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Was ist elektrische Ladung?

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Materialien

  • Luftballon
  • Salz oder Pfeffer

Versuch 1
Lupe-Logo-HeaderReibe den aufgeblasenen Luftballon an Deinen Haaren oder an einem Pullover. Nun nähere dich mit dem Ballon den Salz- oder Pfefferkörnern.

Was passiert?
Durch das Reiben lädst du den Ballon negativ auf. Da der Ballon aufgeladen ist, die Salzkörner jedoch keine Ladung haben, werden die Salzkörner vom Ballon angezogen. Hast Du ein Gemisch aus Salz und Pfeffer verwendet, so werden die Pfefferkörner zuerst angezogen, weil sie leichter als Salzkörner sind. Die angezogenen Körner fallen nach einiger Zeit wieder herunter, weil sich die Ladungen ausgeglichen haben.

Materialien

  • Luftballon
  • sehr dünnes Papier
  • Schere

Versuch 2
Du brauchst ein ca. 10×5 cm großes Stück Papier. Auf der Längsseite machst Du bei 1 cm einen Strich. Jetzt machst Du auf dem 4 cm breiten Stück jeweils nach 2-5mm einen Schnitt. Am Ende klebst Du den 1 cm breiten Streifen zu einer Rolle zusammen, so dass quasi ein Kopf mit Haaren entsteht. Stelle die Figur auf den Tisch.

Lade den Ballon jetzt wieder an den Haaren oder am Pullover auf und nähere dich vorsichtig der Papierfigur. Wie auch die Salzkörner wird das Papier vom Ballon angezogen und bleibt daran kleben und fällt nach einiger Zeit wieder herunter.

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Was blitzt denn da?

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Materialien

  • Holzbrett
  • Hammer
  • grober Kandiszucker (zur Not geht auch Würfelzucker)

Versuchsdurchführung
Eva-Was_blitzt_denn_da-300x188Lege einen Klumpen Kandis auf ein Holzbrett und den Hammer griffbereit daneben. Nun mache das Licht aus und warte einige Minuten, damit sich Deine Augen an die Dunkelheit gewöhnen können. Nun nimm den Hammer und schlage kräftig mit der platten Seite auf den Kandis.

Was beobachtest Du?
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Erklärung
Es entstehen echte Blitze. Sie sind natürlich sehr klein. Beim Kristallisieren nehmen die Zuckermoleküle viel Energie auf, um Kristalle bilden zu können. Diese Energie wird auf einmal frei, wenn der Kristall mit dem Hammer zerschlagen wird.
Dieses Leuchten nennt der Fachmann auch Tribolumineszenz. Es tritt zum Beispiel auch auf, wenn man Klebeband schnell abrollt.

Tipp
Diese Blitze kann man auch erzeugen, indem man in einem dunklen Raum zwei Stücke Würfelzucker aneinander reibt. Es entsteht ein bläuliches Leuchten.

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Siehst du das lachende oder das traurige Gesicht?

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Materialien

Versuchsdurchführung:
Eva-Siehst_du_das_lachende_oder_das_traurige_GesichtMale mit einem roten Stift ein lachendes und mit einem blauen Stift ein trauriges Gesicht auf ein Blatt Papier. Nun decke abwechselnd beide Gesichter mit einer blauen oder einer roten Folie ab.

Was beobachtest Du?
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Wenn der Versuch nicht sofort klappt, dann probiere verschieden farbige Stifte aus, bis Du Stifte gefunden hast, deren Farbe verschwindet, wenn Du die Farbfolie darüber legst.

Zusatzversuche
Halte die Farbfolien vor das Gesicht und schaue Dir verschiedene Gegenstände (z.B. Obst und Gemüse: Apfel, Paprika, Tomate, Orange) durch die Farbfolien hindurch an. Du kannst auch mehrere Farbfolien übereinander legen.

Tipp
Am besten funktionieren die Versuche bei hellem Tageslicht. Bei Neon- oder LED-Licht kann es sein, dass nicht alle Versuche funktionieren.

Erklärung
Das weiße Licht der Sonne ist nicht einfarbig. Es enthält viele verschiedene Farben. Trifft Licht auf einen Gegenstand auf, so verschluckt der Gegenstand bestimmte Farben und nur die Farbe, in der der Gegenstand ist, wird zurück geworfen. Legt man mehrere Folien übereinander, so kann man deren Farben mischen.

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Wieso brennt eine Glühbirne?

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Materialien

  • Holzeisenbahn (wenn möglich mit Brücke) oder Pappe
  • Glasmurmeln

Versuch 1
Lupe-Logo-HeaderStecke ein paar gerade Stücke und dahinter ein Brückenstück der Holzeisenbahn zusammen. Alternativ kannst Du auch Pappe nehmen, sie zu einem M falten (1 Berg, 1 Tal- und eine Bergfalte). Auf die Schienen oder in die Mitte des Ms legst Du mehrere Glasmurmeln hinter einander. Lasse jetzt eine Murmel den Berg herunter in Richtung der vielen Glasmurmeln rollen. Nimmst Du Pappe, dann schnippe eine Murmel vom Rand in Richtung der vielen Glasmurmeln.

Was passiert?
Sobald die angeschnippte Glasmurmel die anderen Glasmurmeln berührt, wird am anderen Ende der vielen Glasmurmeln eine Glasmurmel heraus “katapultiert”. So ähnlich kannst Du Dir elektrischen Strom vorstellen. Legt man an die eine Seite eines elektrischen Leiters Strom an, so kommen direkt auf der anderen Seite die Elektronen heraus.

Materialien

  • Fahrrad-Glühbirne
  • 4,5 V Blockbatterie
  • ggf. 2 bis 3 Kabel mit Krokodilklemmen

Versuch 2
energie_gluehbirne

Nimm die Glühbirne schaue sie dir genau an. Jetzt versuche sie zum leuchten zu bringen indem du sie an die beiden Pole der Batterie hälst. Beobachte genau, was passiert, wenn die Lampe leuchtet und was passiert, wenn du sie wieder von der Batterie trennst.

Erklärung
Die Glühbirne leuchtet nur, wenn die Schraubfassung und der untere Pol jeweils an einen Pol der Batterie gehalten wird. Dadurch, dass die Glühbirne einen Doppelwendel hat, deren Kabelquerschnitt sehr klein ist (siehe Bild), fließt hier der Strom sehr schnell durch und heizt die Glühbirne auf. Irgendwann fängt der Glühwendel an zu leuchten. Damit der Glühwendel nicht verbrennt, befindet sich in einer Glühbirne ein Gas, welches nicht brennbar ist (Edelgas).

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Wie erzeugt man Strom? (Solarzelle)

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Es gibt viele Arten Strom zu erzeugen. Drei davon wollen wir uns in nächsten folgenden Experimenten an schauen. Die einfachste Art ist die der Solarzelle.

Materialien

  • 1-3 Solarzellen
  • Glühlampe
  • einige Verbindungskabel

Versuchsdurchführung
Lupe-Logo-HeaderVerbinde den Minuspol der ersten Solarzelle mit dem Pluspol der zweiten Solarzelle. Ferner verbinde den Minuspol der zweiten Solarzelle mit dem Pluspol der dritten Solarzelle. An Pluspol der ersten Solarzelle und Minuspol der dritten Solarzelle schließt du dann eine Glühlampe an, wie sie für Fahrräder verwendet wird.

Was passiert?
Die Glühlampe fängt an zu leuchten, wenn die Solarzellen mit Licht bestrahlt werden. Das Prinzip ist ähnlich, wie bei Versuch 1 von Wieso brennt eine Glühbirne?. Die Solarzelle besteht aus mehreren Schichten. Treffen nun Lichtstrahlen auf die Solarzelle, so “schlagen” sie Elektronen aus der ersten Schicht heraus. Diese wandern in die zweite Schicht und von da in den angeschlossenen Stromleiter und durch eine angeschlossene Glühlampe mit angeschlossenem Stromleiter dann wieder zurück zur Solarzelle.

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Wie erzeugt man Strom? (Schraubenmotor)

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Es gibt viele Arten Strom zu erzeugen. Drei davon wollen wir uns in nächsten folgenden Experimenten an schauen.

Materialien

  • Batterie der Größe AA
  • Holzschraube
  • Ein etwa sieben Zentimeter langes Kabel
  • Neodym-Magnet (gibt es beispielsweise hier bei Amazon)

Versuchsdurchführung
Lupe-Logo-HeaderNimm das Kabel und entferne an beiden Enden ca. 1 cm der Isolierung. Die Schraube wird auf den Neodym-Magnet gestellt. Die Spitze der jetzt magnetischen Schraube hält man an den (flachen) Minuspol der Batterie. Dann halte das eine Ende des Kabels an den positiven Pol der Batterie, das andere Ende seitlich an den Neodym-Magneten und beobachte wie die Schraube rotiert.

Was passiert?
Mit dem Draht erzeugt man in der Batterie einen Kurzschluss, so dass hohe Ströme durch die Schraube und den Magneten zum Draht hin fließen. Die Elektronen sind auf diesem Weg dem starken Magnetfeld des Neodym-Magneten ausgesetzt. Geladene Teilchen wie Elektronen werden in einem Magnetfeld jedoch abgelenkt. Da es keine Kraft ohne Gegenkraft gibt, wird die Schraube in Rotation versetzt.
Achtung: Bei Neodym-Magneten handelt es sich nicht um ein Kinderspielzeug. Je nach Größe des Magneten kann es zu Quetschungen und anderen Verletzungen kommen. So können Neodym-Magnete auch splittern, wenn sie beispielsweise mit großer Wucht aufeinander treffen. Bitte Kindern nur unter Aufsicht geben.

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Wie erzeugt man Strom? (die sprechende Kartoffel)

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Die dritte Art Strom zu erzeugen geht, in dem man 2 unterschiedliche Metalle und eine so genannte Elektrolytlösung verwendet. Den Erwachsenen ist dies von der Autobatterie oder auch normalen Batterien bekannt.

Materialien

  • eine Kartoffel, Apfel, Zitrone o.ä.
  • verschiedene Metalle (Nägel, Schrauben oder etwa Münzen 5ct und 10ct)
  • einen Kopfhörer

Versuchsdurchführung
Eva-Wie_baut_man_sich_eine_BatterieStecke die beiden Gegenstände aus unterschiedlichen Metallen in die aufgeschnittene Kartoffel (1x 5ct, 1x 10ct) und zwar so, dass der Stecker des Kopfhörers genau dazwischen passt. Gegebenenfalls kannst du auch Kabel mit Krokodilklemmen nehmen. Setze den Kopfhörer auf. Je nach Art der Metalle hörst Du ein mehr oder weniger lautes Knackgeräusch. Das ist der Strom. Du kannst dir die Spannung zwischen den Metallen auch durch ein Messgerät anzeigen lassen, falls du eines zur Hand hast. Das Experiment funktioniert auch mit einem Apfel oder einer Zitrone. Werden mehrere Kartoffeln mit Kabeln hintereinander verkabelt, so kann man sogar eine Glühlampe zum Leuchten bringen.

Was passiert?
Der Saft der Kartoffel ist eine Strom-leitende Flüssigkeit. Die Elektronen des unedleren Metalls wandern in den Kartoffelsaft. Das Metall ist dann negativ geladen. Dem edleren Metall werden durch den Saft negativ geladene Teilchen entzogen, die Elektronen, wodurch dieses positiv geladen ist. Verbindet man die beiden Metalle oder Elektroden mit dem Stecker des Kopfhörers, so fließt Strom, weil sich die Ladungen zwischen Pluspol und Minuspol ausgleichen.

Achtung!
Bitte Kartoffel, Apfel oder Zitrone nach dem Experiment entsorgen. Auf keinen Fall essen.

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Wie zaubert man einen Regenbogen auf das Papier?

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Materialien

  • Taschenlampe
  • CD von Papa oder
  • mit Wasser gefüllte Schüssel und einen Spiegel
  • weißes Blatt

Versuchsdurchführung
Lupe-Logo-HeaderLege den Spiegel so in die Schüssel, dass ein 45° Winkel entsteht. Jetzt leuchte mit der Taschenlampe auf den Spiegel. Das weiße Papier musst Du da hinhalten, wo das Licht aus dem Wasser austritt.Du kannst jedoch auch mit der Taschenlampe die CD anleuchten und das Papier wieder dahin halten, wo das Licht der Taschenlampe zurückgeworfen wird.

Was passiert?
Wenn Du im richtigen Winkel in das Wasser oder auf die CD leuchtest, dann entsteht auf dem Papier ein “Regenbogen”.

Erklärung
Die Farben kommen aus der Taschenlampe. Das weiße Licht beinhaltet alle Farben des Regenbogens. Durch die CD oder das Wasser wird die weiße Farbe der Taschenlampe in ihre Einzelteile (einzelne Farben) zerlegt. Genau das Gleiche machen auch die Regentropfen, wodurch ein Regenbogen entsteht.

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