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27. August 2004

Kinder-Uni im Netz blickte tief in den Mikrokosmos

Jung-Redakteure legten Wespen, Fliegen, Bimsstein und Haare unter das Raster-Elektronen-Mikroskop – Spannende Einblicke im Mineralogischen Institut

Wespenauge unter dem Raster-Elektronen-Mikroskop

So sieht es aus, ein Wespenauge unter dem Raster-Elektronen-Mikroskop. Aufgenommen von der Kinder-Uni im Netz. Foto: privat

"Lass uns doch mal den Flügel anschauen", schlägt Moritz vor und Lukas steuert zielsicher den Elektronenstrahl auf den Flügel der Fliege. Überraschenderweise entdecken die Jung-Redakteure der Kinder-Uni im Netz, dass auf dem Flügel der Fliege kleine Härchen wachsen, die auch noch längs gestreift sind. Solche Feinheiten lassen sich natürlich nur in einem Mikroskop mit spezieller Vergrößerung betrachten, wie etwa einem Raster-Elektronen-Mikroskop (REM). Mit Hilfe des Physikers Thomas Ludwig und der Vulkanologin Angela Helbling konnten sich die Jung-Redakteure im Mineralogischen Institut der Universität Heidelberg in die fantastische Mikro-Welt der Tiere und Steine begeben.

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Bevor jedoch eine, selbstverständlich tote Fliege oder ein Gesteinsstückchen unter dem Super-Mikroskop betrachtet werden können, müssen sie zunächst mit Gold bedampft werden, denn die Probe muss elektrisch leitfähig sein. Und Gold als Edelmetall ist dafür besonders gut geeignet. Dazu wird die Probe in einen durchsichtigen Zylinder gesteckt, aus dem anschließend die Luft herausgepumpt wird. Durch ein extrem heißes Gas wird dann aus einer dünnen Goldplatte etwas Gold verdampft, das sich dann beispielsweise auf der Fliege niederschlägt.

Überrascht waren die Vertreter der Kinder-Uni im Netz, als sie erfuhren, dass durch das Goldbedampfen mitnichten eine kostbares Insekt entstanden ist. Denn die Goldschicht auf der Fliege muss extrem dünn sein, damit auch noch jedes Detail sichtbar bleibt. Somit wurde an reinem Materialwert nicht einmal für einen Cent Gold auf der Fliege aufgetragen. "Ein modernes Raster-Elektronen-Mikroskop ist kinderleicht zu bedienen", erläuterte Thomas Ludwig und zeigte den kleinen Forschern auch gleich, wie sie mit Joystick und Computer-Maus bestimmte Punkte auf einer Probe "anfahren", die Vergrößerung ändern, scharf stellen und schließlich auch ein Foto machen können. An Geräten älterer Bauart des 1939 von Manfred von Ardenne erfundenen Raster-Elektronen-Mikroskops gab es noch zahlreiche Schalter und Drehknöpfe, die betätigt werden mussten, doch heute macht das großteils der Computer. Die Technik ist gar nicht so ungewöhnlich, denn sie ist mit der eines Fernsehbildschirms eng verwandt. So wird auch hier durch Anlegen elektrischen Stroms an ein Stück Metall (Kathode) ein Elektronenstrahl erzeugt. Der kann durch Magnete bewegt werden und wird so in einem engen Raster, Punkt für Punkt über die Probe geführt. Das reflektierte Signal von der Oberfläche der Probe wird verstärkt und einer Bildröhre zugeführt, so dass es auf einem Bildschirm sichtbar wird.

Die Jung-Forscher nutzten die Technik denn auch sofort zum eigenen Experiment und konnten so beispielsweise beobachten, dass die Härchen auf dem Flügel einer Wespe eine spiralförmige Streifung aufweisen. Da wurde sofort klar, warum diese Plagegeister wehrhafter als eine normale Stubenfliege sind.

Von den Tieren ging es dann zum Bimsstein. Dieser stammt aus Süd-Chile und wurde während eines Ausbruchs des Vulkans gebildet. Die bei diesem Ausbruch in die Luft geschleuderte heiße und sehr gasreiche Lava erkaltete sehr schnell und fiel als ein Gestein mit unzähligen Hohlräumen auf den Boden oder ins Wasser. Durch die sehr vielen Hohlräume ist der Bimsstein sehr leicht und kann sogar auf dem Wasser schwimmen. Deshalb war es eigentlich gar nicht so überraschend, dass unter dem REM plötzlich viele kleine ovale Strukturen sichtbar wurden. "Das sind Foraminiferen" (Teil des Planktons), erklärte Angela Helbling, "die sich an den Bimsstein geheftet haben, während er im Wasser schwamm". Zum Schluss wurden dann noch die eigenen Haare untersucht und festgestellt, dass die Spitzen kürzerer Haare besser aussehen als die der längeren. Ist ja eigentlich auch logisch, die kürzeren sind frisch nachgewachsen und noch nicht so lange Wind und Wetter ausgesetzt.

INFO: Die Kinder-Uni im Netz ist ein wissenschaftjournalistisches Projekt, das unter www.kinder-hd-uni.de zu finden ist.
Stefan Zeeh

Rückfragen bitte an
Dr. Michael Schwarz
Pressesprecher der Universität Heidelberg
Tel. 06221 542310, Fax 542317
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und
Irene Thewalt
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Tel. 542311
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