Eck, Haider, Pichler - Stsnet.at
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<strong>Eck</strong>, <strong>Haider</strong>, <strong>Pichler</strong><br />
N<strong>at</strong>urwissenschaft<br />
in der<br />
Grundschule
2<br />
Sicherheit beim Experimentieren<br />
Schutzbrille tragen!<br />
Während des Experimentierens nicht essen und<br />
trinken!<br />
Längere Haare<br />
zusammenbinden!<br />
Versuche mit Feuer nur unter Aufsicht von<br />
Erwachsenen durchführen!<br />
Keine Kleidung mit weiten Ärmeln tragen!<br />
Medieninhaber und Herausgeber:<br />
Kirchliche Pädagogische Hochschule Graz, Dr. Siegfried Barones<br />
Institut für Forschung, Evalu<strong>at</strong>ion und Intern<strong>at</strong>ionalität, Dr. Hubert Schaupp<br />
Standort "augustinum" (Studienjahr 2009/10):<br />
A 8010 Graz, Lange Gasse 2 / <strong>Eck</strong>e Grabenstraße<br />
Projekt: N<strong>at</strong>urwissenschaft in der Grundschule, Projektleitung: Univ. Doz. Mag. Dr. Herbert Schwetz<br />
Arbeits- und Redaktionsgruppe: Hans <strong>Eck</strong>, Rosina <strong>Haider</strong>, Mag. Wilhelm <strong>Pichler</strong><br />
Grafik: Christian Tauser<br />
Layout: Wolfgang <strong>Pichler</strong><br />
Erscheinungsort/Jahr: Graz, 2009
Autorenverzeichnis<br />
Hans <strong>Eck</strong><br />
NMS Voitsberg<br />
www.nawi-netz-voitsberg.stsnet.<strong>at</strong><br />
Rosina <strong>Haider</strong><br />
Hauptschule Anger bei Weiz<br />
rosina.haider@schule.<strong>at</strong><br />
Wilhelm <strong>Pichler</strong><br />
Abteigymnasium Seckau, Technische Universität Graz<br />
www.wilhelmpichler.<strong>at</strong><br />
Illustr<strong>at</strong>ionen: Christian Tauser, Anger<br />
Wissenschaftliche Unterstützung:<br />
Univ. Prof. Dr. Gisela Lück, Bielefeld<br />
Univ. Prof. Dr. Leopold M<strong>at</strong>helitsch, Graz<br />
Mit Unterstützung von<br />
Haftungsausschluss<br />
Pädagogische Hochschule<br />
Steiermark<br />
Die Autoren dieser Unterrichtsunterlage „Forscherhefte“ übernehmen keine Haftung<br />
für direkte oder indirekte Schäden, die durch exakten oder fehlerhaften Nachbau,<br />
exakte oder fehlerhafte Ausführung oder sonstige Veränderung von Experimenten,<br />
die in diesen Forscherheften beschrieben sind, entstehen.<br />
3
4<br />
Inhaltsverzeichnis<br />
Licht ................................................................................................................................. 5<br />
Das R<strong>at</strong>haus der Schildbürger ................................................................................................... 6<br />
Lichtstrahlen sichtbar machen ................................................................................................... 8<br />
Um die <strong>Eck</strong>e schauen? ............................................................................................................ 11<br />
Der Spiegel ............................................................................................................................... 14<br />
Welche Farbe h<strong>at</strong> das Licht? .................................................................................................... 16<br />
Luft ................................................................................................................................ 17<br />
Die Geschichte vom fliegenden Robert ................................................................................... 18<br />
Luft h<strong>at</strong> Kraft ............................................................................................................................. 19<br />
Luft treibt an ............................................................................................................................. 20<br />
Ist der Becher leer? .................................................................................................................. 21<br />
Smarty und Smarta beim Angeln ............................................................................................. 23<br />
Wie kann man Luft in ein Glas füllen? – Blubberblasen .......................................................... 24<br />
Kannst du nun einen Becher Luft in einen anderen umfüllen? ................................................ 25<br />
Auch Kerzen holen Luft ............................................................................................................ 26<br />
Welches Gas entsteht bei der brennenden Kerze? ................................................................. 27<br />
Ausge<strong>at</strong>mete Luft macht Kalkwasser trüb ............................................................................... 28<br />
Ein Gas, das Feuer löscht ........................................................................................................ 29<br />
Wasser .......................................................................................................................... 31<br />
Der Schneemann Franz ........................................................................................................... 32<br />
„Franz“ verändert sich! ............................................................................................................ 33<br />
„Franz“ geht in die Luft ............................................................................................................. 34<br />
Die Geschichte, wie das Salz ins Meer kam ... ........................................................................ 35<br />
Salzwasser selbst gemacht! .................................................................................................... 37<br />
Salzgewinnung aus Salzwasser ............................................................................................... 39<br />
Die Reise eines Tintentropfens ................................................................................................. 41<br />
Öl und Wasser - zwei ganz verschiedene Flüssigkeiten .......................................................... 42<br />
Magnete ........................................................................................................................ 43<br />
Die Geschichte vom Magnetberg ............................................................................................ 44<br />
Freunde – Nicht-Freunde ......................................................................................................... 46<br />
Der verlorene Schlüssel ........................................................................................................... 47<br />
Sch<strong>at</strong>zsuche ............................................................................................................................. 48<br />
Schwebender Drache ............................................................................................................... 49<br />
Das magnetische Pendel ......................................................................................................... 50<br />
Der chinesische Kompass ........................................................................................................ 52<br />
Elektrischer Strom ........................................................................................................ 53<br />
Der Stromkreis .......................................................................................................................... 54<br />
Wo ist das Licht der Leuchtwanzen? ....................................................................................... 56<br />
Die Leuchtwanze ...................................................................................................................... 57<br />
Stecknadel und Nähnadel ........................................................................................................ 59<br />
Die magnetische Schraube ...................................................................................................... 60<br />
Der Kn<strong>at</strong>terton .......................................................................................................................... 62
Forscherheft<br />
Licht<br />
5
Das R<strong>at</strong>haus der Schildbürger<br />
Die Schildbürger wollten ein neues R<strong>at</strong>haus bauen, weil das<br />
alte R<strong>at</strong>haus baufällig war. Sie schafften das Bauholz, die<br />
Steine, den Sand und Kalk herbei und machten sich mit<br />
großem Eifer an die Arbeit. Sie wollten ein besonderes R<strong>at</strong>haus<br />
haben. Es sollte ein dreieckiges Haus werden. In ein paar<br />
Tagen waren die drei Hauptmauern fertig. Darauf bauten die<br />
Schildbürger das Dach und deckten es mit Dachziegeln. Ein<br />
großes, schweres Tor diente als Eingang.<br />
Endlich war das R<strong>at</strong>haus<br />
fertig. Nun wollten die<br />
Schildbürger ihr neues<br />
R<strong>at</strong>haus mit dem<br />
Bürgermeister und den<br />
R<strong>at</strong>sherren einweihen. Sie<br />
tr<strong>at</strong>en ein. Doch was war<br />
das? Drinnen war es so<br />
dunkel, dass sie einander<br />
nicht sehen konnten. Sie<br />
waren sehr erstaunt und<br />
überlegten, warum es im<br />
R<strong>at</strong>haus so dunkel war.<br />
Sie gingen nach draußen.<br />
Alle drei Mauern waren<br />
fest und gerade, das Dach war gut gedeckt und überall<br />
draußen war es hell. Wieder gingen die Schildbürger in das<br />
R<strong>at</strong>haus hinein, aber drinnen war es dunkel wie zuvor. Sie<br />
überlegten und überlegten, aber sie erkannten nicht, was sie<br />
falsch gemacht h<strong>at</strong>ten. Schließlich brachte ein Schildbürger<br />
eine brennende Kerze.<br />
Nun konnten sich alle sehen. Sie ber<strong>at</strong>schlagten, was sie<br />
machen sollten. Die meisten Schildbürger wollten das R<strong>at</strong>haus<br />
abreißen und ein neues bauen.<br />
Aber ein R<strong>at</strong>sherr machte einen anderen Vorschlag: „Wir<br />
wollen das Licht in Säcken, Kisten und Schachteln in unser<br />
6
R<strong>at</strong>haus hineintragen. Helft alle fleißig mit, holt Säcke, Kisten<br />
und Schachteln, packt das Sonnenlicht ein und tragt das Licht<br />
ins R<strong>at</strong>haus!“<br />
Das gefiel den Schildbürgern gut. Alle eilten nach Hause, um<br />
Säcke oder andere Gefäße zu holen. Zur Mittagszeit, als die<br />
Sonne am stärksten schien, waren alle wieder da. Nun<br />
schaufelte der eine das Licht in eine Kiste, ein anderer fasste<br />
es mit einer Heugabel in einen Korb und wieder andere<br />
stopften es in Schachteln und machten den Deckel zu. Jeder<br />
sammelte den ganzen Tag lang Licht und schüttete es im<br />
R<strong>at</strong>haus aus.<br />
Aber es wurde und wurde nicht hell im Haus. Es blieb dunkel<br />
wie schon zuvor.<br />
Weißt du, was die Schildbürger falsch gemacht haben? Was<br />
haben sie nicht bedacht?<br />
Verändert nach: Quelle: http://www.sos-halberstadt.bildunglsa.de/schwaenke/pdf/DieSchildbuergerbaueneinR<strong>at</strong>haus.pdf<br />
(4.5.2008)<br />
7
Lichtstrahlen sichtbar machen<br />
Probiere es selbst!<br />
Du brauchst:<br />
1 Schuhschachtel, 1 Schere<br />
So kannst du es machen:<br />
• Bohre mit der Schere vorsichtig ein<br />
Loch in eine der Seitenwände der<br />
Schuhschachtel.<br />
• Gib den Deckel drauf und schau<br />
durch das Loch.<br />
8<br />
Was vermutest du, wird passieren?<br />
Ich sehe nichts, weil es in der Schachtel dunkel<br />
(finster) ist. Es ist kein Licht in der Schachtel.<br />
Zeichne oder schreibe auf, was du beobachtet<br />
hast!<br />
Es ist kein Licht zu sehen; Im Inneren der<br />
Schachtel ist es dunkel; Im Inneren ist es<br />
schwarz.
Probiere es noch einmal!<br />
Du brauchst alle Gegenstände vom vorigen Versuch und eine<br />
Taschenlampe.<br />
So kannst du es machen:<br />
Bohre mit der Schere vorsichtig ein zweites Loch in eine der (schmalen)<br />
Vorderwände und leuchte mit der Taschenlampe in dieses Loch.<br />
Schau wieder durch das Loch in der Seitenwand.<br />
Was vermutest du, wird passieren?<br />
In der Schachtel wird es hell werden.<br />
Zeichne oder schreibe auf, was du beobachtet<br />
hast!<br />
Ich sehe die Innenwände der Schachtel; Ich<br />
beobachte das Licht der Taschenlampe; Das<br />
Licht macht die Wände sichtbar.<br />
Wie kannst du dir dieses Ergebnis erklären?<br />
Wir sehen einen Gegenstand nur, wenn er von<br />
einer Lichtquelle angestrahlt wird und wir<br />
diesen Gegenstand anschauen.<br />
9
Probiere ein weiteres Mal!<br />
Du brauchst alle Gegenstände vom vorigen Versuch und zusätzlich ein<br />
Pulver, das du von deiner Lehrerin oder deinem Lehrer bekommst.<br />
(Bärlappsporen)<br />
So kannst du es machen:<br />
Gib in die Schachtel das Pulver, gib den Deckel drauf und schüttle<br />
kräftig.<br />
Nun leuchte wieder mit der Taschenlampe in dieses Loch und schau<br />
noch einmal durch das Loch in der Seitenwand.<br />
10<br />
Was vermutest du, wird passieren?<br />
Man sieht das Pulver; es wird staubig.<br />
Zeichne oder schreibe auf, was du beobachtet<br />
hast!<br />
Man sieht die Lichtstrahlen.<br />
Wie kannst du dir dieses Ergebnis erklären?<br />
Lichtstrahlen kann man nur sehen, wenn Licht<br />
auf Staubteilchen trifft, von diesen abgelenkt<br />
wird und in unsere Augen gelangt.
Um die <strong>Eck</strong>e schauen?<br />
Lydia h<strong>at</strong> es sich immer schon gedacht: Margit und Jakob<br />
stecken unter einer Decke. Wie sie immer miteinander tuscheln<br />
und kichern, es ist nicht mehr zum Aushalten. Lydia h<strong>at</strong><br />
beobachtet, wie Jakob und Margit im Supermarkt in der<br />
Bastelabteilung Holzstäbchen und Klebstoff gekauft haben und<br />
sich dabei mit Händen und Füßen irgendwelche Dinge erklärt<br />
haben.<br />
Niklas, ein guter Freund von Lydia, erzählt ihr, dass sich Jakob<br />
und Margit heute treffen wollen. Er muss es ja wissen, denn er<br />
ist der beste Freund von Jakob.<br />
Warum Margit auf einmal so<br />
eine Geheimniskrämerin<br />
geworden ist, versteht Lydia<br />
nicht ganz, ist sie doch immer<br />
ihre beste Freundin gewesen.<br />
Lydia beschließt an diesem<br />
Nachmittag Margit zu<br />
besuchen. Sie soll ihr endlich<br />
einmal erzählen, was sie mit<br />
Jakob im Supermarkt gekauft<br />
h<strong>at</strong>. Als Lydia zufällig um<br />
15:00 Uhr bei Margit vorbeikommt, beobachtet sie durch das<br />
Fenster, wie Margit und Jakob miteinander auf einem Tisch<br />
etwas zusammenbauen. Jetzt kann sie unmöglich anläuten,<br />
was wird sich Jakob denken, wenn sie<br />
einfach so hereinpl<strong>at</strong>zt? Wie gerne wäre<br />
Lydia jetzt eine kleine Fliege und würde die<br />
beiden durchs Fenster beobachten.<br />
Wie könnte Lydia herausfinden, was die<br />
beiden im Zimmer machen, ohne dabei<br />
gesehen zu werden?<br />
Kannst du ihr dabei helfen?<br />
11
Probiere es selbst!<br />
Du brauchst:<br />
1 quadr<strong>at</strong>ischen Getränkekarton,<br />
2 gleich große Taschenspiegel, Schere,<br />
Stift, Geodreieck<br />
So kannst du es machen:<br />
• Schneide die vier Schlitze (je zwei in<br />
zwei gegenüberliegende Seitenwände)<br />
für die Spiegel aus, wie in der<br />
Abbildung dargestellt.<br />
• Schiebe die Spiegel in diese Schlitze.<br />
• Schneide nun, wie auf der Abbildung gezeigt,<br />
die zwei Beobachtungsfenster aus.<br />
• Blicke in eines der Beobachtungsfenster.<br />
• Setze dich unter den Tisch und versuche die Gegenstände auf dem<br />
Tisch zu sehen.<br />
12
Was vermutest du, wird passieren?<br />
Ich kann Dinge sehen, die ich unter dem Tisch<br />
nicht sehen kann. Bilder werden durch die<br />
Schachtel unter den Tisch geleitet.<br />
Zeichne oder schreibe auf, was du beobachtet<br />
hast!<br />
Ich konnte Gegenstände auf dem Tisch sehen,<br />
obwohl ich unter dem Tisch war.<br />
Wie kannst du dir dieses Ergebnis erklären?<br />
Die Lichtstrahlen werden von den Spiegeln<br />
abgelenkt und gelangen in das Auge des<br />
Beobachters. Es gilt hier das Reflexionsgesetz:<br />
Einfallswinkel ist gleich groß, wie<br />
Reflexionswinkel. Hier (45° Winkel) wird der<br />
Lichtstrahl zweimal um 90° umgelenkt und<br />
dabei um den Abstand der zwei Spiegel parallel<br />
versetzt.<br />
Quelle: Grafik: http://www.grundschule-sommerkahl.homepage.tonline.de/werkangebote/periskop/funktion_periskop.htm<br />
13
Der Spiegel<br />
XY234, ein kleines Wesen, wohnt irgendwo in der Milchstraße.<br />
An einem Dienstag h<strong>at</strong>te es sein Flugobjekt falsch<br />
programmiert und plötzlich sah es einen seltsamen blauen<br />
Planeten vor sich, der sich rasant näherte.<br />
Ihm wurde schwindlig und als es wieder bei<br />
Sinnen war, schaute es in warmes, grelles<br />
Sonnenlicht. „Was war<br />
das? Wo war ich?“ Sein<br />
Blick wanderte über<br />
saftiges Grün und am<br />
Horizont ragten sanft<br />
geformte Hügel aus dem<br />
Boden. Plötzlich rührte<br />
sich etwas, das auf zwei<br />
Beinen näher kam. Es war<br />
Hermine, die gerade von der<br />
Schule nach Hause ging<br />
und die Landung von XY234<br />
beobachtet h<strong>at</strong>te. „Komisch<br />
sieht das Wesen aus“, überlegte XY234 und Hermine dachte<br />
sich das Gleiche. Sie freundeten sich dennoch an und Hermine<br />
führte XY234 überall umher und zeigte ihm die schöne Erde,<br />
bis es dunkel wurde und alle Sternbilder erschienen.<br />
„Ich muss jetzt aber zurück nach Hause“, sagte YX234 und<br />
schenkte Hermine einen kleinen Spiegel. „Du kannst damit das<br />
Licht erforschen!“ Schon war XY234 wieder weg. Der blaue<br />
Planet wurde wieder kleiner und kleiner.<br />
Du findest im Forscherkoffer einen kleinen Spiegel, mit dem du<br />
auch das Licht erforschen kannst.<br />
14
Der Regenbogen<br />
Ein Regenbogen,<br />
komm und schau,<br />
rot und orange,<br />
gelb, grün und blau<br />
So herrliche Farben<br />
kann keiner bezahlen,<br />
sie über den halben<br />
Himmel zu malen<br />
Ihn malte die Sonne<br />
mit goldener Hand<br />
auf eine wandernde<br />
Regenwand<br />
(Von Josef Guggenmos)<br />
15
Welche Farbe h<strong>at</strong> das Licht?<br />
Probiere es selbst!<br />
Du brauchst:<br />
1 flache Plastikschale, 1 Spiegel,<br />
Plastilin, 1 weißes Bl<strong>at</strong>t Papier<br />
So kannst du es machen:<br />
Gib den Spiegel in die Plastikschale und befestige<br />
ihn mit Plastilin. Fülle die Schale drei Zentimeter hoch<br />
mit Wasser. Stelle die Wasserschale mit dem Spiegel<br />
so auf, dass das Sonnenlicht auf den Spiegel fällt.<br />
Halte das weiße Bl<strong>at</strong>t Papier vorne hin, wie in der<br />
Abbildung gezeigt.<br />
16<br />
Was vermutest du, wird passieren?<br />
Ich sehe Farben auf dem weißen Papier.<br />
Zeichne oder schreibe auf, was du beobachtet<br />
hast!<br />
Ich habe die Regenbogenfarben gesehen.<br />
Wie kannst du dir dieses Ergebnis erklären?<br />
Sonnenlicht setzt sich aus den Regenbogenfarben<br />
zusammen. Beim Übergang zwischen Luft-<br />
Wasser (Wasser-Luft) kommt es zu einer<br />
unterschiedlich starken Ablenkung (Brechung)<br />
des Sonnenlichtes in seine Farbanteile.
Forscherheft<br />
Luft<br />
17
Die Geschichte vom fliegenden Robert<br />
Wenn der Regen niederbraust,<br />
wenn der Sturm das Feld durchsaust,<br />
bleiben Mädchen oder Buben<br />
hübsch daheim in ihren Stuben. -<br />
R o b e r t aber denkt: Nein!<br />
Das muss draußen herrlich sein! -<br />
Und im Felde p<strong>at</strong>schet er<br />
mit dem Regenschirm umher.<br />
Hui wie pfeift der Sturm und keucht,<br />
dass der Baum sich niederbeugt!<br />
Seht! Den Schirm erfasst der Wind,<br />
und der Robert fliegt geschwind<br />
durch die Luft so hoch, so weit;<br />
Niemand hört ihn, wenn er schreit.<br />
An die Wolken stößt er schon,<br />
und der Hut fliegt auch davon.<br />
Schirm und Robert fliegen dort<br />
durch die Wolken immerfort.<br />
Und der Hut fliegt weit voran,<br />
stößt zuletzt am Himmel an.<br />
Wo der Wind sie hingetragen,<br />
ja, das weiß kein Mensch zu sagen.<br />
Quelle: http://www.struwwelpeter.com<br />
18
Luft h<strong>at</strong> Kraft<br />
Probiere es selbst!<br />
Du brauchst:<br />
1 Trinkhalm und einige leichte<br />
Gegenstände, wie W<strong>at</strong>tebällchen,<br />
Federn, kleine Blätter usw.<br />
So kannst du es machen:<br />
• Blase durch den Trinkhalm.<br />
• Blase die verschiedenen Gegenstände an.<br />
Was vermutest du, wird passieren?<br />
Die Gegenstände werden durch die Luft fliegen.<br />
Zeichne oder schreibe auf, was du beobachtet<br />
hast!<br />
Ich habe alles vom Tisch geblasen.<br />
Wie kannst du dir dieses Ergebnis erklären?<br />
Strömende Luft (=Windkraft) setzt Körper in<br />
Bewegung. Wirkt eine Kraft auf einen Körper,<br />
dann kann sie ihn in Bewegung versetzen,<br />
abbremsen oder ihn beschleunigen.<br />
19
Luft treibt an<br />
Probiere es selbst!<br />
Du brauchst:<br />
1 Windrad,<br />
1 Trinkhalmkreisel,<br />
1 Schnurrad<br />
So kannst du es<br />
machen:<br />
Versuche auf<br />
verschiedene Weise<br />
das Windrad, den<br />
Trinkhalmkreisel und das Schnurrad in Bewegung zu bringen.<br />
20<br />
Zeichne oder schreibe auf, was du beobachtet<br />
hast!<br />
Das Windrad dreht sich. Der vordere Teil des<br />
Trinkhalmkreisels dreht sich. Der Faden saust<br />
durch den schwarzen Trinkhalm.<br />
Wie kannst du dir dieses Ergebnis erklären?<br />
Viele kleine Luftteilchen treffen mit großer<br />
Geschwindigkeit auf das Windrad auf und<br />
stoßen es dabei an. Teilchen, die sich bewegen,<br />
haben einen Impuls (Kraftwirkung), der auf das<br />
Windrad (Faden) übertragen wird.
Ist der Becher leer?<br />
Probiere es selbst!<br />
Du brauchst:<br />
1 große durchsichtige<br />
Plastikschüssel mit Wasser,<br />
2 durchsichtige Plastikbecher,<br />
1 Papiertaschentuch<br />
So kannst du es machen:<br />
Fülle in einen der beiden Becher Wasser. Schau dir die beiden Becher<br />
genau an! In einem ist Wasser. Ist der andere Becher leer?<br />
Stecke in den Becher, in dem kein Wasser ist, ein Papiertaschentuch<br />
fest hinein, sodass es beim Umdrehen nicht herausrutscht.<br />
Tauche nun diesen Becher mit der Öffnung nach unten ganz gerade<br />
und tief in die mit Wasser gefüllte Schüssel ein.<br />
Was vermutest du, wird passieren?<br />
Das Taschentuch wird nass. Es blubbert. Der<br />
Becher geht unter.<br />
Zeichne oder schreibe auf, was du beobachtet<br />
hast!<br />
Das Wasser ist nicht in den Becher gelangt. Das<br />
Taschentuch wurde nicht nass.<br />
21
22<br />
Wie kannst du dir dieses Ergebnis erklären?<br />
Luft ist nicht „Nichts“, sondern besteht aus<br />
kleinen Teilchen. Daher braucht die Luft Pl<strong>at</strong>z.<br />
Was passiert, wenn du den Becher schräg in das<br />
Wasser tauchst?<br />
Hier kann die Luft entweichen und dadurch<br />
kann das Wasser eindringen.
Smarty und Smarta beim Angeln<br />
Die Freunde Smarty und Smarta machen einen Ausflug zum<br />
Angeln an einen See. Sie setzen sich jeweils in ein Boot<br />
(Schraubverschlüsse) und werfen ihre Angeln aus. Zuerst zieht<br />
Smarta mit ihrer Angel einen alten Schuh an die Oberfläche.<br />
Als nächstes zieht Smarty seine Angel ein und daran hängt ein<br />
alter Topf. Die beiden wundern sich sehr. „Kann es sein, dass<br />
da unten jemand wohnt?“, fragt Smarty. „Sollen wir<br />
nachsehen?“ Du musst wissen, dass Smarties eigentlich recht<br />
wasserscheu sind, und das nicht ohne Grund. Wenn sie<br />
nämlich nass werden, geht ihre Farbe ab und ihre äußere<br />
Schicht löst sich auf. (Probiere es aus) „Ich möchte nicht ins<br />
Wasser“, meint Smarta. „Ich eigentlich auch nicht“, erwidert<br />
Smarty. „Wie kommen wir auf den Grund des Sees, um<br />
nachzusehen, was da unten los ist, ohne dabei nass zu<br />
werden?“<br />
Vielleicht hast du eine Idee, wie die beiden Freunde auf den<br />
Grund des Sees tauchen können, ohne dabei ihre Farbe zu<br />
verlieren? Kannst du ihnen helfen? Probiere deinen Vorschlag<br />
aus und schreibe dann die Geschichte von den Erlebnissen<br />
der beiden Smarties zu Ende!<br />
23
Wie kann man Luft in ein Glas füllen? – Blubberblasen<br />
Probiere es selbst!<br />
Du brauchst:<br />
1 durchsichtige Plastikschüssel mit<br />
Wasser gefüllt,<br />
1 Trinkhalm mit Knick,<br />
1 Plastikbecher<br />
So kannst du es machen:<br />
Tauche einen Becher so unter<br />
Wasser, dass er sich mit Wasser füllt.<br />
Ziehe ihn dann mit der Öffnung nach<br />
unten gerade hoch, so, dass die Öffnung noch etwa 1 cm unter Wasser<br />
bleibt.<br />
Schiebe das kurze Ende des Trinkhalms in den Becher.<br />
Blase nun in das längere Ende des Trinkhalms Luft hinein.<br />
24<br />
Was vermutest du, wird passieren?<br />
Ich kann Luft in den Becher hinein blasen. Ich<br />
kann Luft nicht in den Becher hinein blasen. Im<br />
Wasser entstehen Luftblasen. Ich kann Luft<br />
sichtbar machen.<br />
Zeichne oder schreibe auf, was du beobachtet<br />
hast!<br />
Die Luft h<strong>at</strong> das Wasser aus dem Becher<br />
gedrängt. Luftblasen steigen nach oben in den<br />
Becher.<br />
Wie kannst du dir dieses Ergebnis erklären?<br />
Die Luft ist leichter als Wasser, steigt deshalb im<br />
Becher nach oben, sammelt sich dort, braucht<br />
immer mehr Pl<strong>at</strong>z und verdrängt so das Wasser<br />
nach und nach aus dem Becher.
Kannst du nun einen Becher Luft in einen anderen<br />
umfüllen?<br />
Tipp: Versuch den mit Luft gefüllten Becher unter den mit Wasser<br />
gefüllten zu bekommen und kippe danach den luftgefüllten Becher ein<br />
wenig!<br />
Folgende M<strong>at</strong>erialien kannst du verwenden:<br />
1 durchsichtige Plastikschüssel<br />
mit Wasser gefüllt<br />
2 Plastikbecher<br />
Beschreibe oder zeichne, wie du es<br />
machst!<br />
Hier gilt dasselbe Prinzip, wie beim<br />
vorigen Versuch!<br />
Tipps:<br />
Vorteilhaft ist hier die Verwendung<br />
kleinerer Becher.<br />
Ein Becher ist mit Wasser gefüllt und<br />
befindet sich umgestülpt mit seiner<br />
Öffnung unter dem Wasser. Achte darauf,<br />
dass der Luft gefüllte, umgestülpte Becher<br />
genau unter dem mit Wasser gefüllten<br />
Becher ist. Durch leichtes Schräghalten<br />
des mit Luft gefüllten Bechers gelangt die<br />
Luft in das mit Wasser gefüllte Glas.<br />
25
Auch Kerzen holen Luft<br />
Probiere es selbst!<br />
Besonderer Hinweis: Führe folgenden Versuch nur mit Hilfe von<br />
erwachsenen Personen durch!<br />
Du brauchst:<br />
2 Teelichter, 2 unterschiedlich große<br />
durchsichtige Plastikbecher,<br />
Streichhölzer<br />
So kannst du es machen:<br />
Zünde beide Kerzen an! Stülpe nun<br />
die Gläser über die Kerzen!<br />
26<br />
Was vermutest du, wird passieren?<br />
Die Kerzen erlöschen.<br />
Zeichne oder schreibe auf, was du beobachtet<br />
hast!<br />
Die Kerze im kleinen Becher erlischt als erstes.<br />
Wie kannst du dir dieses Ergebnis erklären?<br />
Die Kerzenflamme braucht für die Verbrennung<br />
Luft (genauso genommen den Sauerstoff der<br />
Luft). Wenn der Sauerstoff aufgebraucht wird<br />
(d.h. von 21% auf ca. 16% gesunken ist), erlischt<br />
die Kerze.
Welches Gas entsteht bei der brennenden Kerze?<br />
Probiere es selbst!<br />
Besonderer Hinweis: Führe folgenden Versuch nur mit Hilfe von<br />
erwachsenen Personen durch!<br />
Das brauchst du:<br />
1 leeres Marmeladenglas, 1 Teelicht,<br />
Kalkwasser (bekommst du von deiner Lehrerin<br />
oder deinem Lehrer)<br />
So kannst du es machen:<br />
Entzünde das Teelicht und lass es vorsichtig in<br />
das Marmeladenglas fallen, damit es nicht erlischt. Gib vorsichtig ca.<br />
einen halben Zentimeter hoch Kalkwasser in das Marmeladenglas.<br />
Verschließe nun das Marmeladenglas und warte bis die Kerze erlischt.<br />
(Achtung: Der Deckel kann heiß werden!)<br />
Warte nun noch ein bisschen und schüttle dann das Glas.<br />
Was vermutest du, wird passieren?<br />
Das Glas wird heiß. Die Kerze wird nass.<br />
Zeichne oder schreibe auf, was du beobachtet<br />
hast!<br />
Die Kerze erlischt, der Deckel wird heiß. Beim<br />
Schütteln wird das Wasser im Glas trüb.<br />
Wie kannst du dir dieses Ergebnis erklären?<br />
Erklärung für die Lehrerinnen:<br />
Kalkwasser bildet mit dem gasförmigen<br />
Kohlenstoffdioxid, das bei der Verbrennung entsteht,<br />
einen unlöslichen Niederschlag, der in Form kleiner<br />
Schwebeteilchen die Trübung des Wassers bewirkt. Es<br />
handelt sich dabei um Kalk (Calciumcarbon<strong>at</strong>),<br />
wie er auch in der N<strong>at</strong>ur vorkommt.<br />
27
Ausge<strong>at</strong>mete Luft macht Kalkwasser trüb<br />
Probiere es selbst!<br />
Das brauchst du:<br />
1 Plastikbecher, 1 Trinkhalm,<br />
Kalkwasser (bekommst du von<br />
deiner Lehrerin oder deinem<br />
Lehrer)<br />
So kannst du es machen:<br />
Gib ca. einen halben Zentimeter<br />
hoch Kalkwasser in den Becher.<br />
Blase nun einige Zeit Luft durch den Trinkhalm in das Kalkwasser.<br />
(Achtung, nur anblasen, ja nicht trinken!)<br />
28<br />
Was vermutest du, wird passieren?<br />
Luftblasen steigen auf. Das Wasser wird<br />
vielleicht auch trüb.<br />
Zeichne oder schreibe auf, was du beobachtet<br />
hast!<br />
Das Wasser ist wieder trüb geworden.<br />
Wie kannst du dir dieses Ergebnis erklären?<br />
Auch in der ausge<strong>at</strong>meten Luft ist das Gas<br />
Kohlenstoffdioxid enthalten. Es entsteht durch<br />
Verbrennung der Nahrungsmittel im Körper, in<br />
denen ebenfalls Kohlenstoffdioxid enthalten ist.
Ein Gas, das Feuer löscht<br />
Probiere es selbst!<br />
Besonderer Hinweis: Führe folgenden Versuch nur<br />
mit Hilfe von erwachsenen Personen durch!<br />
Du brauchst:<br />
1 leeres Brausetablettenröhrchen, 3 Brausetabletten,<br />
Wasser, 1 Teelicht<br />
So kannst du es machen:<br />
Schütte ca. 3 cm hoch Wasser in das Röhrchen. Gib<br />
anschließend drei Brausetabletten in das Wasser. Stelle das Röhrchen<br />
kurz ab und zünde das Teelicht an. Nimm das Röhrchen wieder und<br />
halte es schräg nah an die brennende Flamme, sodass gerade kein<br />
Wasser heraus fließt.<br />
Was vermutest du, wird passieren?<br />
Die Brausetablette löst sich auf. Das Wasser<br />
beginnt zu schäumen.<br />
Zeichne oder schreibe auf, was du beobachtet<br />
hast!<br />
Die Brausetablette löst sich auf und das Wasser<br />
schäumt auf. Beim Schräghalten des Röhrchens<br />
erlischt die Flamme.<br />
Wie kannst du dir dieses Ergebnis erklären?<br />
Beim Auflösen der Brausetablette entsteht<br />
Kohlestoffdioxid. Dieses ist schwerer als Luft,<br />
sinkt auf die Kerzenflamme und verdrängt<br />
dabei die für die Verbrennung notwendige Luft.<br />
Daher erlischt die Flamme.<br />
29
Kohlenstoffdioxid<br />
Hast du gewusst, dass ein Baum gemeinsam mit Sonnenlicht<br />
und Wasser eine „chemische Fabrik“ ist, die Zucker und<br />
Sauerstoff bildet? Eigentlich bist auch du eine „chemische<br />
Fabrik“, die ständig Nahrung in andere Stoffe umwandelt.<br />
Diese beiden „chemischen Fabriken“ verbindet etwas: Beide<br />
haben mit dem Gas Kohlenstoffdioxid zu tun. Wir Menschen<br />
aber auch Tiere „erzeugen“ es bei der Atmung und die Bäume<br />
brauchen es, um Nahrung für sich selbst (Zucker) und<br />
Sauerstoff herzustellen. Das ist der wichtigste chemische<br />
Vorgang auf unserem Planeten Erde, denn er ist die Grundlage<br />
für fast alle Lebensformen.<br />
Was ist Kohlenstoffdioxid eigentlich?<br />
Es ist ein Gas, das man nicht sehen und riechen kann. Es ist<br />
schwerer als Luft und lässt sich in Wasser lösen.<br />
Kohlenstoffdioxid ist in geringen Mengen in der Luft enthalten,<br />
aber es wird immer mehr. Das ist wahrscheinlich ein Grund<br />
dafür, warum es auf der Erde immer wärmer wird<br />
(Treibhauseffekt). Sehr viel Kohlenstoffdioxid entsteht aber bei<br />
der Verbrennung von Holz, Kohle und Erdölprodukten. Mit<br />
Kohlenstoffdioxid kann man Flammen löschen.<br />
30
Forscherheft<br />
Wasser<br />
31
Der Schneemann Franz<br />
Hinter der Volksschule stand im letzten<br />
November, kaum war der erste Schnee<br />
gefallen, ein Schneemann, den die Kinder<br />
Franz nannten.<br />
Überall lag viel Schnee und Franz gefiel es<br />
neben der Volksschule,<br />
denn es gab für ihn viel zu<br />
erleben. Manchmal schlich<br />
eine K<strong>at</strong>ze vorbei und fast<br />
jeden Tag konnte er mit den Schulkindern<br />
spielen. Und wenn er so nachdachte, kam es<br />
ihm in den Sinn, dass er eigentlich nie wieder<br />
von hier fort wollte.<br />
Er stand auch einige Mon<strong>at</strong>e am<br />
Pausenpl<strong>at</strong>z, aber im März wurden<br />
die Tage immer länger und wärmer.<br />
Franz ging es gar nicht gut. Er fühlte<br />
sich immer schwächer und m<strong>at</strong>ter je<br />
stärker die Sonne auf ihn einstrahlte.<br />
Eines Tages entdeckten<br />
die Kinder dort, wo Franz<br />
gestanden war, eine riesige<br />
32<br />
Wasserlacke und wieder ein paar<br />
Tage später war nicht einmal mehr<br />
die Lacke da.<br />
Kannst du dir erklären, wo Franz hingekommen<br />
ist?
„Franz“ verändert sich!<br />
Probiere es selbst!<br />
Besonderer Hinweis: Führe folgenden Versuch<br />
nur mit Hilfe von erwachsenen Personen durch!<br />
Du brauchst:<br />
1 Eiswürfelschneemann, 1 Teelicht,<br />
1 Teelichtbecher groß, Streichhölzer<br />
So kannst du es machen:<br />
Baue den Versuch nach der Abbildung auf.<br />
Zünde das Teelicht an und stelle es unter den großen Teelichtbecher.<br />
Was vermutest du, wird passieren?<br />
Das Eis wird schmelzen.<br />
Zeichne oder schreibe auf, was du beobachtet<br />
hast! Der Eiswürfel ist kleiner geworden und ist<br />
jetzt Wasser (flüssig).<br />
Es dauert sehr lange, bis das Eis geschmolzen ist.<br />
Das Wasser wird warm.<br />
Wie kannst du dir dieses Ergebnis erklären?<br />
Mit einer brennenden Kerze kann ich das Eis<br />
zum Schmelzen bringen.<br />
33
„Franz“ geht in die Luft<br />
Probiere es selbst!<br />
Besonderer Hinweis: Führe folgenden<br />
Versuch nur mit Hilfe von<br />
erwachsenen Personen durch!<br />
Das brauchst du:<br />
1 großen Teelichtbecher, 1 Teelicht mit geschmolzenem Schneemann,<br />
Zündhölzer<br />
So kannst du es machen:<br />
Entzünde das Teelicht und stelle es unter den großen Teelichtbecher mit<br />
dem Wasser. Warte eine Zeit lang.<br />
34<br />
Was vermutest du, wird passieren?<br />
Das Wasser wird wärmer. Das Wasser wird heiß.<br />
Das Wasser beginnt zu kochen.<br />
Zeichne oder schreibe auf, was du beobachtet<br />
hast!<br />
Das Wasser beginnt zu brodeln. Es entsteht<br />
Dampf.<br />
Wie kannst du dir dieses Ergebnis erklären?<br />
Wenn ich Wasser erhitze, fängt es an zu kochen<br />
und Dampf entsteht. Das Wasser ist gasförmig<br />
geworden.
Die Geschichte, wie das Salz ins Meer kam ...<br />
Es war einmal vor langer Zeit, da lebten in einem Fischerdorf<br />
zwei Brüder. Der Ältere von ihnen hieß Chen. Er<br />
war böse und nur auf seinen eigenen Vorteil<br />
bedacht. Lin aber, der Jüngere, war ein mutiger<br />
und fleißiger Fischer, der mit dem zufrieden war,<br />
was er selbst erarbeitete. Jeden Morgen fuhr Lin<br />
mit seinem kleinen Boot hinaus aufs Meer, um zu<br />
fischen. Aber seine Fischernetze waren sehr alt und schadhaft<br />
und alle Fische entwischten ihm.<br />
Eines Abends war er aber so verzweifelt, dass er einfach nicht<br />
einschlafen konnte. Da stand mitten in der<br />
Nacht ein alter Mann vor ihm und sagte: „Lin,<br />
du hast Geduld bewiesen. Zur Belohnung<br />
schenke ich dir einen Krug, der Zauberkräfte<br />
besitzt. Aber gib Acht auf meine Worte! Du<br />
musst sagen: Krug gib Salz. Und er wird sich mit Salz füllen.<br />
Wenn du genug hast, sagst du zu ihm: Halt ein, hab Dank.“ Lin<br />
bedankte sich und nahm das kostbare Geschenk an sich.<br />
Jeden Tag füllte sich nun der Zauberkrug mit Salz. Lin<br />
verkaufte es und wurde reich davon. Sein Bruder Chen aber<br />
war schrecklich neidisch.<br />
Eines Morgens folgte er Lin und belauschte ihn wie er mit<br />
folgenden Worten sprach: „Krug, gib Salz." Dann sah er, wie<br />
der Krug Salz spendete. Vor Ungeduld hörte er aber nicht den<br />
zweiten Teil der Worte. Als Lin zum Markt ging, schlich er sich<br />
in dessen Haus und stahl den Zauberkrug. Er segelte damit<br />
aufs Meer und kaum war er dort angekommen, sprach er<br />
schon: „Krug, gib mir Salz." Aber das Salz hörte nicht auf zu<br />
fließen. Es ergoss sich über seine Füße, über das gesamte<br />
Boot. Wegen seiner Habsucht h<strong>at</strong>te er nicht abgewartet, was<br />
Lin gesagt h<strong>at</strong>te, um den Salzfluss zu beenden.<br />
35
So drückte das Gewicht des Salzes schließlich das Boot unter<br />
Wasser und mit ihm versanken auch Chen und der Krug in den<br />
Fluten. Seit diesem Tag liegt der Krug auf dem Meeresgrund.<br />
Da niemand mehr zu ihm die Formel sagen kann, kommt das<br />
Salz bis heute aus ihm heraus. Und deshalb ist das<br />
Meerwasser salzig.<br />
Das ist n<strong>at</strong>ürlich nur ein Märchen, aber warum ist das Meer<br />
wirklich salzig? Flüsse lösen aus den Gesteinen Salz heraus<br />
und transportieren es in das Meer. Dort bleibt es auch, denn<br />
das Salz kann nicht verdunsten.<br />
Verändert nach: http://www.deutscher-familienverband.de/index.php?id=1054<br />
36<br />
Ein asi<strong>at</strong>isches Märchen
Salzwasser selbst gemacht!<br />
Probiere es selbst!<br />
Du brauchst:<br />
1 Plastikbecher mit Wasser, Salz,<br />
Kaffeelöffel<br />
So kannst du es machen:<br />
Trinke erst einmal einen kleinen<br />
Schluck von dem Wasser. Gib<br />
anschließend einen Kaffeelöffel Salz<br />
in den Wasserbecher und rühre einige Zeit gut um. Koste vorsichtig<br />
einen Tropfen von diesem Salzwasser!<br />
Was vermutest du, wird passieren?<br />
Das Wasser mit dem Salz schmeckt salzig.<br />
Zeichne oder schreibe auf, was du beobachtet<br />
hast!<br />
Das Salz verschwindet im Wasser. Das Salz ist<br />
nicht mehr sichtbar. Das Wasser schmeckt jetzt<br />
salzig.<br />
Wie kannst du dir dieses Ergebnis erklären?<br />
Wasser kann Salz auflösen. Die Salzteilchen sind<br />
so klein geworden und fein verteilt, dass ich sie<br />
nicht mehr sehen, aber schmecken kann.<br />
37
Probiere es auch mit Zucker!<br />
Du brauchst:<br />
1 Plastikbecher mit Wasser,<br />
Zucker, Kaffeelöffel<br />
So kannst du es machen:<br />
Trinke erst einmal einen kleinen<br />
Schluck von dem Wasser. Gib<br />
anschließend einen Kaffeelöffel<br />
Zucker ins Wasser und rühre einige<br />
Zeit gut um. Koste vorsichtig einen<br />
Tropfen davon!<br />
38<br />
Was vermutest du, wird passieren?<br />
Das Wasser mit dem Zucker schmeckt süß.<br />
Zeichne oder schreibe auf, was du beobachtet<br />
hast!<br />
Der Zucker verschwindet im Wasser. Der Zucker<br />
ist nicht mehr sichtbar. Das Wasser schmeckt<br />
jetzt süß.<br />
Wie kannst du dir dieses Ergebnis erklären?<br />
Wasser kann auch Zucker auflösen. Die<br />
Zuckerteilchen sind so klein geworden und fein<br />
verteilt, dass ich sie nicht mehr sehen, aber<br />
schmecken kann.
Salzgewinnung aus Salzwasser<br />
Probiere es selbst!<br />
Du brauchst:<br />
1 großen Teelichtbecher, Salzwasser<br />
aus dem Versuch „Salzwasser selbst<br />
gemacht“, Teelicht<br />
So kannst du es machen:<br />
Gib etwas Salzwasser in den<br />
Teelichtbecher, so dass der Boden<br />
gerade mit Wasser bedeckt ist. Baue dann den Versuch so auf, wie du<br />
es in der Abbildung sehen kannst.<br />
Was vermutest du, wird passieren?<br />
Das Wasser wird verdampfen.<br />
Das Salz bleibt übrig.<br />
Zeichne oder schreibe auf, was du beobachtet<br />
hast!<br />
Das Wasser verdampft. Es bleibt eine weiße Kruste<br />
im Teelichtbecher. Manchmal ist ein Knistern<br />
zuhören. Ein paar kleine weiße Teilchen hüpfen<br />
aus dem Becher heraus. Die weiße Kruste schmeckt<br />
salzig.<br />
Wie kannst du dir dieses Ergebnis erklären?<br />
Durch die Wärme verdampft das Wasser. Die<br />
vorher fein verteilten Salzteilchen kommen zu<br />
größeren Gruppen zusammen und werden wieder<br />
als Salzkrümmel sichtbar.<br />
39
Probiere es auch mit Zucker!<br />
Du brauchst:<br />
1 großen Teelichtbecher,<br />
Zuckerwasser aus dem Versuch<br />
„Salzwasser selbst gemacht –<br />
Probiere es auch mit Zucker“,<br />
Teelicht<br />
So kannst du es machen:<br />
Gib etwas Zuckerwasser in den Teelichtbecher, so dass der Boden<br />
gerade mit Wasser bedeckt ist. Baue dann den Versuch so auf, wie du<br />
es in der Abbildung sehen kannst.<br />
Tipp: Bei längerem Erhitzen wird der Zucker braun und kann einen<br />
unangenehmen Geruch verbreiten. Blase die Kerze aus, sobald der<br />
Zucker braun wird<br />
40<br />
Was vermutest du, wird passieren?<br />
Das Wasser mit dem Zucker schmeckt süß.<br />
Zeichne oder schreibe auf, was du beobachtet<br />
hast!<br />
Der Zucker verschwindet im Wasser. Der Zucker<br />
ist nicht mehr sichtbar. Das Wasser schmeckt<br />
jetzt süß.<br />
Wie kannst du dir dieses Ergebnis erklären?<br />
Wasser kann auch Zucker auflösen. Die<br />
Zuckerteilchen sind so klein geworden und fein<br />
verteilt, dass ich sie nicht mehr sehen, aber<br />
schmecken kann.
Die Reise eines Tintentropfens<br />
Probiere es selbst!<br />
Du brauchst:<br />
1 durchsichtigen Plastikbecher , Wasser,<br />
Speiseöl, rote oder blaue Tinte, Pipette<br />
So kannst du es machen:<br />
Gib in den Plastikbecher ca. 3 cm hoch<br />
Speiseöl. Schütte anschließend vorsichtig ungefähr<br />
gleich viel Wasser in den Becher. Warte ein bisschen!<br />
Tropfe nun mit einer Pipette ein paar Tropfen Tinte in<br />
den Becher.<br />
Was vermutest du, wird passieren?<br />
Öl und Wasser vermischen sich nicht. Das Öl schwimmt auf<br />
dem Wasser. Der Tintentropfen sinkt zu Boden. Er färbt das<br />
Wasser.<br />
Zeichne oder schreibe auf, was du beobachtet<br />
hast!<br />
Es schaut so aus, als ob sich Öl und Wasser vermischen<br />
könnten, aber nach kurzer Zeit trennen sich die beiden<br />
Flüssigkeiten. Öl schwimmt auf Wasser. Der kugelige<br />
Tintentropfen sinkt langsam durch das Öl hindurch, ohne<br />
sich mit dem Öl zu vermischen. Der Tropfen bleibt kurz an<br />
der Grenze Öl-Wasser stehen, bevor er sich im Wasser auflöst.<br />
Wie kannst du dir dieses Ergebnis erklären?<br />
Öl ist leichter als Wasser. Der Tintentropfen ist schwerer als<br />
Öl und Wasser. Der Tintentropfen löst sich nicht im Öl auf<br />
(Erklärung nächste Seite).<br />
41
Öl und Wasser - zwei ganz verschiedene Flüssigkeiten<br />
Öl und Wasser mischen sich nicht, weil ihre kleinsten Teilchen<br />
unterschiedlich aussehen. Weil Öl eher länglich und Wasser<br />
kugelig aufgebaut ist, können sich diese zwei nicht miteinander<br />
mischen.<br />
Öl ist „leichter“ als Wasser und schwimmt daher auf dem<br />
Wasser (in der Fachsprache ist damit die Dichte gemeint,<br />
demnach h<strong>at</strong> Öl eine geringere Dichte als Wasser).<br />
Warum sinkt der Tintentropfen durch die Ölschicht?<br />
Der Tintentropfen h<strong>at</strong> eine höhere Dichte als Öl und sinkt daher<br />
durch die Ölschicht hindurch. An der Grenze zwischen<br />
Ölschicht und Wasser bleibt er allerdings eine Zeit lang<br />
hängen.<br />
Warum sinkt der Tintentropfen nicht sofort bis zum Boden<br />
weiter, sondern bleibt an der Grenzfläche zwischen Öl und<br />
Wasser hängen?<br />
Zwischen Öl- und Wasserschicht besteht so etwas ähnliches<br />
wie eine Haut, die der Tintentropfen erst durchdringen muss<br />
und daher verweilt der Tintentropfen an dieser Stelle eine<br />
gewisse Zeit lang. 1<br />
1 Lück, G.(2005): Neue leichte Experimente für Eltern und Kinder, S. 49ff<br />
42
Forscherheft<br />
Magnete<br />
43
Die Geschichte vom Magnetberg<br />
Als mein V<strong>at</strong>er starb, bestieg ich den Thron. Ich war ein<br />
gerechter und freundlicher Herrscher. Jeder meiner Untertanen<br />
mochte mich. Gerne ging ich zur See. Eines Tages wollte ich<br />
meine Inseln besuchen. Darum nahm ich mit meinen M<strong>at</strong>rosen<br />
ein Schiff und wir stachen in<br />
See.<br />
Die Reise dauerte fast zwanzig<br />
Tage. Es war eine schöne<br />
Reise. Eines nachts kam<br />
plötzlich ein starker Sturm auf,<br />
der bis zum Anbruch des<br />
Morgens dauerte. Als er<br />
endlich vorbei war, sahen wir<br />
eine Insel im Meer. Wir gingen<br />
an Land und ruhten uns aus,<br />
bis wir erneut in See stachen. Als wir uns aber von der Insel<br />
entfernt h<strong>at</strong>ten, verloren wir unseren Weg.<br />
Das Gewässer, durch das wir nun trieben, kannte niemand,<br />
auch der Kapitän nicht. So sagten wir zu dem M<strong>at</strong>rosen, der<br />
Wache hielt:„Steig zur Spitze des Mastes hinauf und schau, ob<br />
du etwas sehen kannst.“ Der M<strong>at</strong>rose stieg den Mast empor<br />
und schaute in alle Richtungen. Dann rief er: „Oh mein Herr,<br />
ich sehe in der Ferne ein seltsames Ding. Das wird mal hell<br />
und mal dunkel.“<br />
Das Gesicht des Kapitäns erhellte sich und er rief voller<br />
Freude: “Endlich haben wir diesen Berg gefunden. Er wird<br />
unser Schiff mit einer unsichtbaren Kraft vorantreiben und wir<br />
werden dadurch unser Ziel viel schneller erreichen.“<br />
44
Der Fürst fragte:„Ist das etwa der Magnetberg, von dem schon<br />
so viel erzählt wurde?“ „Ja, dieser Berg besitzt eine<br />
geheimnisvolle Kraft, die alles Eisen anzieht und uns daher<br />
schneller in diese Richtung fahren lässt“, antwortete der<br />
Kapitän.<br />
Der Segelkunst des Kapitäns war es zu verdanken, dass das<br />
Schiff nicht direkt auf den Berg zusteuerte, sondern mit großer<br />
Geschwindigkeit den Magnetberg umsegelte. So konnte der<br />
Fürst mit seinen M<strong>at</strong>rosen die lang ersehnten Inseln in viel<br />
kürzerer Zeit erreichen.<br />
Verändert nach: http://www.labbe.de/lesekorb/index.asp?themaid=92&titelid=71<br />
45
Freunde – Nicht-Freunde<br />
Probiere es selbst!<br />
Du brauchst:<br />
Verschiedene Gegenstände<br />
aus deinem Federpennal und<br />
aus dem Experimentierkoffer,<br />
1 Stabmagnet<br />
So kannst du es machen:<br />
Berühre mit dem Stabmagneten die verschiedenen Gegenstände.<br />
46<br />
Was vermutest du, wird passieren?<br />
Manche Gegenstände werden vom Magneten<br />
angezogen und manche nicht.<br />
Zeichne oder schreibe auf, was du beobachtet<br />
hast!<br />
Die Schere, die Büroklammer, die Nadel usw.<br />
wird vom Magneten angezogen.<br />
Wie kannst du dir dieses Ergebnis erklären?<br />
Der Magnet zieht nur Gegenstände aus einem<br />
bestimmten Metall an. Dieses Metall ist Eisen<br />
(Nickel, Kobalt).
Der verlorene Schlüssel<br />
„Da hinten, unter dem großen Kirschbaum habe ich den<br />
Schlüssel beim Umgraben verloren!“ Die ältere Dame aus der<br />
Nähe von Graz zeigt mit ihrem Gehstock auf eine <strong>Eck</strong>e des<br />
verwilderten Gartens. „Ich bin mir aber nicht ganz sicher!“ „Na,<br />
dann wollen wir mal nachsehen, Frau Haller!“, sagt Andreas<br />
und holt ein Metallsuchgerät aus seinem Auto.<br />
Andreas verbringt einen Großteil seiner Freizeit damit, seinen<br />
Mitmenschen verlorene und verborgene Wertgegenstände<br />
wieder zu bringen. Für ihn sind es meist nur Kleinigkeiten,<br />
deretwegen er gerufen wird, für die Besitzer aber sind es ganz<br />
wichtige Dinge: verlorene Brillen, Ketten, Schlüssel und vor<br />
allem Fingerringe.<br />
„Hier haben wir ein gutes Signal! Das könnte der Schlüssel<br />
sein!“ Andreas’ Metalldetektor<br />
schlägt Alarm, ein hoher<br />
durchdringender Ton schallt<br />
durch den Garten und zeigt an,<br />
dass sich Metall unter dem<br />
Suchgerät befindet.<br />
„Ich glaube, wir haben ihn!“ Die<br />
ältere Dame kommt näher, um<br />
besser sehen zu können. Sie sieht<br />
jetzt glücklich aus, sie h<strong>at</strong> ihren verlorenen Schlüssel<br />
wiedererhalten und Andreas kann sich mit einem Gefühl der<br />
Zufriedenheit auf den Heimweg machen.<br />
Beim folgenden Versuch hast du die Möglichkeit, Eisenteile mit<br />
einem Magnet-Metallsuchgerät aufzuspüren.<br />
47
Sch<strong>at</strong>zsuche<br />
Probiere es selbst!<br />
Du brauchst:<br />
Sand, einen flachen Becher,<br />
Beilagscheiben,<br />
1 Eisensuchgerät<br />
So kannst du es machen:<br />
Gib den Sand in den flachen<br />
Becher.<br />
„Verstecke“ einige Beilagscheiben im Sand. Lass nun deine/n Freund/in<br />
mit dem Eisensuchgerät diese „Schätze“ suchen.<br />
48<br />
Was vermutest du, wird passieren?<br />
Die Beilagscheiben werden vom Magnet<br />
angezogen.<br />
Zeichne oder schreibe auf, was du beobachtet<br />
hast!<br />
Der Magnet vom Eisensuchgerät zieht die<br />
Beilagscheiben aus dem Sand.<br />
Wie kannst du dir dieses Ergebnis erklären?<br />
Die Beilagscheiben sind aus Eisen und werden<br />
vom Magnet angezogen.
Schwebender Drache<br />
Probiere es selbst!<br />
Du brauchst:<br />
1 St<strong>at</strong>iv mit Supermagnet, den kleinen<br />
Drachen aus dem Experimentierkoffer<br />
So kannst du es machen:<br />
Versuche den Drachen schweben zu<br />
lassen.<br />
Beschreibe oder zeichne, wie du es machst!<br />
Individuelle Lösung.<br />
Wie kannst du dir dieses Ergebnis erklären?<br />
Die Büroklammer am Drachen ist aus<br />
Eisen und wird vom Magneten angezogen.<br />
Die magnetischen Kräfte wirken auch<br />
durch die Luft. Die Stärke der<br />
magnetischen Kraft ist umso größer, je<br />
näher die Büroklammer beim Magneten<br />
ist.<br />
49
Das magnetische Pendel<br />
Probiere es selbst!<br />
Du brauchst:<br />
1 St<strong>at</strong>iv, 1 Metallpl<strong>at</strong>te, 3 Ringmagnete,<br />
1 Geomag-Magneten, 1 schwarzer Trinkhalm<br />
So kannst du es machen:<br />
Baue das St<strong>at</strong>iv wie in der Abbildung auf, stecke<br />
den Geomag-Magneten in den schwarzen<br />
Trinkhalm und hänge diesen auf das St<strong>at</strong>iv.<br />
Lege die Metallpl<strong>at</strong>te auf die Grundpl<strong>at</strong>te und<br />
gib die drei schwarzen Ringmagneten darauf.<br />
Schubse dieses Pendel leicht an.<br />
50<br />
Was vermutest du, wird passieren?<br />
Der Geomag-Magnet im Trinkhalm wird von<br />
den anderen Ringmagneten angezogen oder<br />
abgestoßen.<br />
Zeichne oder schreibe auf, was du beobachtet<br />
hast!<br />
Der Trinkhalm mit dem Geomag-Magneten<br />
pendelt wie wild hin und her und bleibt<br />
irgendwann stehen.<br />
Wie kannst du dir dieses Ergebnis erklären?<br />
Der Geomag-Magnet wird von den<br />
Ringmagneten abgestoßen oder angezogen. Durch<br />
den Schwung bewegt sich das Pendel weiter und<br />
wird wieder abgestoßen oder angezogen bis es zu<br />
einem Kräftegleichgewicht kommt.
Magische Anziehungskraft auf Eisen<br />
Als Erfinder des Magnetkompasses gefeiert wird noch heute<br />
der Italiener Flavio Gioia. Doch die Ursprünge des Magnetkompasses<br />
reichen viel weiter in die Vergangenheit zurück.<br />
Schon die Chinesen erkannten vor ca. 4000 Jahren, dass<br />
Gesteine wie Magnetit eine geheimnisvolle Anziehungskraft auf<br />
alle Gegenstände aus Eisen ausüben. Sie stellten aus diesem<br />
Gestein sogar Löffel her, die für magische Zwecke, wie die<br />
Weissagung oder das Festlegen einer günstigen Grabstätte,<br />
eingesetzt wurden.<br />
Mit der Zeit fand man dabei heraus, dass sich die Löffel am<br />
Ende immer in Nord-Süd-Richtung ausrichteten. Einfache<br />
Kompasse aus Magnetit sollen daraufhin – an Fäden hängend<br />
– bereits bei der Navig<strong>at</strong>ion auf den Dschunken (chinesische<br />
Segelschiffe) eingesetzt worden sein.<br />
Nadeln mit Fisch- und Schildkrötenform<br />
Ein neues Phänomen beschäftigte einige Zeit später die<br />
chinesischen Erfinder: Strichen sie einige Male mit einem<br />
Magnetstein über eine Eisennadel, begann auch diese anderes<br />
Eisen anzuziehen. Man stellte schließlich fest, dass sich eine<br />
solche magnetisierte Nadel, wenn sie frei beweglich<br />
aufgehängt wurde, immer in Nord-Südrichtung ausrichtet – das<br />
Grundprinzip des Kompasses war erfunden.<br />
Allerdings sahen die ersten chinesischen Messgeräte noch<br />
ganz anders aus als die uns heute bekannten Kompasse: Zur<br />
Ermittlung der Himmelsrichtungen wurde beispielsweise eine<br />
wie ein Fisch oder wie eine Schildkröte geformte Nadel in<br />
einem mit Wasser gefüllten Kasten deponiert. 2<br />
2 http://www.scinexx.de/dossier-detail-411-7.html<br />
51
Der chinesische Kompass<br />
Probiere es selbst!<br />
Du brauchst:<br />
1 Schüssel mit Wasser,<br />
1 Nähnadel, 1 halbe<br />
Nussschale, Klebstoff, Papier,<br />
Styroporstückchen, Stabmagnet<br />
So kannst du es machen:<br />
Bastle dir, wie du es auf der Abbildung siehst, eine Schildkröte.<br />
Magnetisiere die Nähnadel, in dem du<br />
mehrmals mit dem Stabmagneten über die<br />
Nadel streichst.<br />
Gib das Styroporplättchen in die<br />
Wasserschüssel und setze den<br />
Schildkrötenkompass darauf.<br />
52<br />
Was vermutest du, wird passieren?<br />
Die Schildkröte schwimmt.<br />
Vielleicht: Sie dreht sich so, dass sie in eine bestimmte<br />
Richtung schaut.<br />
Zeichne oder schreibe auf, was du beobachtet<br />
hast!<br />
Die Schildkröte schwimmt und dreht sich immer in eine<br />
bestimmte Richtung.<br />
Wie kannst du dir dieses Ergebnis erklären?<br />
Die magnetisierte Nadel der Schildkröte besitzt einen<br />
Nordpol und einen Südpol. Der Nordpol der magnetisierten<br />
Nadel der wird vom Südpol der Erde angezogen bzw. der<br />
Südpol der magnetisierten Nadel vom Nordpol der Erde.<br />
Deshalb richtet sich die Schildkröte entlang der Pole aus.
Forscherheft<br />
Elektrischer<br />
Strom
Der Stromkreis<br />
Probiere es selbst!<br />
Du brauchst:<br />
Eine 4,5-V-B<strong>at</strong>terie, drei 15 cm lange Litzendrähte, ein 3 cm x 5 cm<br />
großes Kartonstück, zwei Beutelklammern, eine Büroklammer, eine<br />
kleine Lampenfassung, eine Glühbirne<br />
So kannst du es machen:<br />
• Befestige von zwei Drähten jeweils ein Ende an einem B<strong>at</strong>teriepol<br />
(der blanke Draht muss den Pol berühren!).<br />
• Schraube die Lämpchen in die Lampenfassung.<br />
• Befestige einen der Drähte von der B<strong>at</strong>terie und den dritten Draht mit<br />
der Lampenfassung wie auf der Abbildung.<br />
• Wickle nun das lose Drahtende von der Lampenfassung um eine<br />
Beutelklammer und stecke diese in das kleine Kartonstückchen.<br />
Biege die Laschen um.<br />
• Wickle jetzt den zweiten freien Draht von der<br />
B<strong>at</strong>terie um die zweite Beutelklammer.<br />
• Stecke diese durch die Büroklammer und<br />
anschließend durch das Kartonstück und biege<br />
wieder die Lasche um.<br />
• Schließe deinen „Schalter“, indem du die<br />
Büroklammer gegen die zweite Beutelklammer<br />
drückst.<br />
54
Was vermutest du, wird passieren?<br />
Wenn der Stromkreis mit dem Schalter<br />
geschlossen wird, wird das Lämpchen brennen.<br />
Zeichne oder schreibe auf, was du beobachtet<br />
hast!<br />
Das Lämpchen leuchtet, wenn der Stromkreis<br />
geschlossen ist. Das Licht der Glühlampe<br />
flackert, wenn der Stromkreis nicht ordentlich<br />
geschlossen ist.<br />
Wie kannst du dir dieses Ergebnis erklären?<br />
Ein Stromkreis besteht aus einer Stromquelle<br />
(B<strong>at</strong>terie), einem Verbraucher (Glühbirne) sowie<br />
einer Leitung (Litzendrähte). Werden diese drei<br />
Elemente miteinander verbunden fließt Strom aus<br />
der Stromquelle zum Verbraucher, bringt das<br />
Lämpchen zum Leuchten und fließt wieder<br />
zurück zur Stromquelle.<br />
55
Wo ist das Licht der Leuchtwanzen?<br />
Im Zwergengarten zwitschern am späten Nachmittag die<br />
Sp<strong>at</strong>zen vom Dach des Zwergenhäuschens: „Hurra, die<br />
schlaue Marie ist wieder da!“<br />
Marie freut sich über die Begrüßung, aber dann bleibt es<br />
merkwürdig still im Garten. Das kommt Marie<br />
doch ziemlich seltsam vor. Der Maulwurf war<br />
noch nie so schlecht zu sehen, die Hasen<br />
noch nie so ängstlich und die Eule noch nie<br />
so r<strong>at</strong>los. Und der Grund dafür ist sehr<br />
seltsam: Die Leuchtwanzen können ihr Licht nicht mehr<br />
einschalten.<br />
Plötzlich kommen alle Tiere auf Marie zu und piepsen<br />
aufgeregt durcheinander, sodass Marie kein einziges Wort<br />
versteht. Da entdeckt Marie einen großen Zettel am<br />
Baumstamm: „Der Rätselkönig h<strong>at</strong> sie<br />
verzaubert!“<br />
Sofort sind alle Tiere still, denn genau das<br />
wollten sie auch sagen. Der Rätselkönig<br />
war hier bei den Leuchtwanzen gewesen!<br />
Zunächst war er ganz freundlich und gab<br />
ihnen lustige Rätsel auf. Doch als keine<br />
der Leuchtwanzen seine Rätselfragen lösen konnte, wurde er<br />
ganz böse und verzauberte ihnen das Licht.<br />
Bevor er wutschnaubend ins Rätselland zurückflog, befestigte<br />
er noch einen Zettel mit folgendem Inhalt an den Baum: „Wer<br />
jeweils drei Stoffe findet, die den elektrischen<br />
Strom leiten oder nicht leiten, erhält den<br />
Zauberspruch, um die Leuchtwanzen wieder zu<br />
entzaubern!“<br />
Marie versprach den Tieren, sich sofort darum<br />
zu kümmern.<br />
56<br />
Kannst du Marie dabei helfen?
Die Leuchtwanze<br />
Probiere es selbst!<br />
Du brauchst:<br />
Eine 4,5-V-B<strong>at</strong>terie, zwei Litzendrähte (ca. 20 cm lang), ein kleines<br />
Stück Alufolie, Klebeband, zwei kleine Glühlampen, bunten Karton, zwei<br />
Pfeifenputzer, Schere, Kleber<br />
So kannst du es machen<br />
• Befestige die beiden Litzendrähte an den Polen der B<strong>at</strong>terie.<br />
• Wickle die freien Enden der Drähte um die Gewinde der zwei<br />
Lämpchen.<br />
• Bastle mit Buntpapier und den Pfeifenputzern eine Leuchtwanze<br />
(siehe Abbildung).<br />
• Mit welchen Gegenständen bringst du die Leuchtwanze zum<br />
Leuchten?<br />
57
58<br />
Was vermutest du, wird passieren?<br />
Nur mit Gegenständen, die den Strom leiten,<br />
kann die Leuchtwanze zum Leuchten gebracht<br />
werden.<br />
Zeichne oder schreibe auf, was du beobachtet<br />
hast!<br />
Metallische Gegenstände bringen das Lämpchen<br />
zum Leuchten.<br />
Wie kannst du dir dieses Ergebnis erklären?<br />
Damit die Leuchtwanze leuchtet muss über die<br />
zwei Glühbirnchen eine leitende Verbindung<br />
bestehen. Diese Aufgabe können nur Stoffe erfüllen,<br />
die Stromleiter (Metalle, Bleistiftmine) sind.
Stecknadel und Nähnadel<br />
Hühnchen Luise und Hähnchen Rudi, ein<br />
lustiges Gespann, konnten sich endlich einen<br />
Urlaub leisten.<br />
Als sie schon einen längeren Weg in einer von<br />
drei Mäusen gezogenen Kutsche zurückgelegt<br />
h<strong>at</strong>ten, begegneten sie zwei Fußgängern,<br />
einer Stecknadel und einer Nähnadel. Da<br />
riefen die zwei Nadeln: „Halt, halt, nehmt uns<br />
bitte mit, es ist gleich stockdunkel!“<br />
Da es magere Leute waren, die nicht viel Pl<strong>at</strong>z<br />
brauchten, ließen sie beide einsteigen. Doch<br />
mussten sie versprechen, Hühnchen und<br />
Hähnchen nicht auf die Füße zu treten. Am<br />
späten Abend kamen sie zu einem Wirtshaus und weil sie die Nacht<br />
nicht weiterfahren wollten, kehrten sie ein. Der Wirt wollte anfangs nicht<br />
aufmachen, konnte aber dann doch überredet werden.<br />
Aus Dankbarkeit beschlossen Stecknadel und Nähnadel in der Nacht<br />
aufzustehen, um die kaputten Tischtücher auszubessern. Sie arbeiteten<br />
schon fleißig über eine Stunde, da passierte das Missgeschick.<br />
Die Nähnadel stolperte und fiel unglücklich durch eine schmale Ritze<br />
unter den Fußboden. Da lag sie nun, konnte nicht heraus und die<br />
Stecknadel war sehr unglücklich, da sie nicht helfen konnte.<br />
Kannst du dir vorstellen, der armen Stecknadel zu<br />
helfen? Du hast eine Schraube, Draht und eine<br />
B<strong>at</strong>terie zur Verfügung.<br />
59
Die magnetische Schraube<br />
Probiere es selbst!<br />
Du brauchst:<br />
3 große Eisenschrauben, eine 4,5-V-B<strong>at</strong>terie, isolierten dünnen Draht,<br />
einige Büroklammern, Klebeband<br />
So kannst du es machen:<br />
• Wickle den Draht 12mal (24mal bzw. 36mal) um je eine Schraube.<br />
• Umwickle die Drahtwicklung mit dem Klebeband.<br />
• Entferne an den Drahtenden die Isolierung.<br />
• Wickle nun die Drahtenden um die Pole der B<strong>at</strong>terie.<br />
• Streue die Büroklammern auf den Tisch und nähere dich mit dem<br />
Ende der Eisenschraube.<br />
• Öffne und schließe den Stromkreis.<br />
60
Was vermutest du, wird passieren?<br />
Die Schraube wird magnetisch und die<br />
Büroklammern werden angezogen.<br />
Zeichne oder schreibe auf, was du beobachtet<br />
hast!<br />
Solange der Stromkreis geschlossen ist, ist die<br />
Schraube magnetisch und zieht die<br />
Büroklammern an. Je mehr Draht um die<br />
Schraube gewickelt ist, desto mehr<br />
Büroklammern werden angezogen. Wenn der<br />
Stromkreis geöffnet wird, fallen die<br />
Büroklammern von der Schraube ab.<br />
Wie kannst du dir dieses Ergebnis erklären?<br />
Jeder Strom durchflossene Leiter erzeugt um sich<br />
herum ein Magnetfeld. Wickle ich einen solchen<br />
Strom durchflossenen Leiter um eine Schraube, so<br />
wird die Schraube magnetisch und verstärkt<br />
das Magnetfeld. Je höher die Anzahl der<br />
Wicklungen ist, desto größer ist die magnetische<br />
Kraft dieses Elektromagneten.<br />
61
Der Kn<strong>at</strong>terton<br />
Probiere es selbst!<br />
Du brauchst:<br />
1 mit Draht umwickelte Eisenschraube , eine 4,5-V-B<strong>at</strong>terie, isolierten<br />
dünnen Draht, 1 Garnspule, Gummiring, Nagelfeile, Getränkedose<br />
So kannst du es machen:<br />
62<br />
1. Wickle das Elektrokabel mindestens 200mal<br />
um die Schraube. An den beiden Kabelenden<br />
entfernst du die Isolierung.<br />
2. Befestige die Nagelfeile an einer Garnrolle mit<br />
einem Gummiring, wie es die Abbildung<br />
zeigt. Die Nagelfeile sollte fest auf der<br />
Garnrolle sitzen.<br />
4. Verbinde nun ein abisoliertes Kabelende<br />
der Schraubenwicklung mit dem<br />
Metallteil der Nagelfeile.<br />
3. Kr<strong>at</strong>ze am unteren Ende einer<br />
Getränkedose die Lackierung ab, sodass<br />
die Nagelfeile an einer genügend großen<br />
Stelle leitenden Kontakt bekommt. Entferne<br />
diese Lackschicht auch an der<br />
gegenüberliegenden Seite der<br />
Getränkedose.<br />
5. Nun entfernst du bei einem ca. 15 cm<br />
langen Kabelstück an beiden Enden die<br />
Isolierung. Eines der beiden Enden<br />
befestigst du mit Hilfe eines Isolierbandes<br />
an der B<strong>at</strong>terie, das andere Ende an einer<br />
der abgekr<strong>at</strong>zten Stellen auf der<br />
Getränkedose.
6. Baue die Anordnung der Teile<br />
wie im neben stehenden Bild<br />
auf und befestige die Teile mit<br />
Hilfe von Plastilin. Achte<br />
darauf, dass die Spitze der<br />
Nagelfeile die zweite blanke<br />
Stelle Getränkedose berührt.<br />
Funktion: Wird der Stromkreis über die Nagelfeile geschlossen, zieht der<br />
Elektromagnet die Nagelfeile von der Getränkedose weg und öffnet<br />
dabei den Stromkreis. Dadurch verliert die Schraube ihre Magnetkraft<br />
und die Nagelfeile federt wieder zurück zur blanken Stelle der<br />
Getränkedose. Damit wird aber der Stromkreis wieder geschlossen und<br />
der Vorgang beginnt wieder von neuem. Mit ein bisschen Probieren<br />
entsteht damit ein leiser „Kn<strong>at</strong>terton“.<br />
Was vermutest du, wird passieren?<br />
Der Elektromagnet zieht das Metallplättchen an.<br />
Zeichne oder schreibe auf, was du beobachtet<br />
hast!<br />
Man hört ein Surren. Bei der Kontaktstelle sieht<br />
man einen kleinen Funken. Der Elektromagnet<br />
zieht das Metallplättchen an und lässt es<br />
wieder aus.<br />
Wie kannst du dir dieses Ergebnis erklären?<br />
Siehe oben bei Funktion.<br />
63
Komm´ mit in das Land der Energie!<br />
Stell dir vor, du liegst auf einer grünen Wiese. Du spürst die<br />
Sonne und den Wind auf deiner Haut. In weiter Ferne hörst du<br />
das Rauschen eines Flusses.<br />
Auf einmal landet neben dir ein großer, bunter Ballon. Er wartet<br />
auf dich um mit dir einen Ausflug in ein weit entferntes Land zu<br />
machen. Schnell steigst du in den Korb des Ballons und<br />
erhebst dich mit ihm in die Luft.<br />
Im Land der Energie landet der Ballon. Du springst heraus und<br />
schaust dich um. Da kommt plötzlich die Sonne hinter einer<br />
Wolke hervor und sagt: „Hallo, ich bin Susi, die Sonne. Komm<br />
mit mir und ich zeige dir, wie wir hier leben und arbeiten. Alle<br />
Bewohner des Energielandes erzeugen Energie, die für euch<br />
Menschen, aber auch für alle Tiere und Pflanzen auf der Erde<br />
sehr wichtig ist.<br />
Ich, die Sonne, erzeuge Wärme- und Lichtenergie. Ohne mich<br />
gäbe es kein Leben auf der Erde. Komm, ich stell dir meine<br />
Freunde vor!“ Die Sonne leuchtet dir den Weg durch einen<br />
dichten Wald, wo der Wind in den Wipfeln der Bäume rauscht.<br />
„Horch!“, sagt die Sonne. „Das ist Winni, der Wind. Seine<br />
Windenergie, h<strong>at</strong> dich in deinem bunten Ballon zu uns fliegen<br />
lassen. Er kann aber auch Windräder antreiben, und ihr<br />
Menschen könnt dann die Windenergie nützen, um sie in<br />
Strom umzuwandeln.“ Du folgst dem Licht der Sonnenstrahlen<br />
weiter bis zu einem kleinen Fluss. Da du vom langen Weg ein<br />
wenig müde geworden bist, setzt du dich an das Ufer des<br />
Flusses und lauscht seinem Plätschern.<br />
Plötzlich spricht eine tiefe Stimme zu dir: „Hallo, ich bin Willi,<br />
das Wasser. Wenn du durstig bist, dann trinke von mir, und<br />
wenn du müde bist, kann ich deine Füße kühlen.<br />
Mit der Kraft meines Wassers kann ich Wasserräder und<br />
Turbinen von Kraftwerken antreiben. Dabei entsteht elektrische<br />
Energie. Du kennst diese elektrische Energie, denn sie wird<br />
auch Strom genannt.<br />
64
Und ihr Menschen braucht den Strom für eure Lampen,<br />
Computer, Kühlschränke, und alle anderen Elektrogeräte.<br />
Wenn du noch andere Bewohner des Energielandes kennen<br />
lernen willst, gehe meinen Flusslauf entlang, bis du zu einer<br />
großen Blumenwiese kommst.“<br />
Du bist n<strong>at</strong>ürlich neugierig und machst dich auf den Weg. Der<br />
Weg ist sehr mühevoll und als du bei der großen Wiese<br />
ankommst, lässt du dich erschöpft auf den Boden fallen. Weit<br />
und breit ist niemand zu sehen. Auf einmal hörst du tief unter<br />
der Erde leise Stimmen: „Hier sind wir, hier unten! Wir sind<br />
Erdi, das Erdgas, Oliver, das Erdöl, und K<strong>at</strong>hi, die Kohle. Die<br />
Menschen graben und bohren in die Erde, um uns<br />
herauszuholen, weil sehr viel Energie in uns steckt. Seid<br />
sparsam im Umgang mit uns, dann werden wir noch lange für<br />
euch arbeiten können.“<br />
„Das ist ja alles aufregend hier“, denkst du. Doch leider wartet<br />
schon der Ballon, um dich nach Hause zu bringen. Du winkst<br />
deinen neuen Freunden und rufst ihnen zu: „Ab jetzt werde ich<br />
immer an euch denken, wenn ich in einer grünen Wiese liege,<br />
die Sonne und den Wind auf meiner Haut spüre und das<br />
Rauschen des Wassers höre!“<br />
http://www.young.evn.<strong>at</strong>/schulservice/fantasiereise.asp<br />
65
Woher kommt der elektrische Strom?<br />
Auf dem Fahrrad ist ein „Dynamo“<br />
montiert. Der Dynamo ist eine<br />
Maschine, die elektrischen Strom<br />
erzeugt.<br />
Wie? Das Antriebsrad des<br />
abgebildeten Dynamos dreht eine<br />
Drahtspule innerhalb eines<br />
Magneten. Dadurch entsteht<br />
elektrischer Strom, der das Glühlämpchen der Fahrradlampe<br />
zum Leuchten bringt.<br />
In einem Kraftwerk ist die „Stromerzeugungsmaschine“ viel<br />
größer und heißt Gener<strong>at</strong>or. Der Gener<strong>at</strong>or wird mit Hilfe einer<br />
Turbine (entspricht dem Antriebsrad des Dynamos)<br />
angetrieben. Die Turbine kann von fließendem Wasser, von<br />
heißem Wasserdampf und von Wind in Drehung versetzt<br />
werden.<br />
Daneben kann mit einer so genannten Photovoltaikanlage<br />
Sonnenlicht direkt in elektrischen Strom umgewandelt werden.<br />
66<br />
http://d<strong>at</strong>a10.sevenload.com/slcom/iz/mx/fjpsmfd/<br />
lcvleeflkfge.jpg~/Fella-nachgefuehrte-<br />
Photovoltaikanlage.jpg
Strom - ein nützlicher Helfer ....<br />
Schreibe die folgenden Elektrogeräte passend in die leeren<br />
Kästchen:<br />
Waschmaschine, elektrische Zahnbürste, Fernsehgerät,<br />
Energiesparlampen, Herd, Kühlschrank, Computer<br />
Kühlung<br />
___________<br />
Wärme<br />
___________<br />
Inform<strong>at</strong>ion<br />
___________<br />
Beleuchtung<br />
___________<br />
Elektrogräte<br />
Hygiene<br />
___________<br />
Unterhaltung<br />
___________<br />
Körperpflege<br />
___________<br />
Jedes Gerät, das mit elektrischem Strom betrieben wird, ist für<br />
eine bestimmte Spannung geeignet. So wird z.B. eine<br />
Energiesparlampe oder ein Staubsauger mit 230 Volt<br />
betrieben. Man sagt dazu auch Lichtstrom.<br />
Größere Motoren wie z.B. für eine Kreissäge oder<br />
Mischmaschine werden mit einer Spannung von 400 Volt<br />
betrieben. Hier spricht man von Kraftstrom. Elektrogräte mit<br />
einem Netzgerät, wie z.B. die Spielzeugeisenbahn, werden<br />
meist mit einer Kleinspannung bis maximal 24 Volt betrieben.<br />
67
Strom ein gefährlicher Helfer<br />
Achtung! Unsichtbar und doch immer da!<br />
68<br />
Elektrogeräte<br />
− nicht in der Badewanne oder in der Nähe<br />
der Badewanne benützen!<br />
− nicht ins Wasser tauchen!<br />
− nicht mit nassen Händen<br />
berühren!<br />
− nicht mit Wasser reinigen, wenn sie an<br />
der Steckdose angesteckt sind!<br />
Stecker nicht am Kabel heraus ziehen!<br />
Elektrische Geräte nicht am Kabel<br />
tragen oder ziehen!<br />
Kabel nicht knicken oder<br />
einklemmen!<br />
Achtung! Glühlampen dürfen nur von<br />
Erwachsenen gewechselt werden!<br />
Elektrogeräte dürfen nur von geschulten<br />
Personen repariert werden!
Sicher ist sicher:<br />
Jedes Elektrogerät besitzt ein so genanntes Leistungsschild, auf<br />
welchem verschiedene Inform<strong>at</strong>ionen über dieses Gerät stehen. Es ist<br />
also so etwas wie eine Visitenkarte. Wenn sich das ÖVE -Zeichen auf<br />
diesem Leistungsschild befindet, weißt du, dass das Gerät nach den<br />
österreichischen Sicherheitsvorschriften geprüft ist.<br />
Das ÖVE-Zeichen, auch österreichisches Prüfzeichen genannt, steht für<br />
größtmögliche elektrotechnische Sicherheit. Es wird vom<br />
Österreichischen Verband für Elektrotechnik (daher ÖVE) vergeben.<br />
Das österreichische Prüfzeichen ist auf allen<br />
geprüften Elektrogeräten aber auch auf<br />
Steckern angebracht.<br />
Das deutsche Prüfzeichen (VDE=Verband<br />
deutscher Elektrotechniker)<br />
Das CE-Zeichen (CE = Communaute´ Européenne,<br />
Europäische Gemeinschaft) zeigt an, dass das Gerät,<br />
auf dem es angebracht ist, „sicher“ für die Benutzung ist<br />
und den EU-Richtlinien entspricht.<br />
Das GS-Zeichen (GS = Geprüfte Sicherheit) bedeutet,<br />
dass das Gerät auf Sicherheit überprüft ist.<br />
69
Wasser leitet den elektrischen Strom<br />
Probiere es selbst!<br />
Du brauchst:<br />
Eine 4,5 Volt B<strong>at</strong>terie<br />
So kannst du es machen:<br />
Halte mit deinen beiden Händen, jeweils mit<br />
Zeigefinger und Daumen je einen der beiden<br />
Anschlusslaschen der 4,5 Volt B<strong>at</strong>terie. Was<br />
fühlst du?<br />
Lege nun die zwei Anschlusslaschen der<br />
B<strong>at</strong>terie auf deine Zunge und überprüfe erneut.<br />
Was fühlst du jetzt?<br />
70<br />
Was vermutest du, wird passieren?<br />
Ich spüre den elektrischen Strom. Der Strom kitzelt. Ich<br />
kann nichts wahrnehmen…<br />
Zeichne oder schreibe auf, was du beobachtet<br />
hast!<br />
Wenn ich die Laschen mit den Fingern angreife, spüre<br />
ich den Stromfluss nicht. Berühre ich die Laschen mit<br />
der Zunge, spüre ich ein leichtes Kribbeln. Auch nehme<br />
ich einen anderen Geschmack wahr.<br />
Wie kannst du dir dieses Ergebnis erklären?<br />
Wasser leitet den elektrischen Strom. Neben Wasser<br />
befinden sich im Speichel auch noch andere Teilchen,<br />
die den elektrischen Strom leiten. An den Fingern ist der<br />
elektrische Widerstand so groß, dass nur ein<br />
unmerklich kleiner Strom fließt.
Notizen<br />
71
Verwendete und weiterführende Liter<strong>at</strong>ur<br />
Akademie für Lehrerfortbildung und Personalführung Dillingen. (2005).<br />
N<strong>at</strong>urwissenschaften in der Grundschule. Schwerpunkte Chemie und Physik.<br />
Akademiebericht Nr. 404. Dillingen<br />
Axel, Werner.(2006). KONTEXIS, Experimente aus Infolinos Forscherlabor<br />
Berger U., Kersten D.,(2007). Schau, so geht das! Die Lichtwerkst<strong>at</strong>t. Felber-Verlag<br />
Demuth R., Kleinert K. (2007). Themenfeld Luft. In: Kahlert J., Demuth R. (Hrsg.), Wir<br />
experimentieren in der Grundschule Teil I (S.10-27). Köln: Aulis Verlag Deubner<br />
Grygier P., Günther J., Kircher E. (2004). Über N<strong>at</strong>urwissenschaften lernen.<br />
Baltmannsweiler: Schneider Verlag Hohengehren<br />
Herausgeber: Technischer Jugendfreizeit- und Bildungsverein (tjfbv) e.V., Arbeitsheft<br />
2 /06<br />
Kaiser A., Mannel S. (2004). Chemie in der Grundschule. Baltmannsweiler:<br />
Schneider Verlag Hohengehren<br />
Krekeler, Hermann; Rieper-Bastian, Marlies (2000). Spannende Experimente:<br />
Ravensburg, Ravensburger Buchverlag<br />
Lück, Gisela (2000). Leichte Experimente für Eltern und Kinder. Freiburg, Basel,<br />
Wien: Verlag Herder<br />
Lück, Gisela (2005). Neue leichte Experimente für Eltern und Kinder. Freiburg,<br />
Basel, Wien: Verlag Herder<br />
Murmann, Lydia (2006). Viel Licht und ein bisschen Sch<strong>at</strong>ten. In Lück, G., Köster, H.<br />
(Hrsg.), Physik und Chemie im Sachunterricht (S.95-108). Bad Heilbrunn: Verlag<br />
Julius Klinkhardt<br />
Rieck, Karen (2008). Themenfeld Licht und Sehen. In: Kahlert J., Demuth R. (Hrsg.),<br />
Wir experimentieren in der Grundschule Teil II (S.80-97). Köln: Aulis Verlag Deubner<br />
Wiesner H., Heran-Dörr E. (2007). Themenfeld Elektrizität. In: Kahlert J., Demuth R.<br />
(Hrsg.), Wir experimentieren in der Grundschule Teil I (S.66-88). Köln: Aulis Verlag<br />
Deubner<br />
Wiesner H., Heran-Dörr E. (2007). Themenfeld Magnetismus. In: Kahlert J., Demuth<br />
R. (Hrsg.), Wir experimentieren in der Grundschule Teil I (S.98-119). Köln: Aulis<br />
Verlag Deubner<br />
72