Exkursion des Physik Leistungsfachs Kl. 12 (Fr. Grau) zum KIT Schülerlabor

Am Ende des ersten Schulhalbjahres konnten wir das Physik-Schülerlabor des KIT in Karlsruhe besuchen. Dieses möchte Schülerinnen und Schüler anhand einer Reihe von außergewöhnlichen Versuchen an faszinierenden Bereichen der Physik teilhaben lassen, die so in der Schule nicht möglich sind. Eine perfekte Ergänzung zum Unterricht! Wir wurden von Studentinnen und Studenten betreut, die uns auch Fragen zum Physikstudium beantworten konnten und uns von ihrer Begeisterung für die Physik erzählten. Im Folgenden stellen wir kurz drei der Versuche vor, die wir durchführen konnten:

Laser in der Medizin

Hier werden drei Anwendungsgebiete für Laser zu medizinischen Zwecken betrachtet: (1) Bei Augenoperationen zur Korrektur von Kurzsichtigkeit, (2) zur Entfernung von Tätowierungen und (3) als „Skalpell“, um durchblutetes Gewebe zu durchschneiden. Modellexperiment (1) wird mit einem UV-Laser durchgeführt: Dabei wird die Energie des Lasers genutzt, um eine Folie, die die Eigenschaften einer Hornhaut besitzt, zu durchschneiden. „In echt“ kann man damit die Krümmung der Hornhaut und somit die Kurzsichtigkeit korrigieren. Die anderen beiden Experimente machten sich die Eigenschaft von Materialien zu Nutze, gewisse Farbanteile zu reflektieren und andere zu absorbieren. Die Energie, die in diesem absorbierten Licht steckt, zerstört die molekularen Strukturen und „zerschneidet“ damit das Objekt. Deswegen müssen für verschiedenfarbige Tätowierungen z.B. verschiedenfarbige Laser genutzt werden.

Schutz vor UV-Strahlung

Hier geht es darum, die Wirkung von Sonnencreme physikalisch zu untersuchen. Wer weiß schon, was der Sonnenschutzfaktor eigentlich aussagt? Durch digitale Messwertaufnahme und Auswertung stellten wir fest, dass ein Sonnenschutzfaktor von 30 den UV-Anteil des Lichts bereits sehr effektiv reduziert und höhere Faktoren nur noch geringe zusätzliche Vorteile bieten. Das Experiment zeigte uns, wie wichtig physikalische Ideen und Messungen auch für unseren Alltag sind.

OCT Optische Kohärenztomographie 

Seit ca. 20 Jahren ermöglicht die optische Kohärenztomographie dreidimensionale Bilder der Netzhaut aufzunehmen. Damit können Untersuchungen von Netzhauterkrankungen seither nicht-invasiv durchgeführt werden. Die dafür nötigen physikalischen Aufbauten und Prinzipien waren eines der Themen, um die es bei unserem Versuch ging. In einem Experiment, das wir selbst durchführen durften, konnten wir mithilfe von OCT ein 3D-Modell einer extrem kleinen Probe erstellen. Dabei wurde unter anderem klar, dass die Funktionsweise von OCT ähnlich zu der des Ultraschalls ist, mit dem Unterschied, dass OCT mit Licht statt mit Schall arbeitet.

Vielen Dank an das Team von Frau Dr. Antje Bergmann! Das Physik Schülerlabor ist Förderprojekt der KIT-Stiftung. Toll, dass es diese Einrichtung gibt.