Aktuelles aus dem MINT-Bereich

Physik in der Kriminalistik

Der NaWi9-Kurs informiert sich umfänglich

Die renommierte Expertin für Blutspurenanalyse Dr. Silke Brodbeck (Blutspureninstitut in Usingen) war an der Ziehenschule zu Gast beim Wahlpflichtkurs Naturwissenschaften 9 mit dem Halbjahresschwerpunkt „Physik in der Kriminalistik“. Auch diesmal referierte Frau Brodbeck zum Thema Blut und deren Besonderheiten. Besonders ist, dass Blut für eine Vielzahl von zentralen Prozessen (u.a. Versorgung mit Sauerstoff und Nährstoffen, Abtransport von CO2, Abwehr des Körpers gegen körperfremde Stoffe, Wundverschließung) im menschlichen Körper verantwortlich ist und es künstlich nicht herstellbar ist. Deswegen sind Blutspenden für eine Reihe von Operationen unabdingbar.

Im Laufe des Vortrags wurde von Frau Brodbeck anschaulich durch Fotos und Filmaufnahmen mit hochauflösenden Kameras dargestellt, wie Blutspuren aufgrund der physikalischen Eigenschaften des Blutes interpretiert werden können.

Zwei Schultage später ging es für den Wahlpflichtkurs Naturwissenschaften 9 auf Verbrecherjagt zum Schülerlabor „Kriminalistik“ des Fachbereichs Physik der Frankfurter Universität. Am Beispiel eines fiktiven Mordfalls haben die Schülerinnen und Schüler an fünf Stationen, die am Tatort gefundenen Spuren analysiert und ausgewertet:

  • Fingerabdruck sichern und mit Fingerabdrücken in einer Datei abgleichen,
  • eine gefundene Patronenhülse identifizieren,
  • einen Fußabdruck sichern,
  • Blutnachweis am Tatort,
  • Schussposition rekonstruieren.

An jeder Station haben die Lernenden zuerst die in den Untersuchungen genutzte Physik (u.a. Optik, Mechanik, Elektrostatik) in Experimenten unter Anleitung kennengelernt und anschließend für die kriminaltechnische Untersuchung genutzt. Die Kombination der gewonnenen Erkenntnisse hat an Ende dazu geführt, dass der Täter identifiziert werden konnte.

Mit den gewonnen Kenntnissen werden sich die Schülerinnen und Schüler im Laufe des Schulhalbjahres in verschiedene physikalische Themengebiete einarbeiten und anschließend zu ihrem Thema referieren.

Text und Fotos: Christoph Maitzen (31.8.2018)

Wissenschaftstag 2018

Hochschullehrer zu Gast an der Ziehenschule

Im Rahmen der Themenwoche fand am Mittwoch vor den Sommerferien der Wissenschaftstag für die Qualifikationsphase 2  statt. Hierzu kamen vier Wissenschaftler der Goethe-Universität Frankfurt an die Ziehenschule, um den Schülerinnen und Schülern den aktuellen Stand der Forschung näherzubringen.

In einer Plenumsveranstaltung in der Aula stellte Herr Dr. Axel Kohler mit seinem Vortrag   - Wissenschaftliches Denken in Zeiten von Fake News, Trump und Co – die grundlegenden Prinzipien von wissenschaftlicher Arbeit dar.

Im Anschluss an die Plenumsveranstaltung konnten die Schülerinnen und Schüler nach ihren eigenen Interessensschwerpunkt einen von drei parallel stattfindenden Vorträgen wählen.

Privatdozent Dr. Christian Kell präsentierte den Schülerinnen und Schülern in seinem Vortrag - Sprechen, Sprache, Spracherwerb – die Erkenntnisse in der  neuronalen Sprachforschung. Dabei erzählte er aus seinem Alltag aus der Uniklinik und demonstrierte anhand von Videos die Vorgehensweise zur Ortung des Sprachzentrums bei Operationen am offenen Gehirn bei der Behandlung von Tumoren.

- Neutronensterne und Quarks -Astrophysik in der Grundlagenforschung –hieß das Thema, das Herr Prof. Dr. J. Schaffner-Bielich vom Institut für Theoretische Physik vorstellte. Die Schülerinnen und Schülern erhielten einen Einblick in die ersten Sekunden nach dem Urknall und die dabei entstandene Vielfalt von Elementarteilchen.

Herr Prof. Dr. Leo Peichl stellte den Schülerinnen und Schülern mit seinem Vortrag - Unterschiedliche Blicke in die Welt: Wie Säugetiere Farben sehen – vor, wie sich Säugetiere aufgrund ihrer Lebensräume entsprechend derer Herausforderungen angepasst und weiterentwickelt haben.

Die Schülerinnen und Schüler blicken auf einen kurzweiligen und erkenntnisreichen Tag zurück. Ein großer Dank gilt Herrn Rainer Gläsel, der gemeinsam mit Herrn Löffler diesen Tag im Rahmen des Projekts Brückenschlagen der Goethe-Universität organisiert hat.

Text und Fotos: Patrick Löffler (Juni 2018)

Astronomie-Projekttag

Nach den Sternen greifen

Am 7. Juni nahmen 26 Schülerinnen und Schüler von 6 MINT-EC-Schulen des Rhein-Main-Gebiets am Astronomie-Projekttag "Nach den Sternen greifen - Entfernungsbestimmung im Raum" erfolgreich an der Ziehenschule teil. 

Dieser Astronomie-Projekttag wurde in bewährter Zusammenarbeit von Ziehenschule, Wöhlerschule und Anna-Schmidt-Schule bereits zum vierten Mal angeboten. Mit Vortrag, in Theorie und in der Praxis erarbeiteten die Oberstufenschülerinnen und -schüler, wie man die Entfernung zu Sternen bestimmt.

Einleitend bekamen wir einen Vortag von Prof. Dr. Bruno Deiss (Wissenschaftlicher Direktor des Physikalischen Vereins) über die aktuelle GAIA-Mission geboten. Anschließend wurde die zu Grunde liegende Messmethode für Schülerinnen und Schüler weiter veranschaulicht und durch praktische Übungen und Messungen unterstützt.

Text: Ines Höhler / Ilse Marx; Bilder: Ilse Marx

Blindenhut-Projekt gewinnt Sonderpreis im Landesentscheid Hessen

Franziska Benzin und Anna-Maria Kötter gewinnen „ARTE Xenius-Sonderpreis für lebendige Wissenschaft“ bei Jugend forscht

Franziska Benzin und Anna-Maria Kötter (E-Phase) entwickelten einen mit Ultraschall-Sensoren ausgestatteten Blindenhut, der es Sehbehinderten ermöglicht, sich in unbekannter Umgebung im Kopfbereich zu orientieren. Dieses Projekt überzeugte beim Landeswettbewerb Jugend forscht die Jury so sehr, dass ARTE einen Fernsehbeitrag über den Blindenhut mit den beiden Teilnehmerinnen drehen wird.

Herzlichen Glückwunsch!

Text: Ines Höhler; Bild: Merck

43 Ziehenschüler-/innen in der 2. Runde des Pangea-Wettbewerbs dabei

Unter den bundesweit besten 500 Schüler-/innen sind knapp 10% Ziehenschüler-/innen

Von 164 Schüler-/innen, die in der ersten Runde des Pangea-Wettbewerbs dabei waren, konnten sich 43 für die zweite Runde der besten 500 bundesweit qualifizieren. Mit dieser Quote von ca. 26% konnten wir das phantastische  Ergebnis von 2017 (22%) nochmals überbieten. 

Besonders zu erwähnen sind die Ergebnisse mit voller Punktzahl von Daniel Kopisitskiy (Stufe 10) und Lili Norz (Klasse 5d). 

Wir gratulieren!

Text: Ines Höhler, Martin Weitzmann; Fotos: Martin Weitzmann

Mathematik- Olympiade

Ergebnis der Mathematik-Olympiade vom Schuljahr 2017 /2018

Wieder gehörte die Ziehenschule zu den erfolgreichsten Schulen Hessens bei der Mathematik-Olympiade. Nur drei Schulen aus ganz Hessen konnten mehr Schülerinnen und Schüler in die Endrunde schicken. Zur hessischen Endrunde Ende Februar waren 6 Schülerinnen und Schüler der Ziehenschule zugelassen: Sarah Badaoui (Klasse 5), Jan Genadiev und Marlon Melk (Klasse7), David Zhao und Jakob Döll (Klasse 8) sowie Daniel Kopisitskiy (E-Phase).

Wir gratulieren allen Schülerinnen und Schülern, die teilgenommen haben! 

In der Stufe 10 wurde Daniel Kopsitskiy erneut Hessensieger und konnte sich damit erneut für die Bundesrunde qualifizieren, die er letztes Jahr gewann. Im vorletzten Jahr teilte er den 1.Platz mit einem anderen Schüler. Daniel hat schon zum 6. Mal an der Hessenrunde der Mathematik-Olympiade teilgenommen.

Die besten Schülerinnen und Schüler der Ziehenschule waren dieses Jahr:

Stufe 5:
Schulsiegerin: Sarah Badaoui, mit 38 VP in der 1. und 36 in der 2. Runde,
Platz 2: Michael Smoylowsky  mit 27 VP in der 1. und  30 in der 2. Runde
Platz 3: Lili Norz mit 32 VP in der 1. und 23 in der 2. Runde, sowie zwei weitere Schüler.

Stufe 6 Runde 1:
Schulsiegerin: Selma Dahl mit 36 VP
Platz 2:  Simon Breitenöder mit 35 VP 
Platz 3: Yanning Schmidt mit 28 VP

Stufe 6 Runde 2:
Schulsieger: Simon Breitenöder mit 32 VP
Platz 2:  Samuel Fischer mit 22 VP
Platz 3: Yanning Schmidt mit 21 VP
Qualifiziert hatten sich außerdem noch Philipp Merl und Silas Balzer

Stufe 7: 
Schulsieger: Jan Genadiev mit 39 VP in der 1. und 38 in der 2. Runde
Platz 2: Marlon Melk mit 39 VP in der 1. und 36 in der 2. Runde
Platz 3: Jessica Städtler mit 39 VP in der 1. und 27 in der 2. Runde
Platz 4: Liane Shojai mit VP in der 1. und ebenfalls 27 in der 2. Runde.
Jan und Marlon haben sich für die Endrunde qualifiziert.

Stufe 8 Runde 1:
Schulsieger: Paul Feidieker mit 33 VP
Platz 2: Wladislaw Smoylowsky  mit 27 VP
Platz 3: Sarah Badawi mit 27 VP
Weitere 6 Schülerinnen und Schüler folgen mit teilweise nur geringem Punktabstand.

Stufe 8 Runde 2:
Schulsieger: Jakob Döll 38 VP
Platz 2: David Zhao  mit 37 VP
Platz 3: Ioan Paunel mit 35 VP
David und Jakob haben sich damit für die Hessenrunde qualifiziert.

Stufe 9:
Schulsieger:  Alexander Castelli mit 34 VP in der 1. und 22 in der 2. Runde
Platz 2: Valentin Simonis mit 28 VP in der 1. und 27 in der 2. Runde
Platz 3: Julie Kimpel mit 25 VP in der 1. und 17 in der 2. Runde
Auch Jakob Wolf hatte sich für die zweite Runde qualifiziert.

Stufe 10 Runde 1:
Schulsieger:  Daniel Kopisistskiy mit 38 VP 
Platz 2: Mai Ikeda mit 36 VP
Platz 3: Kara Bathmann mit 36 VP

Stufe 10 Runde 2:
Schulsieger: Daniel Kopisistskiy mit 37 VP
Daniel hat sich mit seinem Ergebnis für die 3. Runde qualifiziert, er steht aktuell auf Platz 2 der hessischen 10. Klässler. 
Platz 2: Julian Paunel mit 29 VP
Platz 3: Kara Bathmann mit 25 VP
Insgesamt haben in diesem Jahr 33 Schülerinnen und Schüler der E-Phase teilgenommen, von denen sich 14 qualifiziert haben.

Stufe 11:
Schulsieger:  Nicholas Stewens  und Jan Donkoff  punktgleich mit 18 VP in der 2. Runde
Platz 3: Lasse Bassermann mit 18 VP in der 2. Runde
Zur 2. Schulrunde hatten 10 Schülerinnen und Schüler qualifiziert.

Text: Ilse Marx, Bild: Herr Genadiev

Nachwuchsforscherinnen erfolgreich bei Jugend forscht

Ein spezieller Hut für Blinde schützt vor Gefahren.

Franziska Benzin und Anna-Marie Kötter haben beim diesjährigen Regionalwettbewerb von Jugend forscht mit ihrem Projekt Blindenhut den ersten Platz in der Sparte Arbeitswelt belegt.  Dadurch haben sich die beiden Schülerinnen der Einführungsphase der Ziehenschule für die Teilnahme am zweitägigen Landesentscheid in Darmstadt qualifiziert.

Bei ihrem Projekt haben die beiden Nachwuchswissenschaftlerinnen einen Hut entwickelt, der mit Hilfe von Ultraschallsensoren den Abstand zu Gegenständen misst. Über einen Vibrationsalarm und einem zusätzlichen Piezolautsprecher wird der Träger des Huts vor möglichen Gefahren gewarnt. Gerade für Menschen mit einer Sehbehinderung kann diese Entwicklung eine große Hilfe sein und vor Gefahren schützen. Die Idee des Projekts entstand im Rahmen der Junior Ingenieur Akademie bei Herrn Dr. Krautwig. Betreut wurden die beiden Schülerinnen von Herrn Flörke.

Einen aktuellen Fernsehbericht zu diesem Projekt finden Sie unter dem folgenden externen Link.
Der Bericht zum Blindenhut beginnt bei 5:54 min.
http://www.rheinmaintv.de/sendungen/video-detailseite/rheinmain-aktuell/vom-16.02.2018/12/

 

Fotos: Senkenberg/Tränkner/rheinmaintv.de

Bericht von einem MINT-Camp

Teilchen- und Astroteilchenphysik beim Deutschen Elektronen-Synchrotron

Ich habe vom 23.10. – 27.10.2017 am MINT-Camp „Teilchen- und Astroteilchenphysik“ teilgenommen. Das 5-tägige MINT-Camp wurde vom Deutschen Elektronen-Synchrotron (DESY) in Zeuthen – knapp außerhalb von Berlin – veranstaltet. Die 12 Plätze wurden wie bei allen anderen MINT-Camps auch über das Schulnetzwerk „MINT-EC“ vergeben, dem die Ziehenschule angehört. Das Camp begann mit einer Besichtigung des dortigen Linearbeschleunigers PITZ, bei dem die Eigenschaften des Elektronenstrahls gemessen und optimiert werden. Das Kernstück des Beschleunigers, die Elektronenquelle (Gun), wird anschließend zum Hauptstandort des DESYs nach Hamburg transportiert, damit dort mit ihm geforscht werden kann. Die Funktionsweise wurde uns im Beschleunigertunnel erklärt und gezeigt.

Der restliche und folgende Tag bestand hauptsächlich aus Vorträgen („Masterclasses“) zu den Aussagen des Standardmodells. Dieses beschreibt alle bisher gefundenen Elementarteilchen, also die kleinsten Teilchen aus denen jedes Proton, Neutron und letztlich alle Materie aufgebaut ist und deren Wechselwirkungen untereinander. Hierbei wurde auch damit begonnen, Daten aus dem ATLAS-Detektors, einem Detektor des Teilchenbeschleunigers LHC am Cern bei Genf, auszuwerten.

An den restlichen Tagen haben wir ein ATLAS-Modell aufgebaut. Einige Teilnehmer haben auch ein Erklärvideo zu ATLAS und seinem Aufbau gedreht. Auch einen kleinen Ausflug nach Berlin haben wir an einem Nachmittag gemacht.

Ein besonderes Highlight der Woche war die „Masterclass“ zu IceCube, einem Detektor, der Neutrinos nachweist. Das sind ungeladene Elementarteilchen, von denen jede Sekunde Hunderte Billionen durch die Erde fliegen, ohne in irgendeiner Form mit ihr zu interagieren. Die Aufgabe des Detektors ist es, in den klaren Eisschichten des Südpols einige der seltenen Wechselwirkungen mit der Materie der Erde zu beobachten. Hierzu haben einige deutsch- und englischsprachige Doktoranden IceCube erklärt, damit wir später auch hier Daten auswerten konnten.

Der Abschluss des MINT-Camps war schließlich der Bau einer Nebelkammer. Hierbei wurde eine Plexiglasbox mit Metallboden benutzt, an deren Deckel eine in Alkohol getränkte Filzscheibe befestigt war und deren Unterboden mit Trockeneis gekühlt war. Man konnte beim Anleuchten mit einer Taschenlampe beobachten, dass in dem von der Filzplatte herabsinkenden „Nebel“ aus verdunstetem Alkohol Schlieren entstehen. Dies erklärt sich dadurch, dass die Alkoholtröpfchen „ionisieren“ und die Bahn vieler Teilchen sichtbar machen, indem diese kurzzeitig dorthin angezogen werden.

Die Spuren ließen sich anschließend sehr gut identifizieren als Elektronen, Myonen (elektronähnlich, aber schwerer) und Alphateilchen. Ursprung sind zum einen Teilchenquellen aus dem All und zum anderen die natürliche Radioaktivität auf der Erde. Dies bestätigte sich ebenfalls dadurch, dass die Spurenhäufigkeit zunahm, als wir einen „leicht“ radioaktiven Thoriumstab an die Nebelkammer gehalten haben.

Das gesamte Camp war für mich ein großer Gewinn, da ich das Forschungsinstitut DESY kennenlernen konnte. Dieses kaum schulisch behandelte Teilgebiet der Physik ist schlichtweg unglaublich faszinierend und hat noch viele offene Fragen zu beantworten. Insbesondere die Vorträge über IceCube waren sehr interessant und das Konzept, dass wir unser Wissen bei den realen wissenschaftlichen Beobachtungsdaten anwenden konnten, hat mir sehr gefallen.

Bericht und Fotos: Hjalmar Brunßen