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Die MKB Physikanten

Bild 1: Die Physikanten Kai und Klaus Bild 1: Die Physikanten Kai und Klaus
Bonn, der 14.02.2024

Nach der Dezember-Sitzung 2023 kam in einem Poppelsdorfer Lokal bei Bier und Burger die Idee auf, im Februar eine Spaß-Sitzung mit chemischen und physi- kalischen Schauversuchen anzubieten.  Wir wollten es zischen und krachen lassen und bei Glühwein im Schlosshof Raketen in den Himmel schießen. Doch unser „Kastellan“ Horst verwies auf die Rauchmelder an der Decke des Praktikumraums und wollte nicht riskieren, dass von Anwohnern alarmierte Feuerwehr-Löschzüge dem karnevalistischen Treiben ein Ende setzen.
So mussten wir uns bescheiden und kleine, aber feine Versuche vorbereiten. Allerdings ist physikalisches Spielzeug recht klein und nicht für größere Gruppen geeignet. Als Mikroskopiker wissen wir jedoch, wie man Kleines ganz groß macht. Dazu brauchten wir nur eine Kamera mit HDMI-Anschluss und einen Beamer.
Dank an Horst, dass er seine Kamera von seinem Zeiss-Mikroskop abschraubte und mit Objektiven, Stativ und Beamer ein kongenialer Kameramann war (s. Bild 2).
Bild 2: Licht und Ton wurden von Jörg organisiert, Horst führte die Kamera
Bild 2: Licht und Ton wurden von Jörg organisiert, Horst führte die Kamera
Jörg hatte eine spannungsvolle Einleitungsmusik ausgesucht und im verdunkelten Raum erklang dann aus der Boom-Box Marschmusik. Zwei Physikanten in weißen Kitteln, einen Zauberstab schwenkend, zogen in die Arena ein. Aufgrund der Bewegung des weißen Stabes entstanden sog. kinetische Farben, bunte Farben durch Entmischung von weißem Licht. In den Stäben aus Schaumstoff stecken drei Leuchtdioden für Rot, Grün und Blau, die mit Hilfe eines Controllers in verschiedenen Blinkfrequenzen angesteuert werden. Anstelle der weißen additiven Mischfarbe sah man Streifen in Spektralfarben, da das Auge die Einzelfarben zeitlich nicht auflösen kann.
Der zugehörige Film kann dank unseres leicht veralteten CMS hier nicht gezeigt werden.
Für jedes gelungene Experiment ließ Jörg einen Tusch ertönen. „Klopfspecht“, „Flaschenteufel“ „Stehaufkreisel“ und „Spiegel-Tänzerin“ waren einfach zu präsentierende Versuche. Aber auch zu diesen physikalischen Spielzeugen haben schon Physiker Veröffentlichungen mit komplizierten Differenzialgleichungen geschrieben.
Die „Lichtwippe“ mit Bimetallspirale funktionierte ebenso gut wie der „Glühweinmotor“. Ein speziell konstruierter Sterlingmotor (Heißluftmotor) mit großen Zylinderflächen läuft auf einem Glas mit heißem Glühwein und auch auf einer warmen Hand.
Das „Liebesthermometer“ verrät Emotionen. Eine leicht erhöhte Körpertemperatur macht sich durch heftiges Emporsprudeln einer rot gefärbten Flüssigkeit mit niedrigem Dampfdruck in zwei miteinander verbundenen Glaskugeln bemerkbar. Das wurde natürlich mit Teilnehmern erprobt.
Der aufziehbare tschechische „Käfer Beruska“ kann aufgrund einer einfachen mechanischen Vorrichtung nie von einem Tisch herunterfallen. Die hektischen Auffangversuche eines Teilnehmers waren also vollkommen unnötig.
Vielleicht kannten Priester der Kelten das Verhalten der sog.  „Wackelsteine“ und konnten so Orakelbefragungen manipulieren. Aufgrund der asymmetrischen Masseverteilung wackeln diese ellipsenförmigen Steine  nach einigen Rotationen und kehren dann überraschend ihre Drehrichtung um.
Gefährlich wurde es, als Klaus seine Schaltung aus einer 220 Volt Glühbirne und einem 4,5 Volt Lämpchen in Gang setzte. Der tödliche Stromschlag blieb aus, da die Glühlampen nicht parallel, sondern in Reihe miteinander verbunden waren. Die 220 Volt-Glühbirne diente als rettender Vorwiderstand.
Anschließend bildeten mehrere Personen eine Kette mit ihren Händen. Ein dazwischen geschalteter kleiner Transistor-Verstärker bewies mit Tonsignal und LED, dass alle Versuchsteilnehmer den Strom weiterleiteten. Unterbrach jedoch jemand die Kette, verstummte sofort das Signal.
Nach diesem ersten Versuchsteil stärkten sich in der Pause alle mit Glühwein oder alkoholfreiem Punsch.
Aus Amerika stammt der „Fly-Stick“, eine Papphülse, in die ein kleiner Elektromotor eingebaut ist, der durch Reibung eine statische Aufladung erzeugt. Mit dem eingeschalteten Stab  konnte Kai Folienstrukturen schweben lassen und im Praktikumsraum herum dirigieren (s. Bild 3). Natürlich wurden auch die Haare eines Teilnehmers elektrisiert, sodass sie „zu Berge standen“ (s. Bild 4).  
Bild 3: Kai demonstriert den Fly-Stick
Bild 3: Kai demonstriert den Fly-Stick
Bild 4: Der Zauberstab lässt Haare zu Berge stehen
Bild 4: Der Zauberstab lässt Haare zu Berge stehen
Ähnlich wie das „Liebesthermometer“ funktioniert der „trinkende Vogel“, der seinen Schnabel in ein Glas Wasser tunkt und sich daraufhin wieder aufrichtet (s. Bild 8). Auch hier handelt es sich um eine Wärmepumpe, die jedoch mit einer Wippe gekoppelt ist. Die Wärme der Umgebung lässt die Flüssigkeit in der unteren Kugel verdampfen und in die obere Kugel aufsteigen. Infolgedessen verschiebt sich der Schwerpunkt und der Vogel taucht seinen mit Fließstoff überzogenen Schnabel in das Wasserglas. Da dadurch die „Speiseröhre“ aus der Flüssigkeit im Hinterteil auftaucht, kann die Flüssigkeit aus dem Kopf durch die  Röhre zurück fließen, und der Vogel richtet sich wieder auf. Die Temperaturdifferenz zwischen kaltem Kopf und warmen Hinterteil treibt diese hin und her schwingende Wärmekraftmaschine an.
Die „einfachste Eisenbahn der Welt“ besteht aus einer 1,5 Volt-Zelle, die vorne und hinten mit passenden scheibenförmigen Neodym-Magneten verbunden ist. Die Bahn passt in eine selbstgewickelte Spirale aus Kupferdraht, der die Batterie über die Magnetkontakte kurzschließt. Der starke Kurzschlussstrom induziert ein Magnetfeld, das dem Feld des vorderen Neodym-Magneten entgegen gerichtet und dem des hinteren gleichgerichtet ist. Aufgrund der Anziehungskraft vorne und der Abstoßungskraft hinten schießt der Zug durch die Drahtspule. Wer mit viel Draht eine Spule zu einer Acht verbindet und die schnelle Entleerung der Batterie in Kauf nimmt, ruft sicherlich großes  Erstaunen mit seiner rasenden Magnetbahn hervor. 
Der Zauberspiegel „Mirage“ besteht aus zwei aufeinander liegenden Hohlspiegeln. Im unteren Hohlspiegel befindet sich ein kleiner Gegenstand, z.B. ein Glücksschweinchen. Ein seitlich stehender Betrachter sieht ein reelles Bild des Schweinchens auf der Öffnung  des oberen Hohlspiegels stehen. Beim Versuch, es zu ergreifen scheitert er jedoch.
Bei der „Überwindung der Schwerkraft“ wird eine Röhre aus Aluminium und eine aus Kunststoff gezeigt, die nachweißlich nicht magnetisch sind. Ein „Eisenstück“ (Neodym-Magnet) saust mit Erdbeschleunigung durch die PVC-Röhre. Das Publikum wurde aufgefordert nun bei der Alu-Röhre die Sekunden laut zu zählen. Aufgrund der elektromagnetischen Induktion und der Wirkung der Wirbelstrombremse dauerte es überraschend lange, bis der Neodym-Magnet am Ende der Röhre aufgefangen werden konnte (s. Bild 5).
Bild 5: Klaus überwindet die Schwerkraft
Bild 5: Klaus überwindet die Schwerkraft
Mit Hilfe eines kleinen Tesla-Transformator konnte Klaus wie ein Jedi-Ritter Neonröhren und bunte Glimmlampen zum Leuchten bringen. Kai gelang es ebenfalls mit einer Plasma-Kugel, deren faszinierendes Leuchten und Blitze bei Berührung von ihm fachmännisch erklärt wurden.
Der Alchemist Kai verwandelte Weißwein in Rotwein und diesen in Cognac, der angezündet wurde (s. Bild 6). Danach fanden die Transmutationen eines Silberstücks und einer Silberkette zu Gold statt (s. Bilder 7 u. 8). Leider verriet uns Kai nicht die Zauberformel. Sie bleibt Geheimnis der Zauberer.
Bild 6: Kai verwandelt Wasser in Rotwein und diesen dann in Cognac
Bild 6: Kai verwandelt Wasser in Rotwein und diesen dann in Cognac
Bild 7: Alchemist Kai bei der Transmutation von Silber in Gold
Bild 7: Alchemist Kai bei der Transmutation von Silber in Gold
Bild 8: Die Vergoldung ist geglückt!
Bild 8: Die Vergoldung ist geglückt!
Die „tanzenden Schlangen“ aus Metall erwachten und schlängelten sich um die magnetische Achse eines sich drehenden Kreisels. Zum  Abschluss zauberte Klaus mit drei R-G-B-Leuchtdioden und seiner Schattenhand psychedelische Farben an die Wand (s. Bild 9).   
Bild 9: Klaus zaubert aus Rot, Grün und Blau die Farben Gelb, Cyan und Magenta
Bild 9: Klaus zaubert aus Rot, Grün und Blau die Farben Gelb, Cyan und Magenta
Natürlich wurde anschließend lebhaft diskutiert (s. Bild 10). In einem Lokal in Poppelsdorf stärkte man sich dann bei Burger und Bier. Wir überlegen, eine Chemie-Show im Dezember in einem Fachraum eines Bonner Gymnasiums anzubieten. 
Bild 10: Rege Diskussion unter Experten beim Glühweinpunsch
Bild 10: Rege Diskussion unter Experten beim Glühweinpunsch
Weitere Impressionen vom Abend
  • Hier noch einmal alle physikalischen Spielzeuge versammelt
  • Weitere Impressionen vom Abend
  • Weitere Impressionen vom Abend
  • Weitere Impressionen vom Abend
  • Weitere Impressionen vom Abend
  • Weitere Impressionen vom Abend
  • Kai und Klaus planen schon eine Chemie-Show im Dezember
Dank
Wir danken unseren Physikanten Kai und Klaus für den unterhaltsamen und informativen Abend mit den vielen gut vorbereiteten Experimenten.
Text:
Klaus Leder
Bilder:
Ralf Fontes
Brigitte Leder
Klaus Leder

Literatur: C. Ucke, H. J. Schlichting: Spiel, Physik und Spaß. Wiley-VCH Verlag, Weinheim 2011
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Bild des Monats

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April 2024
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Februar 2024
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Stomagruben an der Blattunterseite eines frischen, unfixierten Schnittes des Oleanders (Nerium oleander) bei einer Vergrößerung von 200x. Aufnahme von Jörg Weiß.
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Die Zieralge Micrasterias radians bei der Teilung. Aufnahme von Frank Fox.
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Querschnitt durch einen siebenjährigen Spross des Chinesischen Blauregens (Wisteria sinensis, Durchmesser 21 mm) von Bodo Braunstorfinger. Aufnahme von Jörg Weiß
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Männlicher Eibenzapfen (Taxus baccata) mit Pollen von Horst-Dieter Döricht
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Maritimer Fadenwurm im Polarisationskontrast von Frank Fox
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Ungefärbter Querschnitt durch das Blatt des Pampasgrases (Cortaderia selloana) von Jörg Weiß
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Parietin-Sublimation im freien Raum an Stahlwolle von Heike Buchmann
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Die Wimpernkugel Volvox aureus im Interphako von Frank Fox
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Mit W3Asim II gefärbter Querschnitt durch den Thallus eines Blasentangs (Fucus vesiculosus), Aufnahme von Jörg Weiß.
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Gold in der lamellaren Verwachsung von Kupferkies (gelb) und Bornit (rotbraun). Grube Hohlestein an der Eisernhardt, Siegen. Aufnahme Prof. Holger Adelmann.
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Spinnenfaden bei 1000-facher Vergrößerung im DIC. Präparation und Schwarzweiß-Aufnahme von Anton Berg.
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Papyrus (Cyperus papyrus) ungefärbt in der Primärfluoreszenz. Präparation und Aufnahme von Rolf-Dieter Müller.
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Diatomee im Interferenz-Phasenkontrast. Präparation und Aufnahme von Frank Fox.
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Ungefärbter Querschnitt durch das Blatt einer Kamelie. Präparation und Aufnahme von Jörg Weiß.
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Leitbündel aus dem Mittelstrang der Frucht eines Zitronenbaums (Citrus x limon). Das filigrane Präparat ist nur 7 µm dick und wurde von Anton Berg erstellt. Zum Vergleich: die meisten hier gezeigten botanischen Schnitte haben eine Dicke von ca. 50 µm. Aufnahme von Jörg Weiß.
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Rezente Diatomee Bacteriastrum furcatum Shadbolt aus dem Golf von Thailand. Aufnahme von Päule Heck.
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Die hier gezeigte Spaltöffnung aus Rhynie Chert Material ist 400 Millionen Jahre alt. Aufnahme von Holger Adelmann.
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Porträt einer Frühen Adonislibelle (Pyrrhosoma nymphula), Aufnahme von Frank Fox.
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Juni 2012
Dünnschliff eines Quarzitschiefers aus den Italienischen Alpen, Dicke ca. 25 µm. Aufnahme von Holger Adelmann.
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Mai 2012
Tracheen im Xylem des Korallenbaums, Spross, Färbung W3Asim II, Vergrößerung 200x. Aufnahme von Jörg Weiß.
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April 2012
Porträt einer zwei Tage alten Fliegen. Aufnahme von Horst-Dieter Döricht.
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März 2012
Aus der Schmelze kristallisiertes Methylsulfonal im polarisierten Licht. Aufnahme von Frank Fox
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Februar 2012
Die Kieselalge Achnantes longipes. Aufnahme von Frank Fox
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Januar 2012
Primäres Xylem und Markparenchym aus dem Spross der Gewöhnlichen Jungfernrebe. Ungefärbtes Präparat, Aufnahme von Jörg Weiß.
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Dezember 2011
Flügelschuppen eines Großen Fuchses (Nymphalis polychloros) im Auflicht. Aufnahme Frank Fox.
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'Dazu muss ich sagen, dass es mir nicht um irgendeine Form wissenschaftlicher Fotografie ging. Ich habe wilde Gemische hergestellt und dann nachgesehen, wie das Produkt aus sah. ... Genieß' das Spiel der Farben und Formen.' Aufnahme von Herne.
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Oktober 2011
Glockentierchen (Vorticellidae) im differenziellen Interferenzkontrast. Aufnahme von Frank Fox.
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Die Radiolarie Hexacontium papillosum aus einem Präparat von Albert Elger. Aufnahme von Päule Heck.
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Querschnitt durch den Spross des Gartenbambus (Fargesia murieliae). Vergrößerung 100x, Färbung W3Asim II. Aufnahme Jörg Weiß mit Leica C-Plan 10x an Leica DME. Kamera Canon PS A520.
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Micrasterias rotata aus einer Wasserprobe von der Wuppertalsperre. Aufnahme Holger Adelmann mit der Moticam 2300 am Leitz Orthoplan mit 40er Plan Fluotar und DIC.
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Angeschliffene Foraminifere aus einem Hydrobienkalk des Untermiozän. Fundort Dexheim bei Mainz. Präparation Fa. Krantz, Aufnahme Prof. Holger Adelmann.
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Juni 2011
Bild 2
Kopf mit Mundwerkzeugen und vorderes Körperdrittel einer nicht näher bestimmten Zuckmückenlarve (Chironomus sp.). Präparation und Aufnahme von Frank Fox.
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Mai 2011
Querschnitt vom Rollblatt des Strandhafers (Ammophila arenaria), Schnittdicke ca. 50 µm, Färbung Wacker W3A. Stitch aus 240 Einzelaufnahmen mit Zeiss Standard WL, Plan Apo 25x/0.65, Kamera Canon EOS 5D MK II mit Vollformat-Chip. Stitching mit Canon Photostitch.
Präparat von Jörg Weiß, Aufnahme von Joachim Schwanbeck.
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April 2011
Eidechsenschwanz (Houttuynia cordata), Abdruck von der Blattunterseite, erstellt mit UHU Hart. Hellfeld.
Vergrößerung 200x, Länge des Bildausschnitts im Objekt ca. 0,5 mm. Aufnahme und Präparation von Jörg Weiß.
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März 2011
Auskristallisierte Mineralstoffe aus flüssigem Kunstdünger. Zeiss Jenamed mit Planapochromat 12,4x CF250, polarisiert mit Lambda-Platte, Einzelaufnahme mit Vollformat-Kamera Canon 5D Mark II.  Aufnahme und Präparation von Frank Fox.
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Februar 2011
Nadelquerschnitt der Schlangenhaut-Kiefer (Pinus heldreichii). Aufnahme und Präparation von Rolf-Dieter Müller, Stitch aus ca. 70 Einzelbilder. Schnittdicke 25 µm, Färbung Wacker W3A (Acridinrot, Acriflavin, Astrablau).
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Januar 2011
Achtung, großes Bild!
Eidechsenschwanz (Houttuynia cordata), Leitbündel. Aufnahme von Prof. Holger Adelmann, Präparat von Jörg Weiß.
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Dezember 2010
Metapelit, Dicke ca. 25 µm, Präparation durch Willi Tschudin, Aufnahme von Dr. Horst Wörmann.
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November 2010
Simocephalus vetulus (Anomopoda), der Plattkopf- Wasserfloh. Aufnahme von Päule Heck.
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