Physikzauber mit Flüssigstickstoff
Nils aus der Stufe 12 bewundert den Meißner-Ochsenfeld-Effekt am Supraleiter Yttrium-Barium-Kupferoxid
13.07.10 - Eine Physikstunde der besonderen Art erlebten Schülerinnen und Schüler der Stufen 12 und 13 am letzten Freitag vor den Sommerferien. Mit einer großen Kanne voller Flüssigstickstoff zeigte Fachschaftsvorsitzender Michael Schröder Experimente, die weit über den Versuchsalltag einer allgemeinbildende Schule hinausgehen.
„Die allermeisten Stoffe ändern ihre Eigenschaften radikal, wenn man sie extremen Minustemperaturen aussetzt“, erklärte Schröder, als er einen Gummischlauch in den – 223°C kalten Stickstoff tauchte. Das bei Raumtemperatur extrem flexible Gummi zerbarst unter einem leichten Hammerschlag wie Porzellan.
Wie die Bahnen der Zukunft aussehen konnten die Schülerinnen und Schüler anschließend beim Meißner-Ochsenfeld-Effekt beobachten. Die extrem abgekühlte Keramik Yttrium-Barium-Kupferoxid spiegelt äußere Magnetfelder, so dass ein in die Nähe des Stoffes gebrachter Permanentmagnet zum Schweben gebracht wird.
Deutlich drastischer fiel im Anschluss die Materialprüfung handelsüblicher PET-Flaschen auf dem Schulhof aus, die mit Flüssigstickstoff befüllt wurden. Beim Übergang in den gasförmigen Zustand nimmt der Stickstoff ein deutlich größeres Volumen ein, so dass im Inneren der Flaschen enorme Drücke entstanden, welche die Flaschen letztlich mit beeindruckender Lautstärke zum Bersten brachten.
Auf dem Prinzip der Volumenausdehnung basiert auch die Stickstoffrakete. Statt des Schraubverschlusses wurde nun ein Gummistopfen verwendet, der unter hohem Druck aus der Flasche getrieben wurde. Der Rückstoß beförderte die zu Raketen umfunktionierten Flaschen Dutzende Meter in die Luft.
Gregor Evers