Projektionswanne für Modellexperimente

Modellexperiment zur MassenspektrographieWelche Eigenschaften haben Atome? Bei der Einführung der chemischen Reaktion ergibt sich ein kognitiver Konflikt von Stoffvernichtung und Neubildung. Wenn aber bei chemischen Reaktionen die Stoffe vernichtet werden, die Reaktion aber umkehrbar ist, muss etwas erhalten bleiben: Es sind die Atome. Die Atome haben allerdings für sich keine Stoffeigenschaften. Die Stoffeigenschaften ergeben sich erst aus einer großen Anzahl von Atomen und deren Anordnung.  Eine den Atomen zuzuordnende Eigenschaft ist deren Masse. Die Atommasse spielt nach Einführung der chemischen Reaktion bei der Behandlung der chemischen Grundgesetze und der Stöchiometrie im weiteren Unterrichtsverlauf eine zentrale Rolle. Wissenschaftlich bedient man sich zur Bestimmung von Atommassen eines Massenspektrographen. Hier werden Atome ionisiert, die positiv geladenen Ionen in einem elektrischen Feld beschleunigt und durch senkrecht zur Flugbahn wirkende elektrische und magnetische Felder abgelenkt. Haben die Atome die gleiche Ladung, erfolgt die Auftrennung nach Masse. Am Detektor wird die Auftrennung registriert. Die Erläuterung vom Aufbauprinzip wird den Schülern in Sek. I in der Regel didaktisch reduziert angeboten. Zum besseren Verständnis dient dieser Modellversuch. Im Modellexperiment werden Stahl-, Aluminium- und Kunststoffkugeln verwendet. Zur Beschleunigung der Kugeln wird ein regulierbarer Luftstrom benötigt (Gebläse einer kleinen Luftkissenfahrbahn, Stickstoff oder Kohlendioxid aus Stahlflaschen der Sammlung oder ein kleines Gebläse als Zubehör) Die Auftrennung im Modellexperiment erfolgt nach Masse und Schwerkraft (in Analogie zur Auftrennung der Massen im elektromagnetischen Feld). Vor dem Einsatz im Unterricht sollte der geeignete Luftstrom, bei der die Kugeln in die unterschiedlichen Fächer gelangen vorher einmal ausprobiert werden. Lieferumfang: Modelleinsatz Kugel-Set Begleittext Benötigtes Zubehör: Projektionswanne 1003 12976 Kleingebläse 12V Bestellnr. 5943 40534 (falls keine Kohlendioxid-/Stickstoffgasflasche mit Reduzierventil vorhanden ist)

Modellexperiment zum Kern-Hülle-Modell (Streuversuch nach Rutherford) Um neben der Atommasse weitere Eigenschaften von Atomen zu beschreiben, werden Modelle benutzt, die aber oft keine tragfähigen Erklärungen für weitere Experimente darstellen. Die Annahme, dass Atome kompakte Massekugeln darstellen (DALTON) wurde durch Rutherford in Frage gestellt. Rutherford bestrahlte hauchdünne Goldfolie mit Alphateilchen. Da die radioaktiven Alpha-Strahlenvergleichsweise viel Masse besitzen, erwartete Rutherford, dass die Strahlen von der Goldfolie zurückgeworfen werden. Die Auswertung des Fotoschirms zeigte jedoch, dass nahezu fast alle Alpha-Teilchen ungehindert die Folie durchdrungen haben. Nur einige Teilchen wurden abgelenkt oder reflektiert.  Im vorliegenden Modellexperiment lässt sich der Rutherfordsche Streuversuch modellhaft nachvollziehen. Statt der Alphateilchen des Realexperiment werden hier Stahlkugeln auf lückenlos aneinandergereihte große Plexiglasblöcke, die nach der Vorstellung von DALTON Atome massive Massekugeln symbolisieren, „geschossen“/gerollt. In die beiden anderen Fächer werden Stahlkugeln auf kleinere bzw. ganz kleine Plexiglasblöcke innerhalb von Kreisen (Kreise symbolisieren die Atomhülle, Modell nach Rutherford) „geschossen“/gerollt. Durch die „Hülle“ gerollte Stahlkugeln lassen sich in einer Auffangrinne sammeln und auszählen. So lässt sich die Vorstellung von einem kleinen Kern mit großer Hülle anschaulich nachvollziehen.  Wichtig ist allerdings, den Schülern immer wieder zu verdeutlichen, dass Atom-Modelle kein Abbild der Wirklichkeit sind, „Modelle sind eine auf die stoffliche Ebene projizierte Anschaulichkeit“. Es gilt also hier nicht die Aussage richtig oder falsch sondern, ist das jeweilige Modell tragfähig für eine entsprechend neue Experimentiererfahrung. Lieferumfang: Modelleinsatz Rollrinne Satz Stahlkugeln Magnet zum Einsammeln der Stahlkugeln Begleittext  Benötiges Zubehör: Projektionswanne (Bestell-Nr. 100312976)