Schülerlabor am Gymnasium Papenburg
Konzept
Im Erdgeschoss des naturwissenschaftlichen Traktes ist ein Schülerlabor auf einer Fläche von insgesamt 200 m² entstanden. Dort erhalten die Schülerinnen und Schüler damit die Möglichkeit, Experimente durchzuführen, die sonst nur in einer Universität vorgehalten werden. Dadurch lernen sie das wissenschaftliche Arbeiten.
Inhaltlicher Schwerpunkt des Labors sind die Nanotechnologie und neue Materialien.
Das Schülerlabor kann auf verschiedene Arten genutzt werden:
- Einbindung in den curricularen Untericht: Experimente, die sonst nur als Demonstrationsversuche durchgeführt werden, können jetzt von den Schülerinnen und Schülern eigenständig bearbeitet werden.
- Schülerwettbewerbe: Im Rahmen einer AG oder wahlfreien Unterrichts erhalten die Schüler die Möglichkeit auch komplexe Arbeiten für Schülerwettbewerbe oder Facharbeiten zu erstellen.
Experimente: Rasterkraftmikroskop
Ein wichtiges Instrument im Bereich der Nanotechnologie ist das Rasterkraftmikroskop (AFM: atomic force microscope). Mit einem AFM können Oberflächenstrukturen mit einer Auflösung im Nanometerbereich abgetastet werden, es übersteigt damit das Auflösungsvermögen von Lichtmikroskopen deutlich.
Darüber hinaus wird ein AFM auch als Werkzeug eingesetzt, um Oberflächenstrukturen zu verändern. Bei einem Rasterkraftmikroskop wird eine Oberfläche mit einer feinen Spitze, die an einer kleinen Blattfeder – dem Cantilever – befestigt ist, abgetastet. Die Höhenänderungen dieser Sonde werden erfasst, während sie über die Oberfläche bewegt wird. Auf diese Weise wird ein topografisches Bild der Oberfläche erstellt. Mit dem AFM kann so beispielsweise die Oberfläche einer DVD abgetastet werden.
Aber auch Objekte aus der Biologie können untersucht werden. Darüber hinaus zeigt das Rasterkraftmikroskop die Anwendung verschiedener physikalischer Phänomene, vom Hookeschen Gesetz bis zur Interferenz von Laserstrahlen. Die Schüler erfahren, dass auch auf den ersten Blick einfache physikalische Gesetze, wie das Hookesche Gesetz, in modernen technischen Geräten eine Anwendung finden.
