Sonderpreis Physik für Leo Stenzel beim Bundesfinale "Jugend forscht"

1. Platz beim Landeswettbewerb für Leo Stenzel

Fotografieren auf hohem Niveau sowie Berechnungen am Computer durchzuführen waren schon lange intensiv betriebene Hobbys von Leo Stenzel, der heuer sein Abitur am Max-Born-Gymnasium macht. In seiner Facharbeit konnte er nun beides vereinen: Er simulierte den Verlauf von Lichtstrahlen an Linsensystemen wie dem weltberühmten Tessar und verstand es, seine Berechnungen so anschaulich und aussagekräftig darzustellen, dass er beim Regionalwettbewerb „Jugend forscht“ am Münchner Flughafen die Jury überzeugte: Er gewann den ersten Preis im Fachgebiet Physik und darf nun beim Landeswettbewerb im April erneut antreten.



Sein Erfolg basiert auf drei Säulen: Auf einfache Weise kann ein beliebiges Kameraobjektiv in den Computer eingegeben werden. Auf dem Bildschirm lassen sich die exakt berechnete Strahlen verschiedenster Lichtquellen verfolgen. Schließlich werden die Auftrefforte auf dem Film oder CCD-Chip bestimmt und die Qualität der Bilder in zahllosen aussagekräftigen Diagrammen ausgewertet.

„Was früher durch mühsame Rechnung angenähert werden musste, kann mit einem Computer aufgrund seiner hohen Rechenleistung heute exakt vermessen werden“, erläutert Leo.

Seine Ergebnisse hat er anhand der Resultate aus den einschlägigen Universitäts­lehrbüchern überprüft: Es zeigen sich überzeugende Übereinstimmungen. Mit einer von dem Jungforscher entwickelten Methode lässt sich die Qualität des untersuchten Objektivs einfach beurteilen: Er schickt zehntausende von einem Gegenstand ausgehende Strahlen durch die Optik und berechnet, wie groß der Fleck ist, in dem sie auf dem CCD-Chip auftreffen. „Damit erhalte ich ein direktes Maß für die Schärfe des Bildes“, erläutert der Achtzehnjährige. Darüber hinaus sieht man die Abweichung des Flecks vom idealen Auftreffpunkt und kann damit die Verzeichnung des Objektivs erkennen. All dies hat er quantitativ ausgewertet und diese Berechnungen dafür benutzt, das Linsensystem zu verbessern.

„Leo Stenzel hat sich für seine Simulation Kenntnisse aus der Optik in einem Umfang angeeignet, wie sie erst an der Universität vermittelt werden“, beschreibt sein Lehrer im Leistungskurs Physik Eckart Werner-Forster die eigenständige Leistung.

Mirko Riedel und Daniel Gruber setzten ihre erfolgreichen Untersuchungen von Luftströmungen aus dem letzten Jahr fort. Damit konnten sie die Ausbreitung von Autoabgasen sichtbar machen, unterschiedlich je nach Krümmung des Auspuffs – eine Sorge vieler Eltern mit Kindern im Fahrradanhänger. Dazu vereinfachten sie ihren komplexen Aufbau stark: Ein vierzig Zentimeter großer Teleskopspiegel wirft jetzt das Licht einer weißen LED auf eine Kamera zurück. Dabei fängt eine Schlierenblende alles ungestörte Licht ab, der Spiegel erscheint dunkel. Wird das Licht aber durch warme Abgase abgelenkt, so umgeht es die Blende und wird von der Kamera aufgefangen. „Auf diese Weise kann man besonders belastete Gegenden aufspüren“, erläutern die beiden Fünfzehnjährigen.



Das Martinshorn eines vorbeifahrenden Krankenwagens klingt beim Näherkommen hoch, beim Vorbeifahren sinkt die Frequenz plötzlich. Michael Obermüller (18) nutzte diesen sogenannten Dopplereffekt, um die Geschwindigkeit eines Fahrzeugs zu messen. Die Auswertung verschiedener vom Auto abgestrahlter Töne zeigte, dass dies auf einen Kilometer pro Stunde genau möglich ist, genauer als die Tachoanzeige. „Mit dem akustischen Dopplereffekt kann die Geschwindigkeit ohne Radarstrahlung präzise bestimmt werden“, so Obermüller, betont aber, dass das Auto bei seinen Messungen die Hupe erklingen lassen musste.



„Mit Jugend forscht fördern wir junge Talente und bereiten sie auf eigenständiges Arbeiten in der Wissenschaft vor“, erläutert Eckart Werner-Forster, der den gleichnamigen Wahlunterricht am MBG leitet, und betont, wie stolz er darauf ist, solche Schüler ins Studium entlassen zu dürfen.