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Die ganze Quanten-Physik in einem Koffer – Öffentlicher Vortrag am 23.1.2023 um 18.00 Uhr

6. Januar 2023

Lassen sich Lichtteilchen ausradieren? Wie kommunizieren Quanten? Und was verbindet die Welt des Allerkleinsten mit einer toten Katze?

Solchen und ähnlichen Fragen geht es am Montag, den 23.1.2023 im Schloß-Gymnasium Benrath auf die Spur. Herrn Björn Habrich gelang in den vergangenen 10 Jahren eine ingenieurstechnische Meisterleistung. Er entwickelte einen Quantenkoffer und spezielle optische Bausteine, mit denen elementare Fragen und Probleme der Quantenphysik experimentell greifbar werden. Neben der Messung der Lichtgeschwindigkeit kann auch die Interaktion einzelner Photonen, also Lichtquanten, in verschiedensten Szenarien gemessen und gedeutet werden. Herr Habrich stellt in einem abwechslungsreichen und unterhaltsamen Vortrag verschiedene physikalische Phänomene der Quantenphysik und ebenso ihre philosophische Bedeutung für unser Verständnis des Universums und unserer Erde vor. Dies ist auch für interessierte Laien hochinteressant und ein packendes Erlebnis.

Daher möchte das Schloß-Gymnasium Benrath ausdrücklich alle interessierten Bürgerinnen und Bürger aus Benrath und Umgebung ganz
herzlich zu diesem öffentlichen Vortrag am 23.1 um 18:00 Uhr einladen. Der Veranstaltungsort ist im Foyer des Schloß-Gymnasiums ausgeschildert.

Sollten Sie vorab Fragen zum Programm haben, können sie sich gerne an Herrn Metelmann (max.metelmann@schule.duesseldorf.de) vom Fachbereich Physik wenden.”

Schüler des Schloß-Gymnasiums an der Talentschule Uni Twente

23. Dezember 2022

Die Welt der Quanten ist faszinierend und undurchschaubar zugleich. Für viele von uns bleibt sie für immer verborgen. Die Quantentheorie beschreibt den Aufbau von Atomen und die physikalisch ablaufenden Vorgänge in bemerkenswerter Genauigkeit. Sie ist eine der komplexesten und herausfordernsten Theorien, welche der Geist der Menschheit bis heute hervorgebracht hat. Prof. F. Schuller von der Universität Twente in Enschede veranstaltete zusammen mit seinem Team eine viertägige Talentschule zum Thema: “Mathematical anatomy of quantum theory.”

Die grundlegenden mathematischen Strukturen der Quantentheory wurden in diesem Kurs eingeführt und vertieft. An diesem sehr anspruchsvollen Programm nahmen 30 Schülerinnen und Schüler von 3 Schulen in Deutschland teil.

Von unserer Schule reisten (von li. nach re.) Elian, Atila, Theo, Dino, Max, Mario, Lucie, Clara, Miriam und Annalina (o.B.) nach Enschede und stellten sich diesem herausforderndem Programm. Prof. Schuller attestierte allen unseren Schülerinnen und Schüler eine herausragende Leistung und gratuliert ihnen zur erfolgreichen Teilnahme. Wir schließen uns diesen Glückwünschen ausdrücklich an und freuen uns sehr, dass unsere angehenden Abiturientinnen und Abiturienten diese Möglichkeit mit so großem Engagement wahrgenommen haben.

 

Die MINT-Tage am Schloß-Gymnasium

7. Dezember 2022

Vom 02.11. – 04.11. fanden am Schloß-Gymnasium Benrath die MINT-Tage statt, welche dafür gedacht sind, dass die 8. und 9. Klassen spielerisch Wissen zu den Bereichen Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik erlangen können. Dafür steht die Abkürzung MINT. Die Schüler konnten dabei zwischen den folgenden acht Workshops wählen:

  1. Erneuerbare Energien
  2. Medienprojekt
  3. Social Media
  4. Augmented Realitiy
  5. Python
  6. Robolab/Lego
  7. 3D-Kunstroboter
  8. Soundwalk

Laut einigen Schülern waren diese Projekte sehr interessant und lehrreich gestaltet. An den Projekten waren so gut wie keine Lehrer beteiligt, da die Dozenten von Universitäten und anderen Einrichtungen an unsere Schule kamen. Frau Marquardt, die mit den Fächern Chemie und Biologie am Schloß-Gymnasium für die MINT-Tage verantwortlich ist, berichtet, dass es diese schon seit dem Jahr 2018 gibt und sie somit schon zum 5. Mal stattfinden. „Die MINT-Tage dienen unter anderem der Berufsorientierung und die Schüler:innen sollen Wissen in den naturwissenschaftlich-mathematischen Bereichen erlangen und in Themen hineinschnuppern, die im Unterricht nicht im Fokus stehen“, erklärt Frau Marquardt.

Das Projekt Erneuerbare Energien „regte zum Denken an und wir haben viel zum Thema Umwelt gelernt und wie man Energie am besten produzieren und sparen kann“, berichtet Marlene.
Außerdem fanden die Schüler:innen heraus, dass man mit dem jetzigen Lebensstandard der Menschen in der Zukunft 3 ½ Welten benötigt. Zudem spielten alle ein digitales Escape Room Spiel rund um das Thema Umweltschutz. Am ersten Tag wurde außerdem ein Windrad aus Lego gebaut. Anschließend gab es ein Quiz. Am letzten Tag wurde hier ein Experiment mit Glühlämpchen durchgeführt. Sumru berichtet, dass es sehr interessant war, zu sehen, wie man nachhaltig Energie produzieren kann.

Das zweite Projekt, was zur Auswahl stand, war das sogenannte Medienprojekt. Hier beschäftigten sich die Schüler:innen mit der Erstellung von Filmen und Trailern sowie mit der Durchführung von Interviews. Am ersten Tag wurden schon vorhandene Trailer bearbeitet und schon teilweise eigene erstellt. Darauf folgte eine individuelle Arbeitsphase, in welcher einige weitere Trailer bearbeiteten und andere begonnene Interviews zu Ende führten, welche schließlich zusammengeschnitten wurden. Nach Moritz, Liams und Theos Meinung war das Projekt „lustig“.

Projekt Nummer drei hieß Social Media. Die Fragen, die hier geklärt wurden, waren: Wie baue ich mir eine Reichweite auf? Wie funktioniert ein Algorithmus? Diese Fragen wurden von den Dozenten geklärt. Emilia erklärte, dass man außerdem etwas über Apps gelernt hat. Danach wurden in Gruppen 90sekündige Clips zu selbst gewählten Themen erstellt. Es hieß Skript schreiben, drehen, schneiden und Thumbnail erstellen. Die Endergebnisse wurden am dritten und somit letzten Tag präsentiert. Emilia sagte, dass es sehr viel Spaß gemacht hat.

Augmented Reality – hier erstellten alle mit der Software CoSpacesEdu einfache virtuelle Objekte und Landschaften, welche über einen Display sichtbar gemacht wurden. Virtuelle Objekte waren z.B. Häuser, Straßen und Bäume.

Das 5. Projekt wurde unter dem Namen Python angeboten. Das Programmieren stand in diesem Projekt im Zentrum. Obwohl das Erlernen des Programmierens sehr schwierig ist, meisterten es die Schüler mit Bravour. Es wurden verschiedene Tools programmiert. Ein Teilnehmer erstellte einen Selbsthilfe-Chat, in welchem man Fragen stellen kann und darauf passende weitere Fragen und Reaktionen bekommt.

Zur Auswahl stand auch der Workshop Robolab. Materialien, die hier zur Verfügung standen, waren ein IPad und Legoteile mit einer entsprechenden Bauanleitung zum Thema Legoroboter. Auf sogenannten Chips wurden dann Verhaltensweisen programmiert, wodurch der Roboter beispielsweise die Hüfte schwingen konnte. Mit Sensoren wurden diese Roboter ebenfalls ausgestattet. „Es gab Licht-, Schall-, Tast- und Drehsensoren“, sagt eine Schülerin.

Kunstroboter war das vorletzte Projekt, in welchem als finales Produkt einen Roboter aus dem 3D-Drucker erstellt wurde. Am ersten Tag wurden die Schüler mit dem Programm 123D-Design bekannt gemacht. Zu Beginn wurden kleine einfache Projekte, wie z.B. Chips für den Einkaufswagen mit den eigenen Initialen und Schlüsselanhänger, durchgeführt. Im Anschluss ging es an das eigentliche Projekt. Alle Teilnehmer fanden sich in Gruppen zusammen, da jede Gruppe ein eigenes Körperteil für den zu druckenden Roboter zu erstellen hatte. Über Nacht wurden diese gedruckt und für den Tag der offenen Tür zusammengesetzt.

Musikalisch wurde es dann in dem Projekt Soundwalk. Hier wurden Sounds erstellt, welche in sogenannten Bubbles platziert wurden. Diese Sounds wurden in der App Echoes erstellt. Eine Schülerin teilte mit, dass das Projekt sehr „spaßig“ war. Auch das Programm Sonic Pi wurde zum Erstellen genutzt. Im Wald wurden außerdem Geräusche aufgenommen und anschließend in diesen Bubbles platziert, welche man an bestimmten Orten anhören konnte.

Am Ende der MINT-Tage gab es nur strahlende Gesichter. Vielleicht hast auch du mal die Möglichkeit an den MINT-Tagen teilzunehmen.

Autorinnen-Team: Liv Hecker, Marlene Richter & Emira Suljik

Waldexkursion im Schlosspark

14. Oktober 2022

Der Wald am Schloss Benrath bietet für den Biologie-Unterricht eine gute Möglichkeit – nicht weit entfernt und sogar ein Naturschutzgebiet.

Die Schüler*innen der Klassen 8b und 8c begaben sich am Freitag, den 2. September mit Frau Marquardt und Herrn Lodemann in das Waldgebiet, um das Thema ,,Wald” live erleben zu können. Die beiden Klassen teilten sich bei der Ankunft auf und fanden sich in ihrer Lerngruppe mit den zuvor gebildeten Gruppen zusammen.

Die Umgebung bat eine tolle Möglichkeit für eine Wald-Rallye. Frau Marquardt hatte Aufgaben mit der App ,,Bipacours’’ erstellt, in denen es darum ging Pflanzenarten zu bestimmen und ihre Besonderheiten zu nennen. Nach diesem Prinzip wurden die verschiedensten Pflanzen gesucht. Die Schüler*innen fanden Eicheln, Bucheckern oder auch verschiedene Sträucher – der Holunder war jedoch durch den extremen Sommer bereits vertrocknet.

Außerdem kam das Luxumeter zum Messen der Lichtintensität zum Einsatz, die Höhe der Bäume wurde durch die Methode des Försterdreiecks bestimmt und das Alter der Bäume mithilfe von Jahresringen ermittelt. Nebenbei entdeckten die Schüler auch verschiedene Insekten und sogar mehrere Grasfrösche. Die Schüler verfolgten diese mit voller Begeisterung.

Durch jede gelöste Aufgabe konnten die beiden Klassen in ihren Gruppen Punkte sammeln. Nach ungefähr 90 min Rallye waren die Aufgaben geschafft. Abschließend wurden die erworbenen Lerninhalte zum Thema Wald wiederholt und die Eicheln, welche die Schüler*innen davor gesammelt hatten, zu einem Wurfspiel umgewandelt.

Emira Suljik , 8b

Das Team von Physik mit c besuchte für das diesjährige Sommerspecial das deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt in Köln.

8. August 2022

Die Rheinische Post berichtete mit einem schönen Artikel über den Videodreh.

Schüler drehen Physik-Videos für Youtube

Den Kanal des Schloß-Gymnasiums gibt es seit Beginn der Corona-Pandemie. Rund 200 bis 300 Schüler rufen die Videos bundesweit pro Tag auf.

Von Jörg Janssen

Benrath Physik kann spannend und unterhaltsam sein, selbst für Schüler, die dem Fach eher gleichgültig oder skeptisch gegenüber stehen. Wie das geht, zeigt der Youtube-Kanal „Physik mit c“ des Benrather Schloß-Gymnasiums. Das kleine c steht hier für Lichtgeschwindigkeit. Und so möchte Lehrer Max Metelmann auch die Schüler erreichen: schnell und direkt und gerne auch jenseits der Düsseldorfer Stadtgrenzen. Seit Beginn der Corona-Pandemie im März 2020 laden Metelmann und seine Schüler Filme von Experimenten aus dem Physik-Oberstufenbereich auf dem Videoportal hoch. Gerade während des Distanzunterrichts konnten die Lehrvideos gut als Alternative genutzt werden.

Doch inzwischen funktioniert der Kanal auch unabhängig von Corona. Denn Lehrer können ihren Unterricht um die Videos herum bauen und die Kinder können sie zu Hause nutzen, um den Lernstoff zu wiederholen oder Refererate vorzubereiten. „Die Filme, die oft bis zu 15 Minuten lang sind, bietet eine Fülle an Möglichkeiten, Lernlücken zu schließen, Lernrückstände abzubauen, Grundlagen zu wiederholen und bestimmte Themen zu vertiefen“, sagt Metelmann. Inzwischen gibt es rund 1700 Abonnenten, täglich rufen zwischen 200 und 300 Schüler bundesweit die Beiträge aus Benrath auf. Ein bisschen stolz ist der 36-Jährige darauf, denn schließlich sei das Schloß-Gymnasium eine ganz normale städtische Schule, die nicht über die Mittel privater Internate verfüge.

Zu den Höhepunkten gehört für das Team von „Physik mit c“ das Sommer-Special. Nach einem Flughafen-Dreh am Düsseldorfer Airport stand in diesem Jahr kurz vor den Ferien ein Besuch des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Köln auf der Agenda. „Fünf Mitarbeiter haben sich vier Stunden Zeit genommen, das war außergewöhnlich“, sagt Metelmann.

Dort, wo Astronauten für ihre Missionen untersucht werden und Forschung im Auftrag der NASA und der ESA stattfindet, konnten die Düsseldorfer an der Humanzen­trifuge experimentieren und ein weiteres Erklärvideo drehen. In dem aktuellen Beitrag geht es um die Auswirkung der Fliehkraft auf Körper in drehenden Systemen. So wurde beispielsweise untersucht, wie sich ein Wasserbecher bei hohen Fliehkräften verhält. „Entweder bleibt der Becher gerade und die Wasseroberfläche ähnelt einer schrägen Rampe oder es ist umgekehrt. Und das hängt davon ab, ob der Tisch, auf dem der Becher steht, schwenkbar ist oder nicht“, erläutert Metelmann.

Die Kreativität des You-Tube-Kanals hat sich herumgesprochen. Mittlerweile unterstützen zahlreiche Sponsoren die Benrather, darunter etwa Bauhaus in Reisholz, die Rütgers- und die Helmholtz-Stiftung sowie Henkel. „Wir bleiben am Ball und haben schon viele neue Ideen“, verspricht Metelmann.

 

Universal Message – Nachricht an die Außerirdischen am 21.5.2022

19. Mai 2022

Am Samstagabend, den 21.5.2022 überfliegt die ISS den Düsseldorfer Süden und eine Künstlerin wird gleichzeitig von Monheim aus mit riesigen Laser-Beamern ein Dreieck als Nachricht an die Außerirdischen strahlen. Das werden wir von der Benzenberg-Sternwarte auf dem Schulgelände aus zu beaobchten versuchen.
Wer es live sehen möchte: In Monheim am Rheinufer vor der Altstadt oder live bei Youtube einschließlich der Video-Schalten in die Sternwarte zu Frau Scheffler und Herrn Heise.
Vorher eine hochkarätige Diskusision in Monheim über Leben im Weltall, Exoplanten, Besiedlung des Mars.

Die Laser-Installation steht im Zeichen der Zusammenarbeit zwischen Kunst und Wissenschaft.
Die spektakuläre Kunstaktion der Berliner Künstlerin findet während des Überflugs der Internationalen Weltraumstation ISS über Monheim statt. Neun Sky-Laser-Beamer strahlen am Abend das “Universale Dreieck” ins All. Dabei können die Astronauten der ISS auf Monheim und Düsseldorf schauen, die automatischen Kameras der ISS werden die Lichtbotschaft aufnehmen.

In der Kunstwerkstatt Monheim: Podiumsdiskussion und anschließend im Rheinbogen vor der Monheimer Altstadt das Laser-Event.

Von D-Benrath aus (Benzenberg-Sternwarte am Schloß-Gymnasium Benrath) Beobachtung des Laserevents mit Teleskop, die Volkssternwarte Köln versucht die ISS zu erfassen.

Wie kann man teilnehmen?

  • Live und persönlich in der Kunstwerkstatt und im Umfeld des Monheimer Rheinbogens. Der Eintritt ist kostenfrei.
  • Oder live per Internet über den YouTube-Live-Stream, in dem das gesamte Event übertragen werden wird.
  • Auch die Aufnahmen der Bordkameras der ISS kann jeder dauerhaft live im Internet verfolgen.

 

Programm und Diskussionsteilnehmer:

20:00 – Kunstwerkstatt, Turmstr. 2, 40789 Monheim
Weltraumforscher diskutieren über die Suche nach Außerirdischen, lichtschnellen Datentransport im Weltraum via Laser und über Stationen auf dem Mond und dem Mars, die den Menschen dort das Leben ermöglichen.

Moderator Horst Kläuser (WDR) mit den Gästen:

Dr. Daniel Angerhausen, Astrophysiker und -biologe – sucht nach erdähnlichen Exoplaneten und dem Leben außerhalb der Erde
Dr. Manfred Leipold,  Dipl.Ing. Luft- u. Raumfahrttechnik – arbeitet bei Mynaric und erforscht die ultraschnelle Laser-Übertragung von Informationen im All
Prof. Dr. Marc Avila, – leitet das ZARM in Bremen und arbeitet an einem Projekt, das Leben auf dem Mond und dem Mars ermöglichen wird

23:15 – Rheinbogen Monheim
Laser-Licht-Installation „Monheim Universal Message”. Neun lichtstarke Sky-Laser-Beamer strahlen während des Überflugs der ISS das weithin sichtbare Dreieck-Zeichen in den Weltraum.

Live-Stream auf Youtube: Die Podiumsdiskussion und die Lichtaktion sollen live im Internet auf Youtube gestreamt werden. Es gibt Kameras auch auf der anderen Rheinseite.

https://www.youtube.com/channel/UCFuSX8nNv13tIIFJZUj39AQ

23:22:02 MESZ Beginn des Überflugs der ISS über Monheim, Dauer 6min01

 ab 21:00 – Benzenberg-Sternwarte am Schloß-Gymnasium in D-Benrath


Mit Teleskop und Astrokamera will die Sternwarte mit Claudia Scheffler das Laserdreieck im Himmel über Monheim in den Blick nehmen. Das Bild soll live bei dem Stream zugeschaltet werden. Vorher soll es von der Podiumsdiskussion aus eine Video-Schalte nach Benrath zu einer kurzen Vorstellung der Schulsternwarte durch Manfred Heise geben.

Außerirdische?

Kann man sich denn damit ernsthaft befassen? Die Science-Fiction-Autoren  gehen von Anfang an von deren Existenz aus (Jules Verne, H.G. Wells, Hoyle). Im ersten Film überhaupt über den Weltraum 1902 treffen die Forscher auf dem Mond auf Wesen (die sie dann sogleich erschlagen). Die reiche Welt der Phantasie neuerer Science-Fiction-Filme ist allen bekannt.

Kann es denn bewohnbare Planeten geben? In den siebziger Jahren vermutete man das aufgrund der gigantischen Zahl an „Sonnen“ nur statistisch, man hätte es auch als Arroganz angesehen, dass es nur einmal im Universum Lebewesen – in welcher Gestalt auch immer – geben solle. Inzwischen sind 5000 Exoplaneten (außerhalb des Sonnensystems) bekannt und die Astrophysikerinnen und Astrochemiker untersuchen sogar Temperatur und die chemische Zusammensetzung ihrer Atmosphäre.

Zahlreiche mit Steuergeldern finanzierte Radio-Teleskope horchen seit 1960 (SETI) in den Weltraum nach Signalen, die auf fremde Intelligenzen schließen lassen. Als man Signale auffing, die mit keiner natürlichen Quelle in Einklang zu bringen waren, nannte Radioastronomen Jocelyn Bell sie „LGM1“: Little Green Man! Das war dann aber doch der erste Radiopulsar.[Den Nobelpreis bekam dann nicht sie, sondern ihr Doktorvater.]

Und seit 1972 (Pioneer) gibt man Raumsonden Plaketten mit Piktogrammen oder Musik mit, die gegenüber anderen Intelligenzen als Visitenkarte dienen sollen – „Botschaft an die Außerirdischen“.

Für die Besiedlung von Mond und Mars gibt es auch lange schon konkrete Vorbereitungen. So ließ die NASA die deutsche Astrophysikerin Dr. Christiane Heinick mit Team ein Jahr auf Hawaii die Bedingungen einer Marsstation testen.

Manfred Heise