Die Beiträge von rund 20 Wissenschaftlern zum großen Thema "Energie" voller überraschender Phänomene und naturwissenschaftlicher Zusammenhänge reichen von Experimentalvorlesungen über Gespräche, Ausstellungen und Versuche bis hin zu Mitmachaktionen.
Dem Traum vom Fliegen auf der Spur
"Warum braucht ein Flugzeug eine Start- und Landebahn?", fragt Prof. Dr. Wolfgang Oehme aus dem Bereich Didaktik der Physik in seiner Experimentalvorlesung. "Mit anschaulichen Experimenten wird ein Bogen vom Spielzeugdrachen bis zum Raumschiff gespannt", verrät er und wird auch beantworten, warum ein Hubschrauber in der Luft stehen oder eine Rakete im luftleeren Raum fliegen kann. Die erste Veranstaltung um 18:00 Uhr wendet sich speziell an Kinder. Um 21:00 Uhr klärt der Wissenschaftler die gleichen Fragen mit erkennbarem physikalischem Hintergrund.
Wunderwelt der Gase
Verblüffende Experimente mit verschiedenen Gasen sind Bestandteile der humorvollen Experimentalshow von Prof. Dr. Dieter Sicker vom Institut für Organische und Anorganische Chemie. "Wir haben alle Stoffe da, die bei den uns umgebenden Bedingungen gasförmig sind", kündigt er an. Versuche mit Helium, Argon, Methan, Wasserstoff, Acetylen, Stickstoff, Ammoniak, Sauerstoff, Ozon oder Lachgas sollen Besucher zum Staunen bringen und prinzipielle chemische Zusammenhänge begreiflich machen. "Wir werden die Eigenschaften von Gas an sich illustrieren, aber auch die spezielle Charakteristik eines jeweiligen Gases und seine Anwendungen zeigen", so Sicker. "Zum Abschluss gibt es unser Super-Experiment mit (festem) CO2, das ist die Magnesiumsonne."
Spinresonanz und Erforschung moderner Materialien
Der Kernspin- und Elektronenspinresonanz widmet sich die Forschungsabteilung des Dekans der Fakultät für Physik und Geowissenschaften, Prof. Dr. Jürgen Haase. Es wird das physikalische Phänomen in Verbindung mit der medizinischen Diagnostik der Magnetresonanztomographie (MRT), mit dem Kernspin oder der Röhre, erklärt. "Viele Atomkerne besitzen einen Kernspin oder ein kernmagnetisches Moment, was sich physikalisch nicht so einfach verstehen lässt, sondern dazu moderne Quantentheorie erfordert", merkt Haase an. "Stark vereinfacht dreht sich der Kern sehr schnell um seine eigene Achse - wie ein Kinderkreisel einen Drehimpuls besitzt und dabei ein Elementarmagnet, magnetischer Dipol, vorhanden ist." In der Demonstration wird der in der "Röhre" entstehende Resonanzeffekt zur Untersuchung der Eigenschaften von Flüssigkeiten, Festkörpern oder komplizierten Materialsystemen verwendet. Die Wissenschaftler nutzen hier die Tatsache aus, dass in allen Stoffen noch zusätzliche, sehr schwache innere Magnetfelder vorhanden sind. Haase: "Diese Felder erlauben Aussagen über die Eigenschaften der Materialien, die sonst nur über kompliziertere Theorien zugänglich sind."
Vakuum - Spiele mit dem Nichts
"Erst bei völliger Abwesenheit von Gasen, also im Vakuum, wird klar erfahrbar, wie groß der uns umgebende Luftdruck ist. Und nur durch diesen Vergleich kann Vakuum, also das Nichts, erfasst werden", sagt Prof. Dr. Reinhard Denecke vom Wilhelm-Ostwald-Institut für Physikalische und Theoretische Chemie. In einer Mitmachaktion wird er eine Version der Magdeburger Halbkugeln verwenden, an der die Besucher ihre Kraft mit der des Vakuums (oder besser mit der des Luftdrucks) messen können. "Außerdem werden wir das Gleichgewicht zwischen Luft, die in Schaumbläschen eingeschlossen ist, und dem Außendruck stören - mit erstaunlichen Folgen."
Bleibestimmung im Trinkwasser
Interessierte, die Trink- oder Gartenwasser mitbringen (100 Milliliter sind ausreichend), können selbst mittels einer hochsensitiven, elektrochemischen Methode den Bleigehalt bestimmen. "Zur Abschätzung gesundheitlicher Risiken ist es erforderlich, sehr geringe Konzentrationen von nur wenigen Millionstel Gramm Blei pro Liter (µg/L) Wasser zu bestimmen", so Prof. Dr. Detlef Belder zur Experimentalvorführung. In einer voltammetrischen Messzelle werden die Blei-Ionen zunächst an der Arbeitselektrode elektrochemisch angereichert, um dann im folgenden Arbeitsgang bestimmt werden zu können. Bis zum 1. Dezember 2013 wird der Grenzwert für Blei von derzeit 25 µg/L auf 10 µg/L in der Trinkwasserverordnung abgesenkt.
Energiequellen, Fußball, Regenbögen und Wetter u.v.m.
An einem experimentellen Aufbau des Wilhelm-Ostwald-Instituts wird das Zusammenspiel zwischen solarer Stromerzeugung, Umwandlung der Energie in Wasserstoff zur möglichen Speicherung und anschließender erneuter Erzeugung von elektrischem Strom in einer Brennstoffzelle demonstriert und diskutiert. Die Theoretische Physik nähert sich mit statistischen Methoden dem Thema Fußball, indem am Tischkicker erzeugte Spielergebnisse erfasst, analysiert und illustriert werden. Prof. Dr. Frank Cichos vom Institut für Experimentelle Physik macht das beeindruckende Schauspiel eines Regenbogens sichtbar - aber ohne Sonne und Regen. "Besucher können mit künstlichen Regenbögen experimentieren und Details erkennen, die sie nie zuvor gesehen haben", so der Physiker. Und auch die Frage "Wie wird das Wetter?" wird beantwortet. Im Institut für Meteorologie erstellt Prof. Dr. Manfred Wendisch stündlich Prognosen, während andernorts auch weitere Themen Spannung versprechen.
Alle Veranstaltungsorte und Termine der "Langen Nacht der Wissenschaften" unter:
www.wissenschaftsnacht.leipzig.de
Das Programm der Universität Leipzig anlässlich der Langen Nacht der Wissenschaften unter:
www.uni-leipzig.de/wissenschaftsnacht