Auch in diesem Jahr stellten Schüler/innen der Region Weser/Ems viele geniale Forschungsarbeiten vor, darunter vier Forschergruppen der Cäcilienschule Wilhelmshaven. Alle Gruppen der Cäci konnten die Jury überzeugen und mit Preisen dekoriert die Heimreise antreten. Im Fachgebiet Mathematik/Informatik erhielten Vorjahres-Sieger Hans Wiesner und Sem de Hahn einen zweiten Platz und zusätzlich einen Sonderpreis. Sie untersuchten Periodenlänge in verschieden Zahlensystemen und konnten dabei erstaunliche Zusammenhänge zwischen Primfaktorzerlegungen und Periodenlängen aufdecken.
Noch erfolgeicher schnitten die Projekte der Stratofische (siehe strato-fische.jimdofree.com) ab. Auf Instagram www.instagram.com/strato.fische/ und im youtube-Kanal der Stratofische www.youtube.com/channel/UC8hlbE1PBWIRh-ukIxWJ6Rg kann man Bilder und Videos während des Fluges auf eine Höhe von über 36500m bewundern. Die bereits dritte Weltraum-Mission finanzierten die Stratofische aus Preisgeldern vom Wettbewerb "Jugend forscht" und durch die Unterstützung der Jade-Hochschule Wilhelmshaven Oldenburg Elsfleth. Ohne die Unterstützung der Jade Hochschule, die u.a. die beiden Ballone, Ballongas und Versicherungen gesponsort haben, hätte die Mission so nicht stattfinden können! Ein besonderes Dankeschön an Dr. Wolfgang Wenzel vom Projekt Innovative Hochschule Jade-Oldenburg!
Mit der Auswertung der Luftdruck- und Temperaturdaten beschäftigten sich Lasse Schmaljohann, Len Rüter und Max Rückheim. Die Messwerte wurden mit Statistiken professioneller Wetterballonflüge verglichen, um die Qualität der verwendeten preiswerten Sensoren einschätzen zu können. Sie konnten den Regionalsieg in der Kategorie „Geo- und Raumwissenschaften“ erringen und vertreten Wilhelmshaven nun beim Landeswettbewerb „Schüler experimentieren“ in Einbeck.
Mit der Auswertung der Messwerte zahlreicher anderen Sensoren befasste sich die Forschungsarbeit von Christoph Schröder und Karolina Springub. Ihr Projekt „Untersuchung von Umweltdaten in der Stratosphäre“ beschäftigte sich insbesondere mit den Feinstaub-Messwerten und der kosmischen Strahlung beim Aufstieg in die Stratosphäre. Auch diese Arbeit wurde von der Fachjury mit dem ersten Preis ausgezeichnet. Karolina und Christoph qualifizierten sich damit für den Landeswettbewerb „Jugend forscht“ in Clausthal-Zellerfeld.
Begleitet werden sie von Sara Sittnik und Kim Wagner. Die beiden Mädchen siegten im Fachbereich Biologie mit ihrer Forschungs-Arbeit zum Thema „Untersuchung der Wirkung kosmischer Strahlung und extremer Temperaturen auf Kressekeimung“.
Mit diesen drei Wettbewerbs-Siegen war die Cäcilienschule die erfolgreichste Schule beim Regionalwettbewerb in Emden.
HIER NOCH ETWAS AUSFÜHRLICHER DIE KURZFASSUNG DER 4 PROJEKTE:
„Untersuchung der Wirkung kosmischer Strahlung und extremer Temperaturen auf Kressekeimung“
Im Rahmen einer Stratosphärenmission unter Zuhilfenahme eines Wetterballons schickten wir drei Päckchen Kressesamen, auf unterschiedlichen Positionen an bzw. in der wärmeisolierten Nutzlastbox mit Messgeräten, in die Stratosphäre. So befanden sich zwei der Tütchen an der Außenwand, wobei eines von ihnen mit einem UV-undurchlässigen Material abgedeckt war, während das letzte sich in der Box befand. Wir erreichten dabei eine Flughöhe von mehr als 36000m. Nun untersuchen wir die Auswirkung der dort vorhandenen Strahlung mit bzw. ohne UV-Schutz und Temperatur auf die Kressesamenkeimung. Dabei vergleichen wir diese mit der Keimung von unbehandelter Kresse (Lepidium sativum) als Vergleichsprobe sowie einer nur Kälte exponierten Probe, unter Zuhilfenahme eines Gefrierschranks.
„Untersuchung von Umweltdaten in der Stratosphäre“
Unser Projekt befasst sich mit der Auswertung verschiedenster Daten, die wir mit einer selbstgebauten Messsonde, während eines Ballonfluges auf bis zu 36 509m sammelten, auch die Daten eines Ballons der IHJO der Zeitgleich flog wurden ausgewertet. Um diese Datensätze, hauptsächlich bestehend aus Temperatur, Druck, Luftfeuchtigkeit, Strahlung und Feinstaubkonzentration, zu erheben, nutzten beide Sonden Low-Cost Sensoren verbunden mit Arduinos und Raspberry Pis. Mit dem Versuch wollten wir zum einen Korrelationen zwischen Messwerten finden. Weiter war es Ziel, Aussagen über die Strahlung, die mit zunehmender Höhe bekannterweise zunimmt und über die Feinstaubbelastung in höheren Luftschichten treffen zu können.
„Temperatur- und Luftdruckverlauf beim Flug in die Stratosphäre“
Aus dem Erdkundeunterricht wissen wir, dass die Temperatur mit zunehmender Höhe abnimmt. Als Faustregel erfuhren wir, dass bei 100m Höhenzunahme es um 0,6°C bis 0,8 °C kälter wird. Bei Recherchen im Internet fanden wir in verschiedenen Quellen unterschiedliche Angaben. Die gefundenen Aussagen zur Temperaturentwicklung waren nicht eindeutig.
Für unser Forschungsprojekt stellten wir uns folgende Ziele:
- Temperatur- und Luftdruckmessungen mit mehreren Sensoren beim Flug in die Stratosphäre durchführen und die Abhängigkeiten von der Flughöhe untersuchen
- Vergleich unserer Messdaten mit Daten von professionellen Wetterballonflügen, um die Qualität unserer Messungen einzuschätzen
- Darstellung der Temperaturentwicklung bei zunehmender Höhe:
* Wie verläuft die Temperaturabnahme in unterschiedlichen Höhen?
* In welchen Bereichen nimmt die Temperatur sogar zu?
„Untersuchung von Dezimalbrüchen in verschiedenen Zahlensystemen“
In der 6. Klasse hatten wir die Dezimalbruchdarstellung genauer kennen gelernt. Dabei beeindruckten uns besonders Brüche mit langen Perioden. Im Rahmen des Jugend-Forscht-Wettbewerbes 2022 haben wir daher genauer untersucht, wovon die Länge der Perioden abhängt. Im Wesentlichen spielt die Primfaktorzerlegung des Nenners eine entscheidende Rolle. Wir entdeckten so genannte „MaxiPrims“ und „Monsterzahlen“. Einige Eigenschaften ließen sich mit Hilfe der „Eulerschen Phi-Funktion“ voraussagen, einige entdeckte Eigenschafften waren durchaus überraschend.
Nach dem Wettbewerb setzten wir zunächst unsere Untersuchungen im Dezimalsystem im Millionen Bereich fort, um weitere Monsterzahlen zu entdecken und die Zusammenhänge zwischen „Monsterzahlen“ und „Maxi-Prims“ zu bestätigen. Da die Untersuchungen im Dezimalsystem für uns keine ganz neuen Erkenntnisse mehr lieferten, beschlossen wir, unsere Untersuchungen zu den Periodenlängen auf andere Zahlensysteme als das Dezimalsystem auszuweiten. Aus Klasse 5 kannten wir schon das Binärsystem mit der Basis 2 und das Hexadezimalsystem mit der Basis 16. Die Zusammenhänge zwischen diesen in der Informatik verwendeten Zahlensystemen mit der Basis 2 und 24 faszinierten uns schon damals. Im letzten Jahr beschränkten wir uns allerdings auf die Darstellung der natürlichen Zahlen.
Wir stellten uns nun die Frage, wie sich unsere in der letzten Arbeit beschriebenen Arten von Dezimalbrüchen in anderen Zahlensystemen verteilen. Bei unseren Untersuchungen verwendeten wir alle Zahlensysteme mit der Basis 2 bis 50 im Zahlenraum von 1 bis 100.000. Wir wollten untersuchen, wie lang Vorperioden und Perioden in diesen Zahlensystemen werden, ob es mehr oder weniger „Maxi-Prims“ und „Monsterzahlen“ in Zahlensystemen mit einer anderen Basis gibt und welche Primzahlen in vielen Zahlensystemen Maxi-Prims liefern und welche zusammengesetzten Zahlen häufiger Monsterzahlen sind. Nach Recherchen im Internet konnten wir erstaunlich wenig Wissen zu Periodenlängen in anderen Zahlensystemen finden.
Mit unseren Untersuchungen wollen wir nun dazu beitragen, Fakten zu den Periodenlängen in anderen Zahlensystemen zu sammeln.