Fachbereich Physik, Thüringen
Akustische Tarnkappe
Patricia Asemann, Konstantin Schnekenburger
Patricia Asemann und Konstantin Schnekenburger haben die erste Tarnkappe für hörbaren Schall berechnet, entwickelt und durchgemessen.
Eine Tarnkappe ist in der Lage Objekte vor dem Nachweis durch Strahlungen zu verbergen. Sie leitet die Strahlung so um, dass sie hinter dem Objekt mit der richtigen Phase und Intensität ankommt, so dass man nicht auf das Objekt rückschließen kann.
Tarnkappen werden mit sog. Metamaterialien hergestellt, die man seit einigen Jahren intensiv erforscht. Für Mikrowellen und Licht gibt es sie schon, ebenso für Ultraschall. Aber noch nie ist es bisher gelungen sie für hörbaren Schall zu bauen.
Dazu musste das Team die berühmten Maxwellschen Differenzialgleichungen der Elektrodynamik so umschreiben, dass sie Radiowellen beschreiben, die sich bei der Ausbreitung wie Schallwellen verhalten. Dann konnten elektrische Eigenschaften wie Kapazität eines Kondensators und Induktivität einer Spule auf Bauelemente für Schall umgerechnet werden.
Durch Lösen komplizierter Gleichungssysteme konnte dann eine solche Anordnung aus akustischen Spulen und Kondensatoren berechnet werden, die genau den erwünschten Effekt auf Schall ausüben.
Diese Theorie dann messtechnisch zu überprüfen war eine weitere Meisterleistung dieses Teams.
In der Laudatio lobte die Jury dass ein hochanspruchsvolles Thema sowohl von der Theorie her als auch durch präzise Messungen umfassend behandelt wurde. Dem Team ist es aber auch gelungen, die komplexen physikalischen Zusammenhänge anschaulich und allgemeinverständlich zu vermitteln.
Damit haben Teams aus dem SFN 2017
4 Landessiege mit Qualifikationen zum Bundeswettbewerb
Preis des Kultusministers für die schöpferisch beste Arbeit des Wettbewerbs in Hessen
2 zweite Plätze
2 dritte Plätze
3 Sonderpreise, darunter zwei hochwertige Forschungspraktika
Betreuerpreis
(hinzu kommen Bronze und Nominierung für Nationalmannschaft beim GYPT sowie der GreenTec Award)
erhalten.
Der Bildbericht vom Landeswettbewerb in Jena befindet sich HIER!
Teams des SFN haben gestern auf dem hessischen Landeswettbewerb von "Jugend forscht" wieder herausragende Erfolge gehabt.
3 Landessiege mit Qualifikation zum Bundeswettbewerb in den Fachgebieten Biologie und Physik:
Hannah und Leon
Philipp, Christoph und Johannes
Jannik
Preis des Kultusministers für die schöpferisch beste Arbeit des Wettbewerbs (Biologiearbeit)
Hannah und Leon
sowie
2 zweite Plätze in Arbeitswelt und Technik
2 dritte Plätze in Arbeitwelt und Mathe/Informatik
3 Sonderpreise, darunter zwei hochwertige Forschungspraktika
Betreuerpreis
1. Plätze bei bundesweiter Auswahlrunde der 14. Internationalen Junior Science Olympiade
Jesse Fuhrmann, Jacob Siebert, Viktor Burski und Ricardo Olea Catalán haben bei der bundesweiten Auswahlrunde der Internationalen Junior Science Olympiade den ersten Platz gewonnen und sind nun eine Runde weiter.
Alle vier haben im Rahmen des KidsClubs des Schülerforschungszentrums Nordhessen SFN an dem Wettbewerb teilgenommen. Sie haben anspruchsvolle theoretische und experimentelle Aufgaben aus Biologie, Chemie und Physik gelöst. Dabei wurden sie von ihren Betreuern Felix Kreyer (Student) und Aaron Schlitt (Schüler) unterstützt.
Alle vier Jungs besuchen die Kasseler Albert-Schweitzer-Schule.
Die Junior Science Olympiade wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung sowie vom Leibniz Institut in Kiel gefördert. Der hessische Landesbeauftragte Jörg Steiper ist ebenfalls Mitarbeiter im SFN.
In den nächsten Wochen müssen die vier Gewinner nun eine anspruchsvolle Klausur aus allen MINT – Bereichen schreiben.
Beim Bundeswettbewerb GYPT des englischsprachigen Physik Welt-Cups haben zwei Teams aus dem SFN teilgenommen.
Das Team aus Alina, Carltin und Wenzel haben eine Bronzemedaille gewonnen.
Birk wurde für die Nationalmannschaft nominiert, die Deutschland auf dem Welt-Cup in Singapur vertreten wird.
Am Mi, 22.2. fand der 4. Regionalwettbewerb von „Jugend forscht“ in Jena statt.
Aus verschiedenen Gründen hat sich eines unserer Teams in Thüringen angemeldet und dort sofort einen Volltreffer gelandet:
Patricia Asemann und Konstantin Schnekenburger haben die erste Tarnkappe für hörbaren Schall berechnet, entwickelt und durchgemessen.
Dafür gab es:
Platz 1, Qualifikation zum Landeswettbewerb Thüringen
Sonderpreis
Fazit des SFN auf Regionalebene: 14 erste Plätze, 7 zweite Plätze, 7 dritte Plätze und 7 Sonderpreise sowie 9 Qualifikationen zum Landeswettbewerb.
Eine Tarnkappe ist in der Lage Objekte vor dem Nachweis durch Strahlungen zu verbergen. Sie leitet die Strahlung so um, dass sie hinter dem Objekt mit der richtigen Phase und Intensität ankommt, so dass man nicht auf das Objekt rückschließen kann.
Tarnkappen werden mit sog. Metamaterialien hergestellt, die man seit einigen Jahren intensiv erforscht. Für Mikrowellen und Licht gibt es sie schon, ebenso für Ultraschall. Aber noch nie ist es bisher gelungen sie für hörbaren Schall zu bauen.
Dazu musste das Team die berühmten Maxwellschen Differenzialgleichungen der Elektrodynamik so umschreiben, dass sie Radiowellen beschreiben, die sich bei der Ausbreitung wie Schallwellen verhalten. Dann konnten elektrische Eigenschaften wie Kapazität eines Kondensators und Induktivität einer Spule auf Bauelemente für Schall umgerechnet werden.
Durch Lösen komplizierter Gleichungssysteme konnte dann eine solche Anordnung aus akustischen Spulen und Kondensatoren berechnet werden, die genau den erwünschten Effekt auf Schall ausüben.
Diese Theorie dann messtechnisch zu überprüfen war eine weitere Meisterleistung dieses Teams.
Hier kann ein Bildbericht heruntergeladen werden.