Duftübertragung
Wie werden Düfte übertragen? Die Physik des Riechens
Wir alle mögen vielfältige Düfte! Den Duft eines Bratens in der Küche, den Duft einer Rose, aber auch den Duft eines Parfums. Für den Anfangsunterricht in Physik und Chemie, aber auch für naturwissenschaftliche Lernbereiche bietet dieses Thema facettenreiche Einstiege in die Naturwissenschaften. Neben den Aggregatzuständen, den Zustandsänderungen lässt sich an diesem Themenfeld die Brownsche Bewegung, die letztlich zur Erklärung der Diffusion herangezogen werden muss, elegant einführen.
Ich vermute, dieses Thema wird wohl eher von Chemielehrkräften aufgegriffen, denn der Zusammenhang von Parfum und Düften hört sich „nach Chemie an“, letztlich geht es aber um rein physikalische Vorgänge. Die Düfte bieten einen kontextorientierten, interessanten Zugang zu den Aggregatzuständen, den Zustandsänderungen, der Diffusion bis hin zur Verdunstungskälte, der sich viel besser eignet, als die oft gewählten Einstiege über Bromgase oder die Ausbreitung von Farbstoffen in Flüssigkeiten.
Die Mind Map zeigt die Bandbreite der Möglichkeiten zur Abdeckung der Kompetenzbereiche:
Mind Map in höherer Auflösung: wie-werden-dufte-ubertragen.pdf
Als Einstiegsexperiment eignet sich die Ausbreitung des Duftes eines Parfums (hier Nightflight) aus einer flachen Schale auf dem Lehrertisch in den Fachraum hinein.
Die Schülerinnen und Schüler können ihr Vorwissen aktivieren und Leitfragen zu zu möglichen weiteren Untersuchungen formulieren. In meiner Klasse wollte ein Teil der Klasse wissen, wie schnell diese Duftausbreitung erfolgt. Es wurden Planungsvorschläge gesammelt und nach Einigung auf eine gemeinsame Planung wurde die Zeit vom Einfüllen des Parfums in die Schale auf dem Lehrertisch bis zum Erreichen der Nase (Registrierung des Duftes) der Schülerinnen und Schüler in den Bankreihen gemessen. Ferner wurde der Abstand Schale – „Nase“ mit einem Bandmaß abgemessen und die Daten wurden in einer Messreihe festgehalten. Die (scheinbare) Geschwindigkeit der Parfumteilchen konnte so ermittelt werden. Die Kontrollrecherche im Internet ergab ganz andere – viel höhere (um 100 m/s) – Geschwindigkeiten. So stellt sich automatisch die Frage nach dem Ausbreitungsmechanismus des Duftes und damit auch die Frage nach den Aggregatzuständen, die auf der Basis des Teilchenmodells eingeführt bzw. vertieft werden können.
Die Phasenplanung (planungsubersicht2010.pdf) zeigt eine mögliche Vorgehensweise vom Einstiegsexperiment über die Erarbeitungsphasen bis hin zur Vertiefungsphase. Diese kann insbesondere in Lernbereichen genutzt werden, um die Nase als Sinnesorgan in den Fokus der Betrachtung zu rücken. Als Chemiker könnte man durchaus Parfum anzünden und Verbrennen, um auf die unterschiedlichen naturwissenschaftlichen Untersuchungsobjekte hinzuweisen, die in den einzelnen Wissenschaftsdomänen eine Rolle spielen.
In der Weihnachtszeit bietet sich die Verknüpfung zu Räuchermännchen an. Findet hier auch eine Diffusion statt? Hier sind doch aber feste Ausgangsstoffe vorhanden? Wie sehen Räuchermännchen von innen aus? Wie strömt die Luft durch das Männchen? Mannigfaltige Fragen, die in der Vertiefungsphase von den Schülerinnen und Schülern weitgehend eigenständig beantwortet werden können!
Das Manual der fächerverbindenden Untrrichtseinheitkann über „Kontakte“ bezogen werden:
