Physik

Das Fach Physik hat sich in den letzten Jahrzehnten verändert. Mehr denn je liegt der Fokus auf dem Experimentieren, Kommunizieren und Bewerten. In allen Ausbildungsrichtungen stehen die Schülerexperimente im Vordergrund. Das Gymnasium Freyung hat schon vor langer Zeit begonnen, nach und nach Schülerexperimentierkästen für nahezu alle Bereiche der Physik anzuschaffen, so dass wir bereits eine riesige Auswahl an Experimenten in den Bereichen Elektrizität, Magnetismus, Wärmelehre, Dichte, Mechanik, Elektronik, Energie, Optik, und vielen mehr anbieten können.

Das eigenständige Experimentieren macht den Schülerinnen und Schülern Spaß, sie lernen ganz nebenbei wie ein Wissenschaftler zu arbeiten und zu denken sowie selbstständig Zusammenhänge herzustellen und physikalische Gesetze aufzustellen. Darüber hinaus lernen die Kinder neue Technologien kritisch zu bewerten und deren Einsatz abzuwägen. Physik beschäftigt sich mit der Welt, in der wir alle leben. So ist es nur verständlich, dass dieses Fach ab Jahrgangsstufe 7 in allen Ausbildungsrichtungen unterrichtet wird. Wer sich für den naturwissenschaftlich-technologischen Zweig entscheidet, kommt in den Genuss einer zusätzlichen Profilstunde, in der physikalischen Phänomenen, die über den Lehrplan hinausgehen, durch Schülerexperimente auf den Grund gegangen wird.

Hier führt Sie/Euch Lehrkraft Josef Müller durch unsere Physiksammlung:

Josef Müller

Andreas Schewiola

Alexander Stöhr

Josef Wimmer

Was war da los am Gymnasium Freyung? Hat der Schüler der Q12 ein unbekanntes Flugobjekt gesichtet? Half er einer griechischen Schönheit bei der Suche ihrer Werke? Durfte er einer Schildkröte im Zoo einen Namen geben? Nichts dergleichen!

Bei der IPhO handelt es sich um die Internationale Physikolympiade, an der der 17-jährige Benedikt Hutterer teilgenommen hat. Diese findet 2021 in Minsk statt, die erste Runde kann aber traditionell von zu Hause aus absolviert werden. Aufgrund der Corona-Pandemie konnte Benedikt auch die zweite Runde daheim bestreiten. Das kam ihm sehr gelegen, musste er doch zeitgleich eine Seminararbeit über schwarze Löcher schreiben. In der Vorbereitung auf die Olympiade hatte der vom Fach Physik begeisterte Gymnasiast dicke Bücher gelesen und sich Informationen aus dem Internet beschafft, um sich für die hohen Anforderungen zu rüsten. Denn die Inhalte stammen nur zu einem sehr geringen Teil aus dem Lehrplan des Gymnasiums, sie sind vielmehr den ersten Semestern des Physikstudiums entnommen. Der Graineter bestand die erste Runde, in der er zahlreiche Aufgaben aus verschiedensten Themenbereichen der Physik bearbeiten musste: Dabei galt es, Wissen über theoretische Sachverhalte, wie den „Hohmann-Transfer“ – ein Unterfangen, um den energetisch günstigsten Übergang zwischen zwei Himmelskörperbahnen zu finden, sowie das Können bei praktischen Experimenten unter Beweis zu stellen.

Im zweiten Level war eine umfangreiche Klausur verlangt, die er am Gymnasium Freyung schreiben durfte. Hier scheiterte Benedikt, der altersmäßig zu den jüngsten Teilnehmern zählte, mit 13,5 Punkten nur knapp – was herausragend ist, wenn man bedenkt, dass der Wettbewerb international ausgerichtet ist und ein sehr hohes Anforderungsniveau hat. Für Benedikt war es jedenfalls ein „einzigartiges Erlebnis, das ihm nicht nur ein Leben lang in Erinnerung bleiben wird, sondern ihm auch einen ziemlich guten Vorgeschmack auf ein physikalisches Studium bot“ (Benedikt Hutterer).

Herzlichen Glückwunsch zu diesem außergewöhnlichen Erfolg!

Josef Müller (2021)

Seit über 50 Jahren hat es sich die Stiftung „Jugend forscht“ zur Aufgabe gemacht, junge Talente zu fördern. Zu diesen Talenten gehört auch der Freyunger Gymnasiast Maximilian Alberth, der bereits das zweite Mal in seiner gymnasialen Laufbahn an dem renommierten Wettbewerb teilgenommen hat und dem dieses Jahr die Ehre zuteil wurde, Niederbayern in dem Bereich „Physik“ beim Landeswettbewerb zu vertreten.

Sein Interesse an Naturwissenschaften zeigte sich bereits früh in seiner gymnasialen Laufbahn: Nachdem das Fach „Biologie“ die Begeisterung des einstigen Unterstufenschülers weckte, verbrachte er die nächsten Jahre am Gymnasium damit, herauszufinden, was seine „wahre Leidenschaft“ (Maximilian Alberth) ist. Mit dem Eintritt in die Oberstufe hat er sich für die Physik entschieden: Die Wahl des Faches Physik als W-Seminar und als schriftliches Abiturfach sollen eine solide Basis für die baldige Aufnahme eines Physikstudiums schaffen. Der Wettbewerb „Jugend forscht“ bot dem interessierten Schüler die Möglichkeit, seine Neugier zu stillen und sein Forschungstalent unter Beweis zu stellen. Betreut wurde er von seinem Physiklehrer Alexander Stöhr.   

Zu seinem aktuellen Projekt regten den jungen Wissenschaftler mehrere von ihm als ängstlich interpretierte Bemerkungen aus seinem Bekanntenkreis an: Dem Lesen einer einzigen Studie zu der von Elektrosmog ausgehenden Gesundheitsgefahr folgte die rigorose Entscheidung gegen die Anschaffung einer Photovoltaik-Anlage. Sich auf der Basis einer einzigen Studie gegen ein für Klima- und Umweltschutz förderliches Projekt zu entscheiden, ist ein Verhalten, das den Wissenschaftler Maximilian Alberth zu einer Reaktion geradezu herausforderte. Er entschloss sich dazu, die Aussagen seines Bekanntenkreises einer wissenschaftlichen Prüfung zu unterziehen und gegebenenfalls eine Lösung für die Diskrepanz „Umweltschutz versus Angst der Hausbesitzer vor gesundheitlichen Folgen“ zu finden: 

Entsprechend untersuchte er in einer ersten Hälfte seines Projekts zunächst die Feldentwicklung an PV-Systemen. Das Ergebnis war, dass fast alle Komponenten des PV-Systems den gesetzlichen Grenzwert überschreiten, der allerdings für diese Systeme nicht gesetzlich bindend ist, da sie nicht die Mindestspannung von 1000 Volt aufweisen. Dennoch nimmt das Bundesamt für Strahlenschutz diese Grenzwerte zur Risikobewertung her, weshalb manche aus Angst vor Strahlung auf die Installation einer solchen Anlage verzichten.

Um dieser Angst entgegenzuwirken, beschäftigte sich der Gymnasiast in dem zweiten Teil seines Projekts mit Abschirmmöglichkeiten und stellte fest, dass das Forschungsgebiet EMV (Elektromagnetische Verträglichkeit) bereits für annähernd alle Komponenten des PV-Systems eine Lösung parat hält. Existierende Abschirmkörper aus anderen Bereichen, wie dem Verhindern von Störfeldern bei Signalübertragungen, können 1:1 auch auf einzelne Bauteile von PV-Anlagen, beispielsweise Stromleitungen und Transformatoren, übertragen werden. Als Problem bleiben lediglich die Module der PV-Anlage, da eine Vollummantelung zur Folge hätte, dass kein Sonnenlicht einfällt, was den Zweck der Anlage ad absurdum führt. Für diese Module entwickelte der Nachwuchsforscher einen Abschirmkörper, der das elektromagnetische Feld auf Null reduziert und dennoch das Leistungssystem in keiner Weise beeinträchtigt.

Maximilian Alberths genaue Ergebnisse, etwa das am besten geeignete Metall, werden derzeit noch nicht der Öffentlichkeit preisgegeben. Auf die Anfrage einer Firma, ob sie seine Forschungsergebnisse verwenden dürfe, entschloss sich der 17-Jährige dazu, ein Patent und Gebrauchsmuster auf seine Erfindung anzumelden.

Trotz seiner zukunftsweisenden Erfindung belegte Maximilian Alberth leider nicht einen der ersten drei Plätze des Wettbewerbs, was auch dem hohen Konkurrenzdruck geschuldet ist. Beim Landeswettbewerb „Jugend forscht“ nahmen auch viele Physik-Erstsemestler teil, die den Schülern einiges an Wissen und auch Forschungsequipment voraushatten. Umso herausragender ist die Auszeichnung von Maximilian Alberths Projekts mit einem Sonderpreis, einem Jahresabo einer renommierten Wissenschaftszeitschrift.

Bedeutender als ein Sieg sei aber die Teilnahme selbst, wie Maximilian Alberth betont. Im Vordergrund der Veranstaltung stehe nicht so sehr die Konkurrenz, als vielmehr das gemeinsame Weiterkommen in der Forschung, dem Finden von Lösungen für aktuelle Probleme. Die Frage nach dem „WARUM“, die allen Forschern gemeinsam ist, führe zu einem regen Austausch unter allen Wettbewerbsteilnehmern: Nicht selten gäben die Nachwuchsforscher ihren „Kollegen“ noch vor der Bewertung durch eine Jury Tipps zur Verbesserung ihrer Projekte – so sei „Jugend forscht“ mehr eine Gemeinschaftsveranstaltung als ein Wettbewerb. Der diesen Wettbewerb auszeichnende Austausch funktioniere online sogar besser als in der ansonsten üblichen Präsenzveranstaltung, wie Maximilian Alberth, der einen direkten Vergleich zwischen beiden Varianten hat, überrascht feststellte. Auch nach dem Wettbewerb stünden viele Teilnehmer nach wie vor mittels digitaler Netzwerke miteinander in Kontakt, um sich weiterhin über ihre Interessengebiete auszutauschen. „Jugend forscht“ wirke daher weit über den eigentlichen Wettbewerb hinaus, indem die Veranstaltung vor allem den gewinnbringenden Kontakt zwischen den jüngsten Forschungstalenten des Landes herstelle und fördere.

Die Schulgemeinschaft des Gymnasiums Freyung ist stolz, dass ihr Schüler Maximilian Alberth eines dieser jungen Talente ist. Herzlichen Glückwunsch, Maxi!

Carina Rendchen (2021)                                                                                  

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