Projektideen PhysikClub 2008/09

Projektvorschläge 2008

1. Konstruktion eines Permamagnet-Motors

   Durch geschickte mechanische Konstruktionen können Permamagneten benutzt werden, um "ewig" laufende Motoren zu bauen.
   • Video:
     http://de.youtube.com/watch?v=mCANbMBujjQ&feature=related
   • Brauchbarer Link:
     http://www.rexresearch.com/johnson/1johnson.htm
     
     

2. Der supraleitende Motor (Mike)
   

   Dieses Projekt soll sich damit beschäftigen, wie man einen Supraleitenden Elektromotor bzw. eine Supraleitende Spule baut.
   • Motor:
     http://www.sei.co.jp/sn/2005/330/4.html
   • Kabel:
     http://www.sei.co.jp/super/cable_e/index.html
   • Draht:
     http://www.sei.co.jp/super/hts_e/index.html, http://www.amsuper.com/products/htsWire/index.cfm
   Spannend wäre auch eine Untersuchung / der Bau eines Elektroautos mit einem solchen Motor. Um dann vll. einen Low-Fuel-Marathon mitzumachen.
   
   
3. Halbleiter-Plastik (Mike)
   Es ist möglich Polymere so zu dotieren, dass sie elektrisch leitend werdend. Man kann sogar durch geeigenete Dotierung einen Halbleiter erzeugen. So gibts es z.B. eine "Plastik-LED".
   Im Jahre 2000 gab es den Chemie Nobelpreis für diese Entdeckung.
   Interessant wäre nun ein Projekt, das versucht ein elektrisch leitendes "Plastik" oder sogar Halbleiter-Plastik zu erzeugen.
   http://de.wikipedia.org/wiki/Kunststoff
   
   
4. Orbit-Foto-Ballon, wie z.B. http://natrium42.com/halo/flight2
   Steht nur zur frage wie hoch der Eigenforschungsanteil wäre .... man könnte die Konstruktion jedoch zusätzlich noch mit Gyroskopen stabilisieren ...
   
   
5. Rapid Prototyping - Entwicklung eines 3D-Druckers (Jonas Schmöle)
   Professionelle Geräte dieser Art kosten Unmengen von Geld (7-stelliger Bereich), können aber auch aus Komponenten gebrauchter oder kaputter Elektrogeräte selbst gebaut werden. Dazu gibt es schon eigene Communitys (http://www.fabathome.org/wiki), die Anwendungen reichen von der "handfesten" Visualisierung dreidimensionaler Modelle bis zur Herstellung formschöner Süßigkeiten aus flüssiger Schokolade.
   
   
6. Bodenanalyse (Mike Vogt)
   Mithilfe von Cola lassen sich preisgünstig Bodenanalysen durchführen; Denn in Cola ist gereinigtes Wasser und Phosphorsäure.
   Ziel: Bodenproben zu analysieren
   Lernziel:
   
   • Wie geht man damit um?
   • Wie analysiert man Böden?
   • Wie kann man Cola dazu benutzen?
   • Konzept vielleicht für arme Länder nutzbar?
     
     
7. Laserprojektor (Heiko Engelke)
   http://www.heise.de/newsticker/Laserprojektion-in-Rot--/meldung/108400
   
   Ein im kHz-Bereich gepulster Laser beleuchtet ein System von einem oder mehr Spiegeln, das den Strahl in zwei Richtungen ablenken kann. Projektion des Strahls auf eine Ebene liefert ein Bild. Ziel ist es, ein Bild (als Bitmap oder Vektorgrafik) an die Wand zu projizieren. Dafür bieten sich Lissajous-Figuren an, weil sie Beschleunigung und Ruck der Spiegel minimieren.
   
   Die Aufgabe ist nun:
   
   1. Ein geeignetes Frequenzverhältnis zu finden, das möglichst langsame Ablenkungsfrequenzen nötig macht,
   2. Spiegel mit möglichst hohen Frequenzen zu bewegen (motorisch, induktiv, elektrostatisch ...), so dass das Bild nicht flimmert,
   3. einen Laser schnellstmöglich und unregelmäßig zu pulsen, so dass er Pixel für Pixel ein- und ausgeschaltet werden kann,
   4. eine gegebene Bilddatei auf Abschnitte von Lissajous-Figuren abzubilden, die die Randbedingungen bzgl. Maximalfrequenz einhalten. Vorsicht, die Pixel sind nicht quadratisch, und die Geschwindigkeit des Zeigers ist nicht konstant.
   
   Viel Erfolg.
   
   
8. Für die nächsten 400 Jahre (Heiko)
   http://amasci.com/amateur/projs.txt
   
   
9. Mechanische Rechenmaschinen (Heiko)
   Nachtrag zu Druckköpfen: Epson schießt die Tinte per Piezo, ohne zu erhitzen. Das vergrößert die Anzahl von Stoffen, die man heil durch die Düse bekommt.
   
   In der Orangerie gibt’s ne inspirierende Menge von mechanischen Rechenmaschinen zu bewundern. Per Google findet man auch Maschinen zum Integrieren und Differenzieren. Ein interessantes Projekt für Mittelstüfler mit großem Lego-Zahnrad-Vorrat wäre der Aufbau von Zählwerken, mechanischen Addierern und anderen Rechenmaschinen.
   
   Die Möglichkeiten sind höchstens durch die Anzahl der Zahnräder begrenzt (und Zahnräder sind billig auf ebay), die Verfahren sind perfekt anschaulich, und das Debugging macht auch Spaß.
   
   Startpunkt für Recherche ist:
   http://acarol.woz.org
   
   
10. Methanhydrat (Mike)
    Methanhydrat ist einer der Energieträger der Zukunft. Schätzungsweise 10.000 Gigatonnen lagern im Meer auf der Erde, das ist in etwa doppelt soviel wie alle Erd- und Ölvorkommen zusammen. Es stellt einen hocheffizienten Speicher von Wasserstoff dar, da in einem Liter Methanhydrat, 165 Liter Methan(CH4) stecken.
    
    Das Projekt kann nun unterschiedliche Richtungen einschlagen:
    
    • Herstellung von Methanhydrat
    • Untersuchung von Methanhydrat
    • Effiziente Energiegewinnung aus Methanhydrat (Verbrennen, Reformen->Brennstoffzelle)
      
      
    http://de.wikipedia.org/wiki/Methanhydrat
    
    
11. Solid Fusion (Mike)
    Prof. Arata von der Universität Osaka in Japan, hat ein neues Konzept vorgestellt für eine Kernfusion die nicht bei mehreren millionen Grad abläuft.
    Dazu benutzt er einen Tank aus Edelstahl und füllt ihn mit einer nanobeschichteten Palladium (mit Zirkonium beschichtet). Danach füllt er Deuterium in den Tank und kann nach abschalten des Gasstromes eine Wärmequelle im Inneren nachweisen.
    Interessant wäre es dieses Gerät mit unseren Mitteln nachzubauen und auszumessen. Der Effekt selber ist nicht wirklich verstanden. Es besteht also Klärungsbedarf. Außerdem wäre eine Weiterentwicklung für Großanlagen interessant.
    Die Arbeit ist bei Materiale und Infos zu finden.
    
    
12. Röntgenstrahlung mit Tesa-Film (Henning)
    Nachdem man ja schon auf Tesa-Film 3dimensional Daten speichern kann und Graphit-Monolagen (Graphen) erzeugen kann, wurde nun entdeckt, dass Tesa-Film beim Abrollen auch Röntgenstrahlung emittieren kann. Das Phänomen ist noch nicht vollständig verstanden, vor allem woher die hohen Energiemengen für die Röntgenblitze herkommen.
    Das Phänomen beruht auf der Tribolumineszenz, dem aussenden von elektromagnetischer Strahlung bei der Verschiebung von Oberflächen. Es ist derselbe Effekt, welcher auch das Leuchten verursacht, wenn man z.B. ein Stück Würfelzucker mit einem Hammer zerschlägt.
    http://www.heise.de/newsticker/Roentgen-mit-der-Tesa-Rolle--/meldung/117893
    
    
13. DNA-Untersuchung (Ilian)
    Untersuchung von DNA (einige nm) mittels Lichtbeugung (vielleicht mit unserer UV-Lampe?)
    
    
14. Piezos (Ilian)
    
    • Ultraschallbohrer
    • Vergütung mit lamda/4-Schicht
    • Impedanzwandler
      
      
15. Fesnellinsen (Ilian)
    F. durch Einschmelzen, Fräsen z. B. mit Plattenspieler herstellen?
    -> "Fresnelfolie"?

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