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Was ist der ExKo?


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Um die meist recht komplexe und vielschichtige Versuchswelt der Universität direkt in die Schulen bringen zu können, wurde das Konzept des ExKo's erdacht. Es handelt sich hierbei um hochwertige Experimentierkoffer, welche Versuche und Anschauungsmaterial aus dem Bereich der Materialwissenschaft und Werkstofftechnik enthalten.

Die leicht durchzuführenden Versuche sind ohne viel Aufwand im Unterricht der naturwissenschaftlich-technischen Fächer einzusetzen. Zusammen mit didaktisch aufgearbeiteten Skripten ist so ein hoher Lernerfolg für Schüler gewährleistet.

Der ExKo eignet sich für den Einsatz in den Schulfächern Physik, Chemie und Biologie sowie den technischen Schulfächern technischer Gymnasien.




Welche ExKo's gibt es?


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ExKo "Piezo, Beugung und Formgedächtnis"

Dieser ExKo enthält gleich drei spannende Experimente auf einmal.

Das Experiment zum piezoelektrischen Effekt soll den Schülern das Zusammenspiel von mechanischem Druck und elektrischer Spannung von Festkörpern veranschaulichen. 

Beim Versuch zur Beugung wird ein durch Laser erzeugtes Beugungsbild quantitativ ausgewertet. Hierbei wird der Wellencharakter des Lichtes demonstriert und eine Einführung in das Prinzip der Lichtbeugung gegeben.

Das Experiment zum Formgedächtniseffekt zeigt die erstaunliche Eigenschaft einiger Legierungen, durch Einwirkung von Wärme oder magnetischen Feldern aus einem zuvor verformten Zustand in ihren ursprünglichen Zustand zurückzugehen.


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ExKo "Klebstoffkoffer"

Auch dieser ExKo enthält gleich mehrere Versuche: Klebstoffexperimente für Unter-, Mittel- und Oberstufe.

"Kleben kann jeder" - könnte man meinen. Aber so einfach nach dem Motto "Alleskleber draufmachen und zusammenpappen", das reicht nicht, um Autos und Flugzeuge zu kleben. "Aber warum nicht?" Um diese Frage und deren Beantwortung dreht sich alles im ExKo "Klebstoffkoffer".

Mit Hilfe dieses ExKos können selbst einfache Klebstoffe wie "Alleskleber" und Papierleim hergestellt und getestet werden. Außerdem kann erforscht werden, welchen Einfluss die Oberflächen jener Teile, die man kleben will, auf die Festigkeit einer Klebung haben, und aus den Ergebnissen lernen, wie man so genannte "strukturelle Klebungen" erzeugt, die in der Lage sind, Autos und Flugzeuge über Jahre, ja Jahrzehnte hinweg zusammenzuhalten.


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ExKo "Biege- und Härteprüfung"

In diesem ExKo werden zwei Methoden der mechanischen Werkstoffprüfung vorgestellt.

Mittels Biege- und Härteprüfung können mechanische Eigenschaften ermittelt und verglichen werden, die für den Werkstoffeinsatz eine große Rolle spielen. Es werden Kupferbleche verwendet, deren Eigenschaften durch eine einfache Wärmebehandlung verändert werden können.
 
Durch diese einfachen Versuche lernen die Schüler, dass die Struktur der Werkstoffe neben ihrer Zusammensetzung (Legierung) einen großen Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften besitzt.

Das Experiment gibt einen Überblick über Mechanismen der Ver- und Entfestigung, über grundlegende Verfahren der zerstörenden Werkstoffprüfung und über einfache Messverfahren für die Kraft- und Wegemessung.


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ExKo "Zugprüfmaschine"

Die Möglichkeit, die mechanischen Eigenschaften von Stahl durch Wärmebehandlungen gezielt einzustellen, macht diesen Werkstoff bis heute zu dem wichtigsten Werkstoff in Konstruktion und Maschinenbau. Das Härten ist hierbei von zentraler Bedeutung.Schockartiges Abkühlen von glühendem Stahl in Wasser, Öl oder Salzbädern bewirkt eine deutliche Steigerung der Härte und Festigkeit des Stahls. Das Wissen um die  Härtung des Stahls ist ein seit Jahrhunderten überliefertes Geheimnis. Die Zusammenhänge zwischen dem Härten und dem atomaren Aufbau des Stahls, seiner chemischen Zusammensetzung und seiner Mikrostruktur erschlossen sich der Wissenschaft
jedoch erst in den letzten hundert Jahren und sind bis heute Gegenstand der Forschung.

Bei diesem Versuch werden Stahlproben über offener Flamme (Lötlampe) geglüht und durch Abschrecken in Öl gehärtet. Ihre Festigkeit wird ermittelt, und mit der von ungehärteten Stählen verglichen. Zu diesem Zweck wurde eine Zerreißmaschine konstruiert und dem ExKo beigelegt. Der Versuchsaufbau  beinhaltet zudem eine Anleitung mit einer ausführliche Behandlung der
werkstoffwissenschaftlichen Grundlagen der Härtung im Kontext der atomaren Struktur, der Zusammensetzung und der Mikrostruktur des Stahls.

Nähere Informationen zu diesem Experiment:
 - Stahlhärtung: von  Alchemie zu moderner Wissenschaft (Pdf)

Skript:
- Zugprüfmaschine (Pdf)




Wie komme ich an den ExKo?


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Der ExKo ist ein Schülerexperimentierkoffer für den lehrerbegleiteten Einsatz im Unterricht der naturwissenschaftlich-technischen Fächer.

In Kürze werden wir ein Bestell- und Auslieferungssystem etablieren, mit welchem Sie per Internet Ihren gewünschten ExKo "buchen" können. Dieser wird dann sogar bis in Ihre Schule geliefert. Leider wird dies aus logistischen Gründen noch einige Tage dauern.

Selbstverständlich können Sie sich jedoch schon heute mit uns per Mail oder Telefon in Verbindung setzen, wenn Sie Fragen oder Interesse an einer schnellen Ausleihe haben. Die Kofferausleihe ist als solche ab sofort verfügbar!