauber. Hier einige Messungen: Höchstgeschwindigkeit; von Null auf Zehn km/h; Grad des höchstmöglichen Anstieges; Reichweite mit einer Akkuladung; Gesamtkosten

22 51 Wir wollen einen Wimpel, der am Briefkasten befestigt ist, mit Solarenergie in Bewegung bringen, sobald ein Brief eingeworfen wird. Alexander Fischer (10) Grundschule Midlum Alison Daniel (10) Grundschule Midlum Alina Kestner (10) Grundschule Midlum Fachgebiet: Technik (Schüler experimentieren), Betreuerin: Dorte Schumacher Projektbeschreibung: Kann ein Briefkasten uns anzeigen, dass Post angekommen ist? Wie können wir mit erneuerbarer Energie eine Vorrichtung bauen, die diese Aufgabe erfüllt? Wir wollen einen Briefkasten mit einem Wimpel versehen. Am Briefkasten sollen Solarzellen installiert werden, die den Wimpel in Bewegung setzen, sobald die Klappe geöffnet wird. 52 Bau eines interaktiven Whiteboards Tobias Heimann (12) Athenaeum Alexander Hahlbeck (13) Athenaeum Philipp Lührs (13) Athenaeum Fachgebiet: Technik (Schüler experimentieren), Betreuer: Ole Vanhoefer Projektbeschreibung: Wir dachten uns, dass es auch eine günstigere Methode zu den teueren Whiteboards geben muss. Wir hörten von einer Methode von Jonny Lee, der mit Hilfe von einer Wii-Remote einen PC steuert. Wir fanden auch heraus, dass dieser Bereich noch nicht gut erforscht wurde und noch optimierungsbedürftig ist. Wir konstruierten einen Stift, der mit einer Infrarot-LED und einem einfachen Taster ausgestattet war. Wir verlöteten noch alles auf einer Platine. Dazu kamen noch ein 32-Ohm- Widerstand und zwei 1,5-V-Batterien. Wir installierten noch eine speziele Software Namens Glove-Pie. Wir schrieben ein Standardbeispiel um und alles funktionierte. Es wird ein IR-Signal gesendet, das die Wii-Remote erkennt und per Bluetooth an den PC weitergeht. Wir haben schon angefangen, programmieren zu lernen um Glove- Pie durch ein eigenes, besseres Programm zu ersetzen. Mit einem Beamer planen wir dann, alles auf eine große Wand zu projizieren, so dass man den Stift nur darauf halten muss wo es auf der Wand zu sehen ist und klicken muss. Wir planen auch noch Spiele etwas umzuprogramieren, damit man z.b. einen Bezug auf seinen Tennisschläger zieht und spielen kann. Der Bezug wäre dann mit vielen immer leuchtenden LEDs bestückt. 53 Energiegehalt von Batterien Type AA Kevin Holm (12) Fritz-Reuter-Gymnasium Jonas Renz (12) Fritz-Reuter-Gymnasium Jennifer Schröder (11) Fritz-Reuter-Gymnasium

23 Fachgebiet: Technik (Schüler experimentieren), Betreuer: Jürgen Thiele Projektbeschreibung: Wir haben gemessen wieviel Energie in verschiedenen Batterien vom Typ AA steckt. Auf diese Weise konnten wir herausfi nden, ob es günstiger ist, preiswerte oder teure zu kaufen. 54 CFK-Skateboard Lennart Kunschke (12) Athenaeum Pascal Schimmler (13) Athenaeum Fachgebiet: Technik (Schüler experimentieren), Betreuer: Hans-Otto Carmesin Projektbeschreibung: Bau eines Skateboards aus Kohlefaser-Verbundwerkstoff zur Reduzierung der Abnutzung und der Bruchgefahr. 55 Bau einer Starkregentonne Celine Lichtmess (12) Athenaeum Nienke Lehmann (13) Athenaeum Fachgebiet: Technik (Schüler experimentieren), Betreuer: Ole Vanhoefer Projektbeschreibung: Wir wollten eine Regentonne so umbauen, dass sie bei Starkregen nicht überläuft. Dies ist in starkregengefährdeten Gebieten besonders sinnvoll, da sonst die Kanalisation oft überbelastet wird. Wir schafften es, indem wir das ganze Wasser reinlaufen ließen und es langsamer in die Kanalisation führten. 56 Kabellose Datenübertrage via Lichtsignal Malte Wiepking (14) Fritz-Reuter-Gymnasium Malte Bargholz (14) Fritz-Reuter-Gymnasium Fachgebiet: Technik (Schüler experimentieren), Betreuer: Jürgen Thiele Projektbeschreibung: Mit einem selbstgebauten Empfänger wird eine Datei (Audio-, Videosignal etc.) über den Soundausgang der Soundkarte eines PCs gesendet und von einem, ebenfalls selbstgebauten, Empfänger empfangen und an einen weiteren PC übertragen. Dieser kann die Datei dann abspielen (entweder speichern und wiedergeben oder zum Beispiel direkt wiedergeben (chatten)). Experimente: Nachdem Sender und Empfänger funktionieren, wird die Reichweite getestet und ggfs. Probleme untersucht (Störsignale)

24 Jugend forscht 2010 Weitere Termine: : Niedersächsischer Landeswettbewerb Schüler experimentieren in Oldenburg (Finale) : Niedersächsischer Landeswettbewerb Jugend forscht in Clausthal-Zellerfeld : 45. Bundeswettbewerb in Essen Weiterführende Informationen im Internet unter